Anlagen und Prozesse

Moderne und leistungsfähige Gießanlagen im Industrie- und im Labormaßstab spielen in der Ausbildung der Studenten und in der grundlagen- und anwendungsorientierten Forschung eine tragende Rolle. Gemeinsam mit Industrie und Forschungsförderung werden neue Anlagen beschafft und in Projekten und Ausbildung zielgerichtet eingesetzt. Die Wechselwirkung komplexer Zusammenhänge kann über gesamte Prozessketten hinweg erfasst und bewertet werden.

Druckguss

Die automatisierte Kaltkammer-Druckgießeinheit des Typs Bühler H-630 SC (Shot Control) verfügt über eine max. Schließkraft von 725t. Die Echtzeitregelung der Maschine ermöglicht es, die Parameter der Gießkurve exakt einzuhalten. Dazu werden die Geschwindigkeit, der Gegendruck des Metalls am Kolben und der Weg des Gießkolbens überwacht. Die Anlage verfügt über eine hochmoderne Schöpflöffeldosierung und einen Sprühroboter der Fa. Wollin. Ein Fondarex-Vakuumsystem ermöglicht den Vakuumdruckguss. Aktuelle Forschungsaktivitäten im Bereich Druckguss konzentrieren sich nicht nur auf Al- und Mg-Legierungen, Verbundwerkstoffe und Verbundbauteile, sondern auch auf die Gießkammertemperierung, Minimierung der Vorerstarrung sowie auf die Untersuchungen von Trennmittel- Forschungsthemen.

Schwerkraft- und Kipp-Kokillenguss

Die gasbeheizte Kokillen-Kippgießmaschine MBS Senator KMC 4 eignet sich für Schwerkraft-Kokillenguss und Kipp-Kokillenguss. Das max. Formgewicht beträgt 1800kg bei einer Spannfläche von 1000mm x 1200mm. Für das Kippgießen ist die Anlage bis 90° schwenkbar und über neun Steuerungspunkte in Kippwinkel und Geschwindigkeit frei programmierbar. Ein Einsatz von Sandkernen und Schiebern ist möglich. Für die Kokillengießverfahren werden aktuell Legierungsentwicklungen durchgeführt. Bauteilspezifische Untersuchungen zum Prozessfenster des Abgusses (Gießkurve, Wärmehaushalt, Schlichteeinfluss auf das Gefüge etc.) können vorgenommen werden.

Niederdruckgießen

Das Niederdruckgießverfahren mit der Besonderheit des Nachpressens nach der Formfüllung steht auf einer Variocastanlage der Firma Bühler für Bauteile aus Al und Mg zur Verfügung. Das Niederdruckgießen ist wahlweise auch im Sandguss einsetzbar. Die Füllkurve ist über zehn programmierbare Punkte frei steuerbar. Der maximale Ofendruck beträgt 10bar. Typische Anwendungen sind z.B. Fahrwerksteile, Motorkomponenten oder druckdichte Bauteile. Möglich sind die Verarbeitung auch schwer zu vergießender Legierungen sowie die Ermittlung von entsprechenden bauteilspezifischen Verfahrensparametern und Prozessfenstern.

Schleuderguss

Den Feinguss ermöglicht u.a eine Schleudergießanlage der Fa. Linn sowie der Fa. Selecast. Der Kokillenguss wird mit einer Schleudergießanlage MBS der Firma Senator durchgeführt. Letztere kann über einen frei einstellbaren Neigungswinkel und mit variablen Drehzahlen betrieben werden. Das maximale Abguss¬gewicht beträgt 5 kg Mg oder 8 kg Al. Eingesetzt werden die Anlagen zur Legierungs- und Verfahrensentwicklung, zur Ermittlung von Prozessgrößen sowie zur Herstellung von Verbundguss und faserverstärkten Werkstoffen.

