1/2 - Verein österreichischer Gießereifachleute

GIESSEREI-RUNDSCHAU 60 (2013) HEFT 1/2Die einzige Prüfmethode, die diesen Anforderungenentspricht, ist die neuentwickelte schnelle Gantry-basierteComputertomographie (Bild 1). Mit ihr ist es möglich,in extrem kurzer Zeit von ca. 20–100 s, das heißt weitgehendin der Taktzeit des Druckgießens, die komplexeQualität eines Druckgussteils hinsichtlich seiner Porenausprägungzu bewerten. Die Gießereispezialisten sindsomit in der Lage, unmittelbar nach der Qualitätsbewertungeines Bauteils Einfluss auf die Veränderung der technologischenParameter des Gießprozesses in dem gewünschtenSinne zu nehmen.Es sind zwei verschiedene Vorgehensweisen hierzuvorgeschlagen [2]:•In Gießereien mit einem breiten Sortiment an kompliziertenGussteilen ist es wirtschaftlich vorteilhaft,wenn die Prüfung nicht inline (d.h. nicht direkt durchPrüfung im Fertigungsfluss), sondern atline, d. h. nebender Fertigungslinie erfolgt. In festzulegenden Abständenwerden bei dieser Vorgehensweise die Gussteileverschiedener Druckgießzellen gescannt und das Ergebnissofort angezeigt.•In der Massen- oder Großserienfertigung (bei nur einerGussteilart oder wenigen verschiedenen Gussteilarten)kann der schnelle CT unmittelbar in die Linie eingeordnetwerden. Der Vergleich jedes gescannten Teilsmit Qualitätsnormalen, die im Rechner des CT hinterlegtsind, ermöglicht ein automatisches Anzeigen unerwünschterAbweichungen und die Auslösung einesSignals oder das automatische Entfernen des mit unzulässigenFehlern ausgestatteten Gussteils durch einenRoboter.Neben dem retrospektiven Blick auf den Gießprozess erlaubtdiese Vorgehensweise auch das prospektive Schauenauf den künftigen Bearbeitungsprozess. Auf diese Weisewird es möglich, ein Minimum von Teilen mit unzulässigerFehlerausprägung zu fertigen bzw. Teile mit derartigenFehlern vor dem spanenden Bearbeitungsprozessauszusondern.Nach [3] arbeiten alle heutigen medizinischen Computertomographenim Spiralverfahren, bei dem der zu untersuchendeGegenstand mit konstanter Geschwindigkeitentlang seiner Längsachse durch die Strahlenebene bewegtwird, während die Strahlenquellen-Detektoreinheitmit konstanter Winkelgeschwindigkeit rotiert. Je nach Gerätkönnen mehrere Axialebenen gleichzeitig eingelesenwerden. Dadurch ist das Verfahren schneller und es lassensich Bewegungsartefakte reduzieren.Durch namhafte Ausrüster für Röntgen-Inspektions-Systeme sind in der jüngsten Vergangenheit die Vorteileder medizinischen Computertomographie auch für denindustriellen Einsatz erkannt und systematisch in Prüfgerätefür die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung umgesetztworden. Der besondere Reiz dieser Entwicklung bestehtdarin, dass man die Scangeschwindigkeit gegenüber konventionellenComputertomographen um bis zu mehrereHundert Mal erhöhen und damit die erforderliche Zeitentscheidend verringern kann.Wie Bild 2 zu entnehmen ist, lässt sich der Aufbau einesindustriellen Computertomographen deutlich erkennen:Beim Blick durch die Lupe erkennt man deutlichdie „Gantry“ mit der Röntgenröhre, dem Strahlenfeld unddem Detektor.2. Bedeutung der PorositätDie Porosität in Druckgussteilen ist, entsprechend deneinleitenden Bemerkungen, allgegenwärtig. Alle Nutzerdieser Teile, die hochproduktiv und demzufolge effizientsowie mit hoher Maßgenauigkeit, komplizierter Gestaltund bester Oberflächenqualität gefertigt werden, sind daraufangewiesen, diesen Sachverhalt zu akzeptieren. Siemüssen mit ihm leben!Unabhängig davon sind alle Beteiligten (Konstrukteureund Fertigungsspezialisten beispielsweise im Automobilbau)und die Druckgießer intensiv darum bemüht, die negativeWirkung der Porosität so gering wie möglich zuhalten. Es gibt Sachverhalte, bei denen die Porosität erheblichvon Nachteil sein und zum Verwerfen des damitbehafteten Teils führen kann:•Poren in den Hauptspannungspfaden des Bauteils beistatischer Belastung wirken auf die Verringerung destragenden Querschnitts und damit auf die Zunahmeder Spannungen.•Die Kerbwirkung von Poren führt zur Beeinträchtigungder dynamischen Festigkeit von druckgegossenen Bauteilen.Bild 2: Industrielleschnelle Computertomographie-AnlagemitLupe zur Darstellungdes prinzipiellenAufbaus16