Ing. Pavel Šotka

Virtuelle Techniken gewinnen in der Produktion des metallurgischen Werkzeugs zunehmend an Bedeutung. Zu diesem Zwecke wird seit 2014 SW ProCAST der Gesellschaft ESI Group eingesetzt (Anm.: in der Vergangenheit wurde indirekt die in Hüttenwerken installierte SW MAGMA eingesetzt).
Numerische Simulationen dienen zur Optimierung des bestehenden Werkzeugs. Die wichtigsten Vorteile der Simulation im virtuellen Umfeld sind bei der Entwicklung von neuen Druckgussformen spürbar.
Noch vor dem Beginn der materiellen Vorbereitung der Produktion ist es möglich, die Druckgussform zu modellieren und zu betrachten, wie sich die Konstruktions- und Technologievorhaben auf die Qualität des finalen Gussteils auswirken werden.
Eine wichtige Basis für die Erreichung der realen Simulationsergebnisse ist die Detailmessung der Parameter im Produktionsprozess und ihre korrekte Auslegung bei der Einstellung der Randbedingungen. Heutzutage erreicht die Simulation in 85-90% der Fälle eine Übereinstimmung mit der Realität.
Die Erhöhung der Simulationsgenauigkeit ist durch eine höhere Stufe der Validierung der Randbedingungen, durch die Erhöhung der Berechnungsmöglichkeiten von SW und HW und durch die Vertiefung der Erfahrung der Fachmitarbeiter möglich.

Simulation der Zyklen

Ein erfolgreicher virtueller Druckgussprozess startet mit der Herstellung eines Modells der Druckgussform, das sich dem wirklichen Werkzeug unter realen Bedingungen annähert. Die in der Maschine eingespannte Form verfügt über ein heterogenes Temperaturfeld. Diesem Stand nähern wir uns im virtuellen Umfeld mit der Simulation von Zyklen.
Ähnlich wie unter den realen Bedingungen entsteht in jedem Gießzyklus die Wärmebilanz zwischen dem Gussteil und der Form, bis es nach einer bestimmten Zeit zur Stabilisierung des Temperaturfeldes der Form kommt. Das der Ausgangspunkt der Simulation für die anschließenden Berechnungen der Formfüllung und der Gussteilerstarrung ist.

Füllsimulation

Simulation der Füllung des Formhohlraums dient zur Verifizierung der Geometrie des Einguss- und Entlüftungssystems. Hierbei wird die Bewegung der Schmelze durch den Hohlraum betrachtet und in ihrem Verlauf werden kritische Stellen für die Entstehung der Gussteildefekte beobachtet.

Erstarrungssimulation

Die Simulation der Gussteilerstarrung ermöglicht, den Übergang der Schmelze in den festen Aggregatzustand im virtuellen Umfeld zu analysieren.
Bei der Erstarrung entstehen weitere spezifische Arten von Gussdefekten, die mit der numerischen Simulation entdeckt werden können.
Die Ursachen der Fehlerentstehung können mit einer ausführlichen Analyse ermittelt werden, die die Basis für die anschließende Korrektur darstellt.