Simulation für den Schleuderguss großer Titanbauteile

ESI Group Simulation für den Schleuderguss großer Titanbauteile

20.06.2014Redakteur: Carmen Kural

ESI gibt die Veröffentlichung einer Studie bekannt, deren Fokus auf der Prozessmodellierung des Schleudergussverfahrens für große Titanbauteile liegt.

Anbieter zum Thema

Baß Antriebstechnik GmbH

CADFEM Germany GmbH

AGTOS Gesellschaft für technische Oberflächensysteme mbH GmbH

Engineering System International GmbH

Die reale Deformation der Querträger eines würfelförmigen Rahmens (rechts) stimmen gut mit den in der Simulation vorhergesagten Ergebnissen (links) überein.
(Bild: ESI)

Die Studie wurde im Rahmen des Colts-Projektes durchgeführt, dessen Schwerpunkt auf der Untersuchung von Titanlegierungen aufgrund des hohen Potenzials für Gewichtseinsparungen von Bauteilen im Luft- und Raumfahrtbereich (Rumpfstrukturen, Raumfahrzeug- und Flugzeugantriebe) sowie der daraus resultierenden Brennstoffeinsparung und Reduktion von Treibhausgasen lag.

Die kostengünstigste Methode zur Herstellung solcher Titanbauteile sei die Verwendung der sogenannten Skull-Melting-Technik (SMT), bei der die Temperatur der Schmelze lediglich 40 °C über dem Schmelzpunkt liegt. Die relativ niedrige Temperatur der Schmelze erfordert eine Fertigung im Schleuderguss- oder in einem anspruchsvollen Kokillengussverfahren, wie es heißt.

Die Projektpartner wählten die Software Procast aus, um den Einsatz fortschrittlicher Schleudergussverfahren zu unterstützen. Zur effektiven Projektunterstützung musste die Gießsimulation die frühzeitige Vorhersage potenzieller Probleme ermöglichen, wie beispielsweise füllungsbezogener Defekte (Einschlüsse, Auslauffehler, Gasporosität), Porositätsbildung während der Erstarrung sowie Verformungen während der anschließenden Abkühlung. Dabei sollte der Einfluss der einzelnen Prozessparameter (einschließlich Füllzeit, Fülltemperatur, Vorheiztemperatur der Gussform und Rotationsgeschwindigkeit) problemlos bewertet werden können.

ESI habe im Zuge des Projektes den Leistungsumfang der Simulationssoftware Procast signifikant erweitert. So wurde unter anderem der Strömungssolver verbessert, um komplexe turbulente Strömungen berechnen zu können, ebenso werde der Einfluss der Fliehkraftrichtung bei der Porositätsbildung berücksichtigt.

(ID:42749475)