Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Für den Druckguss entwickelt: Gegossene Salzkerne mit geometrischer Gestaltungsfreiheit

13.11.2013
Verlorene Kerne sind ein gefragtes Thema in der Gießereitechnik. Durch sie lassen sich die geometrischen Einschränkungen beim Gießen mit Dauerformen überwinden, da beliebige Hohlräume im Inneren der Gussteile hergestellt werden können.

Die Kerne werden meist aus Sand und chemischen Bindemitteln hergestellt. Der Einsatz einer ungefährlichen Mischung aus Kochsalz und Backpulver bedeutet einen großen Fortschritt für diese Technologie.


Gegossener Salzkern mit innenliegenden Kanälen und Hinterschneidungen hergestellt im Lost Foam Verfahren und das geschäumte Polystyrol-Modell im Schnitt zur Darstellung der komplexen Geometrie

© Fraunhofer IFAM

Die eingesetzten Salze sind kostengünstig und können zudem aufbereitet und wiederverwendet werden. Sie eignen sich für anspruchsvolle Geometrien, können als filigrane oder große Strukturen hergestellt werden und halten den rauen Bedingungen im Druckguss stand.

Herkömmliche Kerne auf Sandbasis konnten bis heute nicht in der Druckgießtechnik eingesetzt werden. Die Kerne überstehen die Bedingungen im Druckguss nicht oder können nach dem Gießprozess nicht wirtschaftlich aus dem Gussteil entfernt werden. Gegossene Kerne aus Salzen weisen hingegen eine so hohe Festigkeit auf, dass diese dem Druckgießprozess standhalten und zudem problemlos wieder herausgelöst werden können.

Durch den Einsatz von Salzkernen in der Druckgießtechnik kann darüber hinaus die Bauteilkomplexität erhöht werden. Das Potenzial liegt insbesondere in der Möglichkeit, medienführende Kanäle direkt in das Gussteil zu integrieren. Dies sind beispielsweise Zylinderköpfe, Kurbelgehäuse und Bremskraftverstärker sowie alle weiteren Gussteile, die innenliegende Hohlstrukturen oder Hinterschneidungen aufweisen. Zudem können komplex geformte Gussteile aus anderen Gießverfahren, wie beispielsweise dem Kokillenguss, an das deutlich wirtschaftlichere Druckgießverfahren adaptiert werden.

Fertigungstechnischer Vergleich zur Herstellung von Salzkernen

Die Fertigung von Salzkernen ist bislang überwiegend auf sehr einfache, hinterschneidungsfreie Geometrien beschränkt, wenn die Salzkerne selbst im Kokillenguss oder Druckguss hergestellt werden. Dies ist auf den hohen Erstarrungsschrumpf und die hohe Rissempfindlichkeit zurückzuführen. Die gießtechnische Herstellung von komplex geformten Salzkernen konnte bisher so nicht realisiert werden. Durch die Adaption des Lost Foam Prozesses ist es Forschern am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM nun gelungen, geometrisch komplexe Salzkerne für den Leichtmetallguss zu fertigen.

Das Lost Foam Verfahren ist eine ökonomische Fertigungstechnik zum Gießen von Bauteilen mit außergewöhnlich komplexen Geometrien, die mit keinem anderen Gießverfahren herstellbar sind. Die geometrische Gestaltungsfreiheit des Verfahrens wird genutzt, um gezielt komplex geformte Salzkerne mit Hohlräumen, Hinterschneidungen oder poröser Stützstruktur bei zugleich stabiler, geschlossener Randschale herzustellen.

Dabei bietet das Lost Foam Verfahren eine hohe Flexibilität bezüglich der Größe der Kerne und der angestrebten Stückzahlen. Kleine, filigrane Strukturen sind ebenso herstellbar wie große bis zu 50 Kilogramm schwere Kernstrukturen sowohl für die Anwendung im Prototypenbereich als auch für Klein- und Großserien. Die Herstellung massiver Kerne, bekannt aus dem Druckgießverfahren »Lost Core Technik«, sind genauso realisierbar wie Kerne mit innen liegenden Hohlstrukturen.

