Umweltfreundliches Kernschiesswerkzeugkonzept« [ PDF 0,32 MB ]

FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR PRODUKTIONSTECHNOLOGIE IPT
UMWELTFREUNDLICHES KERNSCHIESSWERKZEUGKONZEPT
ECOFRIENDLY CORE
SHOOTING TOOL CONCEPT
Das Projekt
The project
Fraunhofer-Institut für
Bei Sand- und Kokillengießverfahren für
Cold hardening core binder systems such as
Produktionstechnologie IPT
die Werkstoffe Eisen, Kupfer, Aluminium
the Cold Box Process are frequently used to
und Magnesium ist der Einsatz von kalt
manufacture cores in sand and chill casting
Steinbachstraße 17
aushärtenden Kernbindersystemen wie
operations conducted using iron, copper,
52074 Aachen
Cold-Box-Verfahren für die Kern-Fertigung
aluminum and magnesium. The tool is
weit verbreitet. Das Werkzeug wird in einem
produced in a classical manual model build-
klassischen manuellen Modellbauverfahren
ing process with a coating of wear resistant
mit einer Schicht verschleißfestem Gießharz
casting resin on the aluminum base. Cast
Dr.-Ing. Kristian Arntz
auf dem Aluminiumgrundkörper hergestellt.
resin coatings achieve their maximum level
Telefon/Phone +49 241 8904-121
Nur mittels gesundheitsschädlichen und
of wear resistance only when noxious
Fax +49 241 8904-6121
umweltbelastenden Substanzzusätzen
substances and pollutants are added to
[email protected]
erreichen Gießharzschichten ihre höchste
them. The availability of wear resistant cast
Verschleißfestigkeit. Heute ist die Verfügbar-
resins is currently extremely limited.
Ansprechpartner/Contact
www.ipt.fraunhofer.de
keit an verschleißfesten Gießharzen jedoch
enorm eingeschränkt.
The aim of this project is to apply innovative technologies in order to produce a
Ziel des Projekts ist es, durch innovative
lightweight, eco-friendly core shooting
Technologien die Kernschießwerkzeuge in
tool. This will be achieved by analyzing and
umweltfreundlicher Leichtbauweise zu fer-
modifying the entire process chain holisti-
tigen. Hierzu wird die Prozesskette von der
Zusätzlich werden Ansätze erarbeitet, die
übertragen zu können, wird ein komplexes
Werkzeugauslegung, der Materialverwen-
festgelegten Mechanismen in Simulationen
Demonstratorkernschießwerkzeug mit dem
dung und deren Oberflächenbehandlung
abzubilden. Als Grundwerkstoff dienen
Laser lokal bearbeitet und in der Fertigung
ganzheitlich analysiert und angepasst.
Aluminiumlegierungen, die durch eine
eingesetzt. Diese Übertragung auf reale
Um dieses neue Kernschießwerkzeug-
lokale Laseroberflächenbehandlung
Produktionsbedingungen ermöglicht den
konzept zu entwickeln, sind Betrach-
(Laserdispergieren) gezielt modifiziert
Nachweis: Mit dem neuen Verfahren ist der
tungen der Verschleißmechanismen, der
werden, um eine verbesserte Verschleiß-
Einsatz gesundheitsschädlicher Stoffe in
Materialkennwerte, die Integration von
beständigkeit des Werkzeugs zu erreichen.
Gießereien zu reduzieren und dadurch eine
Simulationstechniken sowie der Einsatz der
Das Laserdispergieren wird zunächst
Standzeitverlängerung möglich.
Oberflächenscantechnik erforderlich.
anhand einer Prototypenkerngeometrie
mit unterschiedlichen Verschleißzuständen
evaluiert.
Projektpartner
Unsere Lösung
Anschließend erfolgt ein Vergleich der
– Georg Fischer GmbH
Ein auf theoretischen Vorarbeiten basieren-
experimentellen und simulierten Unter-
– Institut für Gießereitechnik gGmbH
der Analogieversuch soll die Vorgänge beim
suchungen des Verschleißabtrags. Um
– simcast GmbH
Kernschießen realitätsnah widerspiegeln.
die Ergebnisse auf reale Bedingungen
cally, from the tool design to the materials
alloys, which have been modified selec-
of hazardous substances used in foundries
used and their surface treatment. It is
tively via localized laser surface treatment
to be reduced and will, at the same time,
vital to investigate the wear mechanisms,
(laser dispersion) in order to increase the
prolong tool life.
material properties, suitability for the inte-
wear resistance of the tool. Core geometry
gration of simulation techniques and the
with various stages of wear will initially
application of surface scanning techniques
be used to evaluate the efficiency of laser
in order to develop this new core shooting
dispersion.
– Georg Fischer GmbH
tool concept efficiently.
Our Approach
Project Partners
The results relating to wear removal in
– Institut für Gießereitechnik GmbH
the experimental investigations will subse-
– simcast GmbH
quently be compared with those arrived at
in simulations. A complex demonstration
It is envisaged that an analogy test based
core shooting tool will undergo localized
on preliminary theoretical studies will be
laser treatment and will be used as part of
carried out in order to obtain an accurate
a manufacturing process in order to permit
reflection of all processes involved in core
the results achieved to be transferred to
shooting. In addition to this, approaches
actual manufacturing conditions. This
will be developed, which will be capable of
transfer to existing production conditions
replicating specified mechanisms in simula-
will provide an opportunity for verification:
tions. The base materials will be aluminum
The new technique will permit the amount