Gießprozesssimulation

Die Gießprozesssimulation erlaubt die Vorhersage von Gieß- und Erstarrungsprozessen in Bezug auf Geschwindigkeits-, Temperatur-, Seigerungs- und Spannungsfelder. Es stehen i.d.R. weitere Kriteriumsfunktionen zur Verfügung um die Prozessimulation und damit den Prozess weiter auszuwerten. Sie zeichnet sich aus durch ein hohe Informationsdichte und ermölicht tiefgreifenden Analysen. Es werden Geometrie- und Materialdaten für die beteiligten Werkstoffen und Werkzeuge sowie Anfangs-, Rand- und Ablaufbedingungen benötigt, um ein Prozess- und Bauteilsimulation durchzuführen.

Bauteilentwicklung

Im Bereich Lehre werden Studierende im Rahmen der Praktikumsveranstaltung Entwicklungsaufgaben in der Werkstoffoptimierung, Bauteilgestaltung und Prozessplanung an den Einsatz von Prozesssimulationssoftware herangeführt. Eine 3-tägige Magma5-Schulung, welche kooperativ von Mitarbeitern der Magmasoft und des Gießerei-Instituts durchgeführt wird, ist einer der zentralen Bausteine im Praktikumsablauf. Die Studierenden optimieren ein zuvor gießgerecht umkonstruiertes Bauteil, welches anschließend hergestellt und von der EcurieAix, dem Formula Student Team der RWTH Aachen, eingesetzt wird. Im Rahmen der Bauteilenwicklung des großen gießereitechnischen Praktikums lernen die Studenten diese Technologie kennen, indem sie Eingieß- und Speisersysteme mit Hilfe der Prozess- und Bauteilsimulation im Sandgießprozess optimieren.  Es wird, ausgehend von einem vorgegebenen Bauteil für den Fahrwerksbereich eines PKW, ein Anschnitt- und Speisersystem ausgelegt. Die Bilder zeigen Geometrie und Simulationsergebnisse für ein Lenkgetriebegehäuse. Für die Auslegung wird die Verwendung dreier verschiedener Werkstoffe angenommen. Die konstruierten Gießsysteme werden in Modellen umgesetzt. Es werden Sandformen erstellt und reale Abgüsse durchgeführt. Hierbei wird Wert auf eine umfassende Messtechnik gelegt, mit der die Schmelze entsprechend der betrieblichen Praxis vor dem Abguss auf ihre Qualität hin untersucht wird. In einem letzten Termin werden die durchgeführten Auswertungen analysiert und diskutiert.

Druckguss Verzugssimulation

Zur simulativen Absicherung der vielfältigen Forschungsaktivitäten werden am Gießerei-Institut sämtliche Funktionalitäten der modular aufgebauten Simulationssoftware Magma5 im Rahmen umfangreicher Forschungslizenzen genutzt. Die Aktivitäten beschränken sich dabei nicht nur auf die klassische Berechnung von Formfüllung, Erstarrung und Abkühlung der beforschten Gießverfahren und –werkstoffe, sondern kommen auch bei der Entwicklung neuartiger Sonderverfahren zur Anwendung. Hier geht es vor allem um die numerische Erschließung bisher nicht abbildbarer, jedoch signifikant präzisionsbestimmender Faktoren, etwa bei der Simulation hybrider Druckgussstrukturen oder der Herstellung verzugsarmer Cold-Box-Kerne, wozu Module wie MAGMA Stress oder MAGMA C+M (Core and Mold) und die flexiblen und weitreichenden Möglichkeiten zum virtuellen Experimentieren und automatischen Optimieren zur Anwendung kommen. Die Abblidung zeigt die Durchbiegung einer hybriden Struktur aus Stahlblech und Aluminiumdruckguss (Darstellung 10-fach überhöht).