Fraunhofer-Gesellschaft

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Prozessoptimierung im Druckguss - Laserstrahlgeschmolzener Werkzeugeinsatz im Praxistest

 
: Müller, Bernhard; Gerth, Nancy; Hamann, Ingolf; Fischer, Andreas; Rädel, Thomas; Gebauer, Mathias; Töppel, Thomas

Gießerei (2013), No.4, pp.34-41
ISSN: 0016-9765
ISSN: 0175-1034
German
Journal Article
Fraunhofer IWU ()
Druckguss; Gießwerkzeug; Werkzeugbau; Generative Fertigung; additive manufacturing; additive Fertigung; Laserstrahlschmelzen; selective laser melting; Laserschmelzen

Abstract
Im herkömmlichen Druckgruss kann das Bauteil der Zylinderkurbelgehäuses des 4.0l-V8-TFSI Motors nur schwer die anspruchsvollen Qualitätskriterien des Premium-Segments dieser Motorenklasse der AUDI AG erfüllen. Das Hauptproblem im Druckguss ist dabei das Auftreten von Porositäten als zentrales Ausschussthema. Laboruntersuchungen zeigen lokale Gas- und Erstarrungsporositäten im analysierten Bauteil. Hochleistungsmotoren unterliegen massiven thermischen und mechanischen Beanspruchungen. Eine Methode zur Reduktion derartiger Porositätsvolumina stellt das Einbringen einer zusätzlichen Temperierung im Bereich des Ölfiltertopfes der Lagertraverse dar. Dabei bedient man sich lokal der konturnahen Kühlung des Gießwerkzeuges. Unter realen Produktionsbedingungen wurde dazu in der temperaturkrischen Zone des Angusses ein Werkzeugeinsatz implementiert. Dieser beinhaltet querschnittsoptimierte Kanalsysteme nahe der Werkzeugoberfläche und wurde als generativ gefertiges Hybridbauteil im Laserstrahlschmelz-Verfahren hergestellt. Über einen separaten Temperier-Kreislauf wurde eine gezielte Kühlung des Werkzeugeinsatzes realisiert.
Durch die Anwendung der konturnahen Kühlung konnte der Porositätsanteil im Bereich Ölfiltertopf deutlich reduziert und weitere prozessrelevante Parameter wie die Zylkuszeit gesenkt werden.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-237799.html