Gießtechnik
Fertigungsverfahren
Der Schwerpunkt liegt auf den Gießverfahren Magnesiumspritzgießen (Thixomolding®), Kaltkammerdruckguss sowie dem DirektCompoundierverfahren (DirCom) für Verbundwerkstoffe. Beim Magnesiumspritzgießen wird Magnesiumgranulat durch kontinuierliches Scheren und Temperieren teil- oder vollverflüssigt und unter hohem Druck ins Werkzeug gespritzt, ohne Schutzgas. Es ergeben sich kurze Taktzeiten, enge Toleranzen, hohe Werkzeugstandzeiten sowie ein breites Legierungsspektrum – ideal für komplexe, dünnwandige Bauteile.
Der Kaltkammerdruckguss eignet sich besonders für größere Serienteile aus Aluminium oder Magnesium und ermöglicht hohe Automatisierungsgrade und robuste Fertigung.
Mit dem DirCom-Verfahren werden Magnesium-Verbundwerkstoffe für hochbelastete Strukturbauteile verarbeitet. Wir betrachten dabei stets die gesamte Prozesskette, von der Materialaufbereitung über Werkzeugauslegung, Prozessoptimierung und Wärmebehandlung bis hin zur Oberflächennachbearbeitung.
Werkstoffe
Verarbeitet werden klassische Druckgusslegierungen (Al: 226, 239; Mg: AZ91, AM50, AM60) sowie Sonderlegierungen (Mg: AS31, AM40, AJ62x, MRI153, MgCarbonit91). Außerdem werden neue Legierungen durch Mischen von Granulaten im Thixomolding®-Prozess hergestellt, ebenso wie partikel- und kurzfaserverstärkte Verbundwerkstoffe (Mg-MMCs).
Werkstoffcharakterisierung
Die Werkstoffcharakterisierung umfasst chemische Analysen (Funkenspektrometer, GDOES, RFA, EDX, N-/O-/C-/S-Analysator, Mikrosonde) zur Bestimmung von Legierungszusammensetzung, Verunreinigungen und Elementverteilung, physikalische Analysen (Laserflash-Apparatur, Dilatometer, Auftriebswägung) zur Ermittlung von Wärmeleitfähigkeit, thermischer Ausdehnung und Dichte sowie optische Analysen mittels Licht- und Rasterelektronenmikroskopie inkl. EDX und 3D-Vermessung per Streifenlichtprojektion.
Ergänzt wird dies durch die mechanische Kennwertermittlung von statischer und dynamischer Festigkeit, Härte und Kriecheigenschaften an Prüfmaschinen, Härteprüfern und Zeitstandanlagen (bis 350 °C für Leichtmetalle, bis 1000 °C für Hochtemperaturwerkstoffe) sowie die präzise Bestimmung von E-Modul und Dämpfung mittels RFDA. Anhand von Salzsprühnebel- und Immersionstests sowie einem Laborversuchsstand zur Flüssigmetallkorrosion können weiterführende Werkstoffeigenschaften bestimmt werden.
Simulation
Rechnergestützte Verfahren werden für die Formauslegung und die Prozesssimulation der Gießverfahren genutzt. Dabei werden Anguss- und Vakuumsysteme sowie Überläufe und Temperierkanäle optimiert, um Formfüllung und Erstarrung zu verbessern.
Weiterführende Modellierungen ermöglichen die Bewertung der thermischen und mechanischen Belastungen von Werkzeugen und Gießmaschinen.
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