Casting Technology

The working group Casting Technology focuses on the development and optimization of modern manufacturing processes for producing complex lightweight components made of magnesium, aluminum, and zinc alloys. The focus is on magnesium injection molding (Thixomolding®), cold-chamber die casting, and specialized processes.
Ein Arbeiter in Schutzkleidung bedient eine große Industriemaschine in einer Fabrik und stellt mit behandschuhten Händen eine Metallform ein. Die Umgebung erscheint sauber und organisiert, mit Geräten im Hintergrund.

Manufacturing Processes

One focus is on magnesium injection molding (Thixomolding®), cold-chamber die casting, and other innovative casting processes.  In Thixomolding®, magnesium granules are heated to a semi-solid or fully molten state under continuous shearing and then injected into the mold under high pressure. No cover gas is required. The process results in e.g. short cycle times, long tool life, reduced energy consumption, low porosities, narrow tolerances, and a wide range of alloys—ideal for complex, thin-walled components.

Cold-chamber die casting is particularly suitable for larger serial parts made of aluminum or magnesium and enables a high degree of automation and robust production.

For all processes, we consider the entire process chain, from the production of the raw material to tool design, process optimization, and heat treatment to surface finishing.

Ein Arbeiter bedient eine große gelbe Kunststoff-Spritzgießmaschine in einer geräumigen, gut beleuchteten Industrieanlage mit hohen Decken und großen Fenstern.
Zwei Personen stehen an einer Schalttafel und bedienen eine große Industriemaschine mit mehreren Komponenten, darunter gelbe Türen, Rohre und Entlüftungsöffnungen, in einer hellen, geräumigen Fabrikumgebung.

We process standard die-casting alloys (Al: 226, 239; Mg: AZ91, AM50, AM60) as well as special alloys (Mg: AS31, AM40, AJ62x, MRI153, MgCarbonit91). In addition, new alloys are developed by blending granules using the Thixomolding® process.

Die mikroskopische Aufnahme zeigt einen weißen Hintergrund mit zahlreichen unregelmäßig geformten schwarzen Partikeln, die überall verstreut sind. Der Maßstabsbalken unten rechts zeigt eine Länge von 20 Mikrometern (µm) an.
Mikroskopische Aufnahme, die ein Netzwerk unregelmäßiger weißer Bereiche zeigt, die durch dünne, graue, netzartige Linien getrennt sind; der Maßstabsbalken unten rechts zeigt 20 Mikrometer an.

Material characterization includes chemical analysis (spark spectrometer, GDOES, XRF, EDX, N/O/C/S analyzer, microprobe) to determine alloy composition, impurities, and element distribution, as well as physical analysis (laser flash apparatus, dilatometer, buoyancy weighing) to determine thermal conductivity, thermal expansion, and density, as well as optical analysis using light and scanning electron microscopy, including EDX and 3D measurement via strip light projection.

In addition, mechanical properties can be determined, e.g., static and dynamic strength, hardness, and creep properties using universal testing machines, pulser, hardness testers, and creep testing systems (up to 350 °C for light metals, up to 1000 °C for high-temperature materials), as well as the precise determination of Young’s modulus and damping using RFDA. Durability in the environment (corrosion) can be evaluated using salt spray and immersion tests, as well as a laboratory test for liquid metal corrosion.

Eine Person, die Schutzhandschuhe und einen blauen Laborkittel trägt, bedient ein wissenschaftliches Gerät, möglicherweise eine Materialprüfmaschine, bei der Metall- und isolierte Komponenten sichtbar sind.
Nahaufnahme eines Stapels identischer Maschinenteile aus Metall mit kreisförmigen Öffnungen und mehreren Löchern, die möglicherweise in industriellen oder mechanischen Baugruppen verwendet werden. Die Teile sind gestapelt und überlappen sich.

We are using commercial CFD software and in-house developments for mold design and process simulation of the casting processes. This involves optimization of gating systems and vacuum ports, as well as overflows and the duct system for temperature control fluids, to improve mold filling and solidification.

Advanced modelling techniques enable the evaluation of thermal and mechanical stresses on molds and casting machine components.

Farbige 3D-Simulation der Flüssigkeitsströmung in einer Gussform, die die Geschwindigkeit von blau (niedrig) bis rot (hoch) auf einer Skala von 1 bis 9 anzeigt. Die Struktur der Form ist teilweise transparent, um die internen Strömungsmuster zu zeigen.
Farbenfrohe Strömungssimulation eines mechanischen Teils, die einen Luftstrom oder eine Flüssigkeitsbewegung mit grünen, blauen und gelben Farbverläufen auf einem teilweise transparenten weißen Hintergrund zeigt.

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