Fachartikel

Maßhaltigkeit mit dem ersten Abguss
von Christoph Honsel, Konrad Weiss und Reinhard Vomhof, Roetgen

Die Idee ist inzwischen nicht mehr neu: Wenn man in der Lage ist, die Schwindung und den Verzug eines Bauteils zu berechnen, dann liegt es nahe, diese Ergebnisse zu benutzen, um eine entsprechend optimierte Gussform zu erstellen. Statt des linearen Schwindmaßes wird jeder Oberflächenpunkt eines Bauteils mit dem negativen Vektor seines Gesamtverzuges beaufschlagt, sodass der sich daraus ergebende neue Gesamtverzug zu einem endformoptimierten Bauteil führt.

Simulation von Eigenspannungen und Verzug des bearbeiteten Bauteils: In der halbtransparenten Darstellung ist das unverzerrte Gitter zu sehen.
Bild: Simulation von Eigenspannungen und Verzug des bearbeiteten Bauteils: In der halbtransparenten Darstellung ist das unverzerrte Gitter zu sehen. Grafik: RWP

Dass aber das Druckgießwerkzeug für ein höchst komplexes Druckgussteil auf diese Weise optimiert wurde, dürfte neu sein. Da man durch diese Vorgehensweise von Beginn an die Vorgaben an die Maßhaltigkeit des Bauteils einhalten konnte, ergaben sich nicht nur erhebliche Kostenvorteile. Auch eine mögliche Vorschädigung des Bauteils, die sich durch die mit dem Richten verbundenen plastischen Verformungen ergeben kann, konnte vermieden werden. Es handelte sich um ein sehr dünnwandiges Druckguss-Strukturteil mit einer Gesamtlänge von ca. 1000 mm.

Mit den aus der Vorserie angepassten Daten erfolgte eine Übertragung in die Serienfertigung. Da hier im Vergleich zur Vorserie erhebliche konstruktive und auch verfahrensspezifische Änderungen vorgenommen werden mussten, konnten die Ergebnisse aus der Vorserie nicht ohne weiteres auf die Serie übertragen werden. Insofern war eine weitere Berechnung notwendig, die diesen Änderungen Rechnung trug. Diese Berechnungsergebnisse wurden nicht nur qualitativ, sondern auch quantitativ direkt beim Bau des Serienwerkzeugs berücksichtigt. Hierzu wurde das Bauteil im CAD-Programm entsprechend verzogen, sodass als Ergebnis aus dem Serienwerkzeug direkt Bauteile entnommen werden konnten, die den Toleranzanforderungen genügten. Damit konnten die Produktionskosten erheblich gesenkt werden, da mit dem Richten des Bauteils ein kompletter Arbeitsgang eingespart werden konnte.

Autoren: Christoph Honsel, Leiter Forschung und Entwicklung, Konrad Weiß, Gründer und Geschäftsführer, Reinhard Vomhof, Leiter Vertrieb, RWP GmbH, Roetgen


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