Per Simulation lässt sich der Temperaturverlauf beim Gießen dieses Turbinengehäuses für

Per Simulation lässt sich der Temperaturverlauf beim Gießen dieses Turbinengehäuses für Windkraftanlagen mit hoher Sicherheit vorab bestimmen. (Bild: Magma Gießereitechnologie GmbH)

Die Simulation von Gießprozessen mit Hilfe der Software Magmasoft der Magma Gießereitechnologie GmbH führt zu einer genauen Beschreib- und Berechenbarkeit der Prozesse und spart Entwicklungs-, Material-, Prozess- und Werkzeugkosten ein.

AACHEN (rm). Zu oft werden heute noch Gussteile entwickelt, ohne dass die Belange der gießtechnischen Fertigung berücksichtigt werden. Das Expertenwissen der Gießer wird nicht selten zu spät involviert, was dazu führt, dass eventuelle fertigungstechnische Probleme erst beim Gießen von Prototypen, manchmal erst beim Serienanlauf erkannt werden.

Mit Hilfe der Simulation sind solche Probleme so früh zu diagnostizieren, dass alle Möglichkeiten zur Vermeidung durchgespielt und geprüft werden können. Eine Simulationssoftware macht so zwar nicht das Experten- und Erfahrungswissen überflüssig, aber einen Großteil der gegossenen Prototypen.

Einen großen Kostenfaktor in der Gießereiproduktion stellen die Materialkosten dar, und zwar nicht nur die, aus denen das resultierende Gußteil besteht. Zur Produktion eines Stahlteils wird manchmal doppelt so viel Material benötigt wie das Endprodukt letztendlich wiegt. Der Rest des Materials geht in der Produktion durch Speiser, das Gießsystem oder die Bearbeitungszulage verloren.

Mit der Simulation lässt sich dieser sogenannte Kreislaufanteil durch eine optimierte Auslegung des Gießsystems um zweistellige Prozentzahlen verringern. Dies reduziert nicht nur die direkten Materialkosten, sondern auch die Energiekosten für das Schmelzen und die Logistikkosten für den Transport.

Weitere Kostensenkungspotenziale insbesondere im Druck- und Kokillenguss erschließen sich aus der Beschleunigung der Produktionsprozesse, die aus der optimierten Gestaltung des Gießsystems und der besseren Beherrschung der Gießprozesse entsteht. Das durch die Simulation erlangte Verständnis für Fließ- und Erstarrungsvorgänge unterstützt das Design idealer Gießsysteme, die das Einspeisen der Schmelze und ihr Erstarren verkürzen und damit die möglichen Taktraten in der Produktion erhöhen.

Zu den größten Posten der Kostenrechnung für Gussteile gehören die Werkzeugkosten. Diese Position ist mit der Simulation von zwei Seiten her reduzierbar. Einerseits lassen sich die Prozesse so einstellen, dass sie das gesamte Fließsystem weniger belasten, etwa indem hohe Schmelzgeschwindigkeiten vermieden werden, um die Standzeiten zu erhöhen.

Andererseits ergeben sich aus den Simulationsberechnungen die genauen Standzeiten einer Gußform . Der Anwender weiß dann, wodurch die Standzeit der Formen reduziert wird. Er kann Maßnahmen zur Verlängerung der Formlebensdauer finden und mit der Simulation prüfen und schließlich kann er die Lebensdauer der Form und damit die Werkzeugkosten pro Gußteil bestimmen.

Ebenso wertvoll ist die Beschleunigung des Entwicklungsprozesses durch die Simulations-Software. Mit ihr kann der komplette Produktionsprozess mit seinen ineinander verzahnten Faktoren und Komponenten mit einer hohen Zuverlässigkeit durchgerechnet werden.

Auf das Finanzmanagement agiert durch simulativ abgesicherte Gießprozesse mit einer höheren Zuverlässigkeit. Wenn unvorhergesehene Kosten nicht mehr entstehen und sich die Rendite ganzer Produktionszyklen exakt berechnen lässt, werden Liquiditätsengpässe vermieden. Gußteil-Anwender erhalten durch Simulationsergebnisse eine sicherere Basis für Qualitäten und Lieferzeiten.