Rechnergestützte Formauslegung und Prozesssimulation beim Gießen

Das Herstellen von Bauteilen aus Leichtmetallen durch Gießen wird in der Auslegung und Produktion bei der Neue Materialien Fürth GmbH von rechnergestützten Methoden begleitet. Einen Schwerpunkt bilden das Thixospritzgießen von Magnesium und das Druckgiessen von Aluminium und Magnesium. Das Ziel ist diese Gießprozesse numerisch zu berechnen, um zu einer schnellen und vor allem guten Teilegestaltung zu gelangen. Dies betrifft natürlich ebenso die Auslegung des Gießsystems und die Wahl der Prozessparameter, die es zu optimieren gilt. 

Hierzu werden Berechnungen zur Formfüllung und der Erstarrung der Bauteile durchgeführt. Die Formfüllung baut dabei auf einer Zyklenberechnung auf, die den inhomogenen thermischen Zustand des Werkzeuges wiedergibt. Die Bestimmung von Gussfehlern schließt sich daran an und liefert eine Gesamtbeurteilung der aktuell gewählten Prozessgestaltung. Dabei werden Fehler, die durch die Formfüllung entstehen genauso berücksichtigt wie z.B. Lunker und Poren, die sich während der Erstarrung bilden.

Für die Optimierung der Herstellung eines Bauteiles auf der Grundlage von Simulationen ist die Qualität der Simulationsergebnisse von maßgeblicher Bedeutung. Aus Sicht der Berechnung stellt dabei die Formfüllung die größte Herausforderung dar. Dass zuverlässige Ergebnisse erzielt werden können, zeigen die nachfolgenden Bilder zur Formfüllung eines Druckgussbauteiles. Die berechnete Formfüllung zeigt eine sehr gute Übereinstimmung mit den experimentell durchgeführten Teilfüllversuchen und es bestätigt sich die Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit unseres Vorgehens.

Überprüfung der Simulationsergebnisse durch Teilfüllversuche
links: Experiment - Teilfüllung ca. 25%
rechts: Simulation