Fachartikel

Lost Core-Technologie – offen für alle
Chancen und Grundlagen des Verfahrens
von Dario Pierri und Christian Beck, Uzwil, Schweiz

Mit dem Lost Core-Verfahren können gänzlich neue Bauteile entwickelt und die innere Formgebung deutlich komplexer gestaltet werden. Doch beim Einsatz von Salzkernen gilt es mehrere Faktoren zu beachten. Grundsätzlich wird die Festigkeit der Salzkerne maßgeblich von der eingesetzten Salzmischung beeinflusst. In der Forschungsabteilung der Bühler AG, Uzwil, Schweiz, wurden verschiedene Salzmischungen im Hinblick auf ihre Biegefestigkeit getestet und untereinander verglichen. Die Grundlage dafür bildeten die Untersuchungen der Tohoku University und von Y. Yamada [1] aus dem Jahr 2007. Die höchste Biegefestigkeit wurde mit dem Gewichtsverhältnis 38 %* KCl zu 62 % Na2CO3 erzielt.




Die Bühler-Spezialisten teilen ihr Wissen und ihre Erfahrung zum Thema Lost Core. (Foto: Bühler)

Generell gilt, dass die Festigkeit einer Salzzusammensetzung dann am niedrigsten ist, wenn sie im Eutektikum oder ihre reinen Komponenten einzeln betrachtet werden. Die höchste Festigkeit wird als intermediäre Zusammensetzung zwischen dem Eutektikum und der reinen Komponente erreicht. Die Primärpartikel übernehmen dabei im Falle der Rissbildung eine Umlenkfunktion. Ermittelt und berechnet wurde die Biegefestigkeit unter der Verwendung von Prüfkörpern im 3-Punkt-Biegeversuch. Die Biegefestigkeit weist eine hohe Streuung zwischen 23 MPa und 39 MPa auf , sodass bei der Auslegung immer vom niedrigsten Wert ausgegangen wird. Dieses Verhalten ist jedoch typisch für Salzkerne und mit dem Verhalten von keramischen Materialien vergleichbar. Andere Salzzusammensetzungen weisen eine ähnlich große Streuung auf. Neben der Biegefestigkeit müssen auch weitere physikalische Eigenschaften der verwendeten Salzzusammensetzung beachtet werden.

Für den Prozess der Salzkernherstellung sind die Liquidustemperatur, die Dichte und die Wärmeleitfähigkeit maßgeblich. Die Liquidustemperatur der eingesetzten Salzmischung entspricht in etwa der Aluminiumtemperatur während des Füllvorgangs. Da der Füllvorgang im Aluminium-Druckgießprozess nur wenige Millisekunden dauert und das Aluminium wegen der hohen Wärmeleitfähigkeit sehr schnell erstarrt, wird der Salzkern während des Umgießens mit Aluminium jedoch nicht aufgeschmolzen. Im Hinblick auf die Dichte ist der große Unterschied zwischen dem festen und dem flüssigen Zustand des Salzkerns zu beachten. Das Volumen des Salzkerns nimmt während der Erstarrung um rund 18,5 % ab. Zu guter Letzt verlangsamt die niedrige Wärmeleitfähigkeit die Erstarrung während der Nachdruckphase und verlängert so die Zykluszeit.

Dipl. Masch.-Ing. (ETHZ) Dario Pierri, Projektleiter Prozessentwicklung, Bühler Druckguss AG, Uzwil, Schweiz, und Christian Beck, Werkzeugmacher und Konstrukteur, Bühler AG, Uzwil, Schweiz.



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pdf-Datei aus "GIESSEREI" Heft 10/2016 Seiten 46-52
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