Fachartikel

Schleudergießen von großen Ti-6M-4V-Strukturkomponenten mit Unterstützung virtueller Prozessmodellierung
von Ole Köser und Badarinath Kalkunte, Lausanne, Schweiz, und Rui Yang, Shenyang, China, und Hai Nan, Beijing, China

Die Verwendung großer Ti-Strukturkomponenten in Flugzeugen und Raumfahrzeugen kann zu signifikanten Gewichtseinsparungen führen und sowohl den Treibstoffverbrauch als auch die Schadstoffemissionen reduzieren. Aus Kostengründen bietet es sich an, solch komplex aufgebaute Komponenten im Schleudergießverfahren herzustellen. Auch unter technischen Aspekten, um ein vollständiges Füllen der Gussform zu erreichen, ist angesichts der Bauteilgröße (1-2 m) der dünnwandigen Geometrien (unter 5 mm) und der eingeschränkten Überhitzung (auf 40 °C limitiert durch den Schmelzprozess) die Anwendung des Schleudergießens sinnvoll. Um das Formfüllen, die Erstarrung, die Ausbildung von Porosität, Spannungen und Verformungen vorhersagen zu können und so die Auslegung des Gießprozesses zu unterstützen, wurden Methoden zur virtuellen Modellierung des Gießprozesses entwickelt.

Um das Auftreten von Porosität, Spannungen und Verformungen vorhersagen zu können, wurden in einem länderübergreifenden Gemeinschaftsprojekt Methoden zur virtuellen Modellierung des Schleudergießens entwickelt.
Bild: Um das Auftreten von Porosität, Spannungen und Verformungen vorhersagen zu können, wurden in einem länderübergreifenden Gemeinschaftsprojekt Methoden zur virtuellen Modellierung des Schleudergießens entwickelt. (Foto: Chinese Academy of Sciences, Institut of Metal Research)

Der Beitrag zeigt im Detail die Leistungsmerkmale der Gießmodellierung (Materialeigenschaften, Wärmeübergangskoeffizient Form/Schmelze, Randbedingungen), wie die Ergebnisse der Modellierung mit dem realen Guss übereinstimmen und welche Maßnahmen ergriffen wurden, um die Qualität von Gussteilen sicherzustellen und zu verbessern. Die Arbeiten wurden im Rahmen des FP7-Projekts COLTS mit europäischen und chinesischen Partnern durchgeführt.

Die Ausführungen sollen zeigen, wie im Rahmen des COLTS-Projekts die derzeitigen Softwarefunktionalitäten so ausgeweitet wurden, dass sie den spezifischen Anforderungen an das Schleudergießen großer TiAI-Strukturkomponenten gerecht werden. Die entsprechend modifizierte Simulationssoftware wurde in die Prozessentwicklung integriert, was anhand eines Anwendungsbeispiels gezeigt wird.

Dipl.-Phys. Ole Köser und Dipl.-Ing. Badarinath Kalkunte, Calcom ESI SA, Lausanne, Schweiz, und Dr. Rui Yang, Institut of Metal Research (IMR), Shenyang, China, und Dr. Hai Nan, Beijing Institut of Aeronautic Materials (BIAM), Beijing, China


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pdf-Datei aus "GIESSEREI" Heft 10/2014, Seiten 62-67
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