Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Prozessmodellierung des Aluminiumgießens

21.02.2006


Das VIRCAST-Projekt beinhaltete die Entwicklung mathematischer und numerischer Modelliertools zur Verbesserung der Qualität des Aluminiumgießens von maßgeschneiderten Produkten. Ein Modell für die Vorhersage der rohgegossenen Mikrostruktur erlaubt die Abstimmung der Gussparameter für eine optimierte Mikrostruktur durch eine nutzerfreundliche Schnittstelle.



Die ständig zunehmende Verwendung von Aluminium in zahlreichen industriellen Anwendungen bringt neue markttechnische und ökologische Bedürfnisse mit sich, die dramatische Auswirkungen auf die Aluminiumproduktion haben. Bis zum heutigen Zeitpunkt basiert die Prozessentwicklung eines neuen Produkts oder einer neuen Legierung in erster Linie auf Laborexperimenten und Optimierungsmethoden nach dem Prinzip Versuch und Irrtum.



Im Rahmen des VIRCAST-Projekts ging man einen Schritt weiter und konzentrierte sich auf einen anderen Ansatz durch die Prozesskettenmodellierung. Hierin eingeschlossen sind geeignete mathematische und numerische Verfahren zur Modellierung spezifischer Kristallisierungsvorgänge und deren Zusammenhang mit dem Gießprozess und der Homogenisierung. Bei letzteren handelt es sich um wichtige Phänomene, die einen entscheidenden Einfluss auf die Produktivität und Produktqualität in der Aluminiumindustrie haben können.

In diesem Zusammenhang wurde ein mathematisches Modell für die Vorhersage der rohgegossenen Mikrostruktur und deren Optimierung durch die angemessene Anpassung verschiedener Gussparameter erstellt und überprüft. Dieses Modell wurde in ein leistungsstarkes Software-Tool mit dem Namen "Virtual Cast House" integriert und kann mit Hilfe einer geeigneten nutzerfreundlichen und flexiblen Schnittstelle genutzt werden.

Die spezielle Schnittstelle ermöglicht die Vorverarbeitung des Pseudo-Front-Tracking-Modells für die Beschreibung von rohgegossenen Mikrostrukturen. Zu den wichtigsten sichtbaren Modelleingaben gehören die Temperatur bzw. Wärmeentzugsgeschwindigkeit als eine Funktion der Zeit, das Phasendiagramm sowie der Diffusionskoeffizient in den verschiedenen Phasen. Zusätzlich können die volumenspezifische und latente Wärme, der Gibbs-Thomson-Koeffizient, die Reihenfolge der Kristallsymmetrie, die relative Steifigkeit der Oberflächenspannung sowie die Gesamtsimulationszeit abgelesen werden.

Mit der grafischen Schnittstelle kann der Nutzer Abbildungen der Konzentration und des Anteils von Festphasenteilchen zu unterschiedlichen Zeiten, die Temperaturentwicklung sowie die Entwicklung des Anteils der Festphasenteilchen im Berechnungsbereich visualisieren. Der Kristallisierungspfad wird ebenso angezeigt, und den Plänen zufolge sollen auch Abbildungen des Anteils von Sekundärphasenteilchen bereitgestellt werden.

Das stabile "Virtual Cast House" kann Gießhallen unbegrenzte Möglichkeiten zur Prozessoptimierung in überaus kosteneffizienter Weise bieten. Es kann ihnen überdies einen Wettbewerbsvorteil verschaffen, der sich aus der Produktion von maßgeschneiderten Produkten erstklassiger Qualität ergibt, die nur geringe Auswirkungen auf die Umwelt haben.

Prof. Michel Rappaz | ctm
Weitere Informationen:
http://www.univ-poitiers.fr/rubrique/laboratoires/fiche_labo.asp?labo=07

Weitere Berichte zu: Aluminiumgießen Gussparameter Mikrostruktur Schnittstelle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie
11.12.2017 | Universität Bayreuth

nachricht Bioverfahrenstechnik - Mit Kugeln optimal messen
01.12.2017 | Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Im Focus: Scientists channel graphene to understand filtration and ion transport into cells

Tiny pores at a cell's entryway act as miniature bouncers, letting in some electrically charged atoms--ions--but blocking others. Operating as exquisitely sensitive filters, these "ion channels" play a critical role in biological functions such as muscle contraction and the firing of brain cells.

To rapidly transport the right ions through the cell membrane, the tiny channels rely on a complex interplay between the ions and surrounding molecules,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Materialinnovationen 2018 – Werkstoff- und Materialforschungskonferenz des BMBF

13.12.2017 | Veranstaltungen

Innovativer Wasserbau im 21. Jahrhundert

13.12.2017 | Veranstaltungen

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rest-Spannung trotz Megabeben

13.12.2017 | Geowissenschaften

Computermodell weist den Weg zu effektiven Kombinationstherapien bei Darmkrebs

13.12.2017 | Medizin Gesundheit

Winzige Weltenbummler: In Arktis und Antarktis leben die gleichen Bakterien

13.12.2017 | Geowissenschaften