Entwicklung eines realitätsnahen Simulationsmodells für den Formsprühprozess im Leichtmetall-Druckguss

Autor*innen

• Johannes Müller

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Die Temperatur ist eine entscheidende Größe im Druckgieß-Prozess, und das Wissen um die Werkzeugtemperaturen während des Gießvorgangs ist essenziell für die nachhaltige Produktion von Gussbauteilen. Der Temperaturverlauf im Druckgießwerkzeug wird durch die Erstarrung der Schmelze und den Sprühprozess beeinflusst. Für die Konstruktion von Druckgießformen, insbesondere der Temperiersysteme, ist eine frühzeitige Kenntnis der Temperaturen notwendig. Daher gewinnt die thermische Zyklensimulation zunehmend an Bedeutung im Werkzeugentstehungsprozess und der Prozessplanung. Aktuelle Simulationslösungen sind jedoch oft unzureichend, da der Sprühprozess stark vereinfacht modelliert wird und die Datenbasis zu relevanten Eingangsparametern, insbesondere dem Wärmeübergangskoeffizienten, nicht ausreichend ist. Dies führt zu ungenauen Temperaturberechnungen und einer mangelhaften Grundlage für die Werkzeug- und Prozessauslegung. Die Forschungsarbeit präsentiert ein neues Simulationsmodell, das den Formsprühprozess realitätsnah abbildet. Durch die Kopplung mit virtueller Prozessplanung wird die Abbildung des Sprühprozesses ermöglicht. Temperatur- und prozessabhängige Wärmeübergangskoeffizienten werden ermittelt, und ein automatisierter Prüfstand wird aufgebaut, um den realen Druckgieß- und Sprühprozess zu simulieren. Die Validierung des Modells zeigt eine signifikante Verbesserung der Vorhersagegenauigkeit der Werkzeugtemperaturen. Zudem kann

• Sprache: Deutsch
• Erscheinungsdatum: 2018