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DiWaGussGJS - Ein Paradebeispiel für einen umfangreichen Know-how-Gewinn

Das Projekt „DiWaGussGJS - Numerische und experimentelle Untersuchung des Erstarrungsvorgangs in dickwandigen Gussteilen aus Gusseisen mit Kugelgraphit für Windkraftanlagen” hatte eine Laufzeit von 4 Jahren und 5 Monaten und wurde im Rahmen des 6. Energieforschungsprogramms „Forschung für eine umweltschonende, zuverlässige und bezahlbare Energieversorgung“ vom BMWi gefördert (Förderungssumme: 1.494.489,00 EUR). Beteiligt waren die Friedrich Wilhelms-Hütte Eisenguss GmbH (Gussteilhersteller), die Senvion GmbH (WKA-Anlagenbauer) und Access e.V. (Projektleitung, Versuchsplanung, Messtechnik, Werkstoffcharakterisierung, Modellierung und Simulation von Prozess und Gefüge).

Übergeordnetes Projektziel war die Entwicklung eines Gießsimulationstools zur Abbildung der Erstarrungsvorgänge unter Anwendung eines Multiphasen-/ Multiphysik-/Multiskalenansatzes zur Verbesserung der Qualitätssicherungsmaßnahmen bei der Herstellung von dickwandigen GJS-Gussteilen. Dafür wurde ein „Meanfield“-Modell für Keimbildung und Wachstum von Kugelgraphit in Multikomponenten-Gusseisenlegierungen erfolgreich auf der Längenskala des Gefüges entwickelt. Die lokalen mechanischen Eigenschaften wurden gleichzeitig gemäß der Anforderungen des Gussteilherstellers mit erhöhter Genauigkeit an vom WKA-Anlagenbauer vordefinierten kritischen Stellen eines Maschinenträgers vorhergesagt. Auf Basis dessen konnten die anspruchsvollen Projektziele erreicht und darüber hinaus die Praxistauglichkeit der entwickelten Untersuchungsmethodik und der numerischen Modelle vollständig erfolgreich validiert werden.

Der umfangreiche Abschlussbericht ist unter folgender Quelle online einsehbar:

http://t1p.de/fb38


Simuliertes Gefüge der im 2. Abguss verwendeten Legierung Fe, C(3,66%), Si(1,97%), Mn(0,19%) und Mg(0,044%) zum Zeitpunkt t = 255s.

Bild: GI RWTH Aachen