Die Herstellung von Salzkernen im Lost Foam Verfahren weist noch weitere Vorteile auf. Die auf Wunsch umsetzbare schwammartige, poröse Innenstruktur ermöglicht ein leichteres Herauslösen des verlorenen Kerns, zugleich wird bei dieser Technologie weniger Salz zur Herstellung des Kernes benötigt. Die Oberflächenstruktur der Salzkerne kann frei variiert werden und beispielsweise in Medien führenden Kanälen (Ölkanäle, Wassermäntel, etc.) die Strömungseigenschaften optimieren. Aufgrund der Prozesstechnik werden im Lost Foam Verfahren weder Dauerformen noch Gießkammern aus Werkzeugstahl benötigt, die im Druckgießverfahren stark unter der korrosiv aggressiven Salzschmelze leiden. Es besteht weniger Verschleiß und somit geringer Wartungsaufwand.

Unterstützung bei der Umsetzung von Salzkernen als Prototypen, Funktionsmuster oder Kleinserien sowie beim Einstieg in das Lost Foam Verfahren bietet das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Bremen. Die Beratung zur Umsetzung von Salzkernen mit dem Lost Foam Verfahren, zur Ausnutzung der Verfahrensmöglichkeiten sowie zum gesamten Fertigungsprozess wird ebenso angeboten wie die Auftragsfertigung von Mustern und Prototypen. Das Gießereitechnikum am Fraunhofer IFAM verfügt über modernste Anlagentechnik und die komplette Prozesskette im Serienmaßstab für Forschungs- und Entwicklungsprojekte.

Martina Ohle | Fraunhofer IFAM
Weitere Informationen:
http://www.ifam.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Untersuchung klimatischer Einflüsse in der Klimazelle - Werkzeugmaschinen im Check-Up
01.02.2018 | Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik

nachricht 3D-Druck von Metallen: Neue Legierung ermöglicht Druck von sicheren Stahl-Produkten
23.01.2018 | Universität Kassel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Vorstoß ins Innere der Atome

Mit Hilfe einer neuen Lasertechnologie haben es Physiker vom Labor für Attosekundenphysik der LMU und des MPQ geschafft, Attosekunden-Lichtblitze mit hoher Intensität und Photonenenergie zu produzieren. Damit konnten sie erstmals die Interaktion mehrere Photonen in einem Attosekundenpuls mit Elektronen aus einer inneren atomaren Schale beobachten konnten.

Wer die ultraschnelle Bewegung von Elektronen in inneren atomaren Schalen beobachten möchte, der benötigt ultrakurze und intensive Lichtblitze bei genügend...

Im Focus: Attoseconds break into atomic interior

A newly developed laser technology has enabled physicists in the Laboratory for Attosecond Physics (jointly run by LMU Munich and the Max Planck Institute of Quantum Optics) to generate attosecond bursts of high-energy photons of unprecedented intensity. This has made it possible to observe the interaction of multiple photons in a single such pulse with electrons in the inner orbital shell of an atom.

In order to observe the ultrafast electron motion in the inner shells of atoms with short light pulses, the pulses must not only be ultrashort, but very...

Im Focus: Good vibrations feel the force

Eine Gruppe von Forschern um Andrea Cavalleri am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) in Hamburg hat eine Methode demonstriert, die es erlaubt die interatomaren Kräfte eines Festkörpers detailliert auszumessen. Ihr Artikel Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, nun online in Nature veröffentlich, erläutert, wie Terahertz-Laserpulse die Atome eines Festkörpers zu extrem hohen Auslenkungen treiben können.

Die zeitaufgelöste Messung der sehr unkonventionellen atomaren Bewegungen, die einer Anregung mit extrem starken Lichtpulsen folgen, ermöglichte es der...

Im Focus: Good vibrations feel the force

A group of researchers led by Andrea Cavalleri at the Max Planck Institute for Structure and Dynamics of Matter (MPSD) in Hamburg has demonstrated a new method enabling precise measurements of the interatomic forces that hold crystalline solids together. The paper Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, published online in Nature, explains how a terahertz-frequency laser pulse can drive very large deformations of the crystal.

By measuring the highly unusual atomic trajectories under extreme electromagnetic transients, the MPSD group could reconstruct how rigid the atomic bonds are...

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Von festen Körpern und Philosophen

23.02.2018 | Veranstaltungen

Spannungsfeld Elektromobilität

23.02.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Vorstoß ins Innere der Atome

23.02.2018 | Physik Astronomie

Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics