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 Klarheit für die Industrie: Forscher ermitteln Standzeiten von Schieberwerkzeugen
12.06.2018 | IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH

nachricht Tauchen ohne Motor
05.06.2018 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

Noch mehr Reichweite oder noch mehr Nutzlast - das wünschen sich Fluggesellschaften für ihre Flugzeuge. Wegen ihrer hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten kommen daher zunehmend leichte Faser-Kunststoff-Verbunde zum Einsatz. Bei Rümpfen oder Tragflächen sind permanent Innovationen in diese Richtung zu beobachten. Um dieses Innovationsfeld auch für Flugzeugräder zu erschließen, hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF jetzt ein neues EU-Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads für einen Airbus A320. Dabei wollen die Forscher ein Leichtbaupotential von bis zu 40 Prozent aufzeigen.

Faser-Kunststoff-Verbunde sind in der Luftfahrt bei zahlreichen Bauteilen bereits das Material der Wahl. So liegt beim Airbus A380 der Anteil an...

Im Focus: IT-Sicherheit beim autonomen Fahren

FH St. Pölten entwickelt neue Methode für sicheren Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen mittels Funkdaten

Neue technische Errungenschaften wie das Internet der Dinge oder die direkte drahtlose Kommunikation zwischen Objekten erhöhen den Bedarf an effizienter...

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

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

Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

22.06.2018 | Materialwissenschaften

Lernen und gleichzeitig Gutes tun? Baufritz macht‘s möglich!

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

GFOS und skip Institut entwickeln gemeinsam Prototyp für Augmented Reality App für die Produktion

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

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