Virtuelle Optimierung der gesamten Prozesskette Anorganik

Dr.-Ing. Ingo Wagner und Dr. Jesper Thorborg
MAGMA Gießereitechnologie GmbH

Dr.-Ing. Jörg C. Sturm
Dr. E. Flender Holding GmbH

Anorganische Bindersysteme sind perspektivisch die Zukunft in der Kernfertigung. Auch wenn heute der Anwendungsgrad überwiegend noch auf den Bereich von Großserien und auf bestimmte Gusswerkstoffe limitiert ist, werden steigende Kosten für Rohstoffe von organischen Bindern, neue Umweltauflagen in der Gießerei, die sich verändernde gesellschaftliche Akzeptanz und aktuelle Entwicklungen neuer Bindersysteme den Anwendungsgrad von anorganischen Bindersystemen signifikant und kontinuierlich verbreitern.
Die Nutzung guter, anorganisch gebundener Kerne in der Gießerei ist in viel größerem Maße prozessabhängig als bei kaltaushärtenden oder gasaushärtenden organischen Systemen. Dies betrifft insbesondere die Herstellung in einem temperierten Werkzeug, aber auch den Einsatz der Kerne beim Gießen.
Die Optimierung von Prozessbedingungen bei der Herstellung wird seit einigen Jahren durch die Simulation von Kernschießen und Aushärten konsequent unterstützt. Neue Entwicklungen ermöglichen die weitergehende Optimierung von Parametern entlang der ganzen Prozesskette bis zum Einsatz anorganischer Kerne beim Gießen. Durch die Verbindung der virtuellen Versuchsplanung und Optimierung mit der Simulation können heute robuste Werkzeugdesigns und Fertigungsfenster bereits vor der Produktion ausgelegt werden.
Der Beitrag zeigt an ausgewählten industriellen Beispielen die Effekte von sich verändernden Einflussgrößen auf die Kernqualität und mögliche Auswirkungen, die bei der Gussherstellung zu berücksichtigen sind. Dazu gehören alle Veränderungen der Kerneigenschaften entlang der Prozesskette.
Über die virtuelle Abbildung der Prozesskette können Entscheidungen über wesentliche qualitäts- und kostenbestimmende Einflussgrößen bereits im Planungsstadium von Werkzeug und Prozess durch quantitative Informationen abgesichert werden.