Kernschießen

Das Spektrum der Kernschießaggregate reicht von wenigen Kubikzentimetern Kernvolumina bis hin zu 12l im Einschussbetrieb. Dabei können nahezu alle Kernbindersysteme Verwendung finden. Das neue Herzstück des Anlagenparks stellt eine 12-Liter-Kernschießmaschine des Typs Röper FCJ12C-K dar, die durch ein angekoppeltes Universalbegasungsgerät und teilautomatisierbarem Betrieb industriellen Ansprüchen genügt. Diese Maschine ist aufgrund ihrer flexiblen Konzeption sowohl für die Durchführung von Grundlagen- als auch Industrieprojekten geeignet.
Die Servicepalette reicht von der Unterstützung bei der Kernkastenauslegung über die Prototypenfertigung bis hin zur Kleinserie. Laborproben sowie Kerne für den Kokillen- und Sandguss realer Gussteile werden gefertigt. Die Modellierung der Kernbegasung wird ebenfalls in Grundlagenprojekten untersucht.

Sandguss und Loast Foam

Zur Durchführung klassischer Sandgussverfahren ist ein Handformbereich zur Verarbeitung von Grünsanden und harzgebundenen Formstoffen etabliert. Für den mechanisierten Einformbetrieb gibt es eine Rüttelpressmaschine. Als Mischaggregate können Kollergänge, Wirbelmischer, Flügelmischer und Schwingmischer genutzt werden. Die Formstoffanalyse stützt sich auf ein Formstofflabor mit klassischer GF-Ausstattung. Die Gießeinrichtung des Bereichs Lost Foam besteht aus einem Gießbehälter mit Siebboden. Dieser verfügt über einen Durchmesser von 700 mm, eine ebenso große Einformtiefe, einen horizontal/vertikal Vibrationstisch und eine Hochleistungsvakuumpumpe.

Feinguss

Zur Weiter- bzw. Neuentwicklung verschiedenster Feinguss-Verfahren ist eine große Bandbreite an Anlagentechnik im Einsatz; darunter Wachsspritzen, Besandungs- und Einbetteinrichtungen, eine manuell zu bedienende Ausbettanlage, eine Mehrweck-Vakuumgießanlage nach dem Bridgman-Prinzip des Typs VIM IC 5 S der Firma ALD. Eckdaten dieser Anlage sind Gießgewichte von 1,5kg bis 50kg, Gieß- und Heizertemperaturen von 1700°C und maximale Formschalenabmessungen von 600mm im Durchmesser und 750mm in der Höhe. Diese neue Anlage bietet verbesserte Analysemöglichkeiten für die einzelnen Prozessschritte, Prozessparameter und Erstarrungsabläufe und bietet somit neue Möglichkeiten der Gefügebeeinflussung. Das erhöhte Prozessverständnis und die hohe Fertigungsflexibilität erlauben eine abgesicherte Industrietauglichkeit des Prozesses. Mit dieser Ausstattung kann an modernsten Feingussverfahren geforscht werden. Die Verfahrensentwicklung umfasst alle Prozessschritte: Wachsmodellherstellung, Formstoffentwicklung, Herstellung keramischer Formschalen, Legierungsentwicklung und Gießtechnik. In der Prozessentwicklung sind beispielsweise Arbeiten an neuesten faserverstärkten Werkstoffen sowie modernen Superlegierungen und anderen Hochleistungswerkstoffen enthalten. Zusätzlich kann die Prozessentwicklung jederzeit von Simulationen begleitet werden.

Rapid-Prototyping

Innerhalb der Gießerei-Industrie hat sich Rapid-Prototyping zunehmend zur Herstellung von Formen und Modellen für Prototypen und Kleinserien etabliert. Für aktuelle Projekte können neben verlorenen Modellen für den Feinguss auch Sandformen per Rapid-Prototyping in eigenen Anlagen hergestellt werden.

Ausstattung & Service

Das Gießerei-Institut verfügt neben der metallurgisch-werkstofflichen Basisaustattung über einen umfangreichen Anlagen- und Maschinenpark. Gemeinsam mit ACCESS e.V. bietet es modernste Analysemethoden zur Werkstoff- und Bauteilcharakterisierung.