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Schwerkraftkokillengießen mit strukturierten Kokillenoberflächen, Teil 3

Das Fahrwerk heutiger Kraftfahrzeuge weist klassenbezogen leichte und wirtschaftlich zu fertigende Komponenten aus Stahl, Gusseisen und Aluminium auf. Ein gezielter Materialeinsatz kann zu erheblichen Effekten führen. So besitzt beispielsweise das Aluminiumfahrwerk eines Audi S3 einen Gewichtsvorteil von ca. 9 kg gegenüber dem Stahlfahrwerk eines Golf 7.

Bei der Entwicklung von Fahrwerkskomponenten ist der Leichtbau für den Volkswagen-Konzern von zentraler Bedeutung. Hierbei gilt es, das wirtschaftlichste Optimum aus Gewicht und Herstellbarkeit bei geforderter Belastbarkeit zu erreichen. Das zentrale Fertigungsverfahren für Aluminiumkomponenten im Fahrwerksbereich ist das Kokillengießen. So wird z. B. der Hilfsrahmen aus dem modularen Quer-Baukasten (MQB) durch Schwerkraft-Kokillengießen hergestellt, wobei die Verfahrensgrenzen derzeit vollständig ausgenutzt werden. Die Prozessabsicherung erfolgt durch den Einsatz naheutektischer AlSi-Legierungen, hoher Gieß- und Kokillentemperaturen, hochisolierender Schlichten und Oberflächenstrukturen (Waffelmuster).

Im Hinblick auf die Herstellbarkeit des Bauteils wird besonders in steifigkeitsrelevanten Bereichen durch die Fertigungsrestriktionen mehr Material eingesetzt als strukturmechanisch tatsächlich erforderlich ist. Fertigungstechnisch werden somit Mindestwanddicken von 5,5 mm benötigt, wodurch das Leichtbaupotenzial der eingesetzten Aluminiumgusswerkstoffe nicht vollständig ausgenutzt werden kann. In Grundlagenuntersuchungen wurde gezeigt, dass durch den Einsatz der neu entwickelten Oberflächenstruktur K (Haifisch) die Wanddicke bei schlichtefreier Anwendung um bis zu 30 % im Vergleich zu einer unstrukturierten Oberfläche ohne Einbußen der gießtechnologischen Eigenschaften reduziert werden konnte.

In diesem 3. Teil der Beitragsreihe werden der Einfluss von Schlichte und der Formfülllänge (FFL) sowie die Anwendbarkeit im Serienprozess thematisiert.


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pdf-Datei aus "GIESSEREI" Heft 10/2017 Seiten 34-41
© Giesserei-Verlag GmbH Düsseldorf
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TEIL 1

TEIL 2


 

 

Durch Strukturierung der Kokillenoberfläche lassen sich die Formfülleigenschaften beeinflussen und somit dünnwandigere Gussteile herstellen.

Foto: Volkswagen