1/2 - Verein österreichischer Gießereifachleute

HEFT 1/2 GIESSEREI-RUNDSCHAU 60 (2013)•Das Offenlegen von oberflächennahen Poren durch spanendeBearbeitung, wenn der Gussrohteilzustand denfunktionellen Anforderungen an das Fertigteil nichtentspricht. Die offengelegten Poren können dann zurBeeinträchtigung der Funktionsflächen, z.B. durch Unterbrechungender Fläche oder zu Lecks mit dem Ergebnisder Undichtheit gegen Flüssigkeiten (z.B. Öl)oder Gase führen.Mit der Berechnung von hochbeanspruchten, druckgegossenenBauteilen unter Berücksichtigung des Poreneinflusses,haben sich in jüngerer Zeit mehrere Wissenschaftlerbeschäftigt [4–8].Schematisch ist die Lage von Poren in den nachstehendenBildern 3a bis 3c zu erkennen:3. Untersuchungen zur Erfassung derPorosität mit dem Schnellen Computertomographen3.1 PorositätsvorhersageSowohl den Konstrukteur eines hochbeanspruchtenDruckgussteils als auch den Druckgießer interessiert inhohem Maße die Vorhersage der Porosität, da diese wesentlichfür die Qualität der Gussteile und die Bewährungunter den vorgesehenen Nutzungsbedingungen ist.Die Druckgießer verfügen hierzu über ein Instrument:die „Simulation des Gieß- und Erstarrungsvorganges“,mit der man ein erstes Bild der voraussichtlichen Porenausprägungerhält. Am Markt eingeführt sind verschiedeneSoftware-Systeme: zum Beispiel „Magmasoft“ derFirma MAGMA Gießereitechnologie GmbH Aachen und„WINCAST“ der RWP GmbH Roetgen.Die Bilder 4 und 5 zeigen am Beispiel eines Bauteilsfür die Aggregatelagerung die erhaltenen Ergebnisse ausSimulationen mit verschiedener Software. Wie zu erkennenist, sind die Auswertungen in der Darstellung unterschiedlich,beschreiben aber gleiche Zustände.Bild 3a: Pore befindet sich in der Bearbeitungszugabeund wird bei der spanenden Bearbeitung vollständigentfernt.Bild 4:Simulationsergebnis IBild 3b: Pore befindet sich im ÜbergangsbereichFertigteil-Bearbeitungszugabe und wirdbei der spannenden Bearbeitung angeschnitten. Esbesteht die Gefahr der Verbindung zu einem Porennestund damit der Möglichkeit der Undichtheit gegen Medien.Bild 5: Simulationsergebnis IIBild 3c: Pore befindet sich nur im Fertigteilund bleibt von der spanenden Bearbeitung unberührt.Die Simulationssoftware ermöglicht eine Risikovorhersagedes Auftretens von Porositäten, abgeleitet von möglichenUrsachen für das Auftreten, zum Beispiel Volumendefizitebeim Erstarren oder Lufteinschlüsse beim Füllendes Formhohlraumes. Bei der Porositätsvorhersage werdensowohl thermische als auch strömungsmechanischeAspekte berücksichtigt, ausgewertet und dargestellt. Wiesolche Darstellungen aussehen können, zeigen die Bilder6 und 7.Im Vergleich dieser Bilder mit dem in Bild 8 gezeigtenTomogramm der IST-Porenausprägung des Bauteils wirdsichtbar, dass es im Einzelvergleich Differenzen zwischendem Simulationsergebnis und dem realen Bauteil gibt.17