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Hohle Salzkerne ermöglichen kürzere Taktzeiten bei der Herstellung von Druckgusswerkstücken

Kurzfassung

Metallische Druckgusswerkstücke mit Hohlraum werden insbesondere im Maschinenbau und in der Automobilindustrie eingesetzt. Wissenschaftler der Hochschule Aalen haben nun ein Verfahren zur Herstellung von hohlen Salzkernen entwickelt. Die Technologie reduziert den Materialeinsatz zur Herstellung der Kerne und verringert die Taktzeiten im Gussverfahren durch verkürzte Herstell- und Ausbringzeiten. Die erfindungsgemäße Methode ist auf allen Druckgussmaschinen einsetzbar und leicht in die etablierten Fertigungsprozesse zu integrieren. Sie kombiniert die Realisierung komplexer Bauteilgeometrien mit einer Kostenersparnis durch eine Reduktion des Zeit-, Energie- und Materialeinsatzes.

Hintergrund

Metallische Druckgusswerkstücke mit Hohlraum werden insbesondere im Maschinenbau und in der Automobilindustrie eingesetzt. Um Hohlräume in Druckgusswerkstücken zu realisieren, wird bei der Herstellung ein Platzhalter, ein sogenannter Kern, benötigt.
Der erfindungsgemäße hohle Salzkern verringert den Material- und Zeiteinsatz für die Fertigung von Gusswerkstücken mit Hohlraum und eignet sich beispielsweise für die Herstellung von metallischen Druckgusswerkstücken wie Ansaugstutzen, Abgasrohren, Kühlleitungen etc.

Problemstellung

Herkömmlich werden Kerne aus Sand und chemischen Bindemitteln hergestellt. In der Druckgusstechnik können Sandkerne allerdings nicht eingesetzt werden, da sie durch den hohen Druck zerstört werden oder sich nur schwer aus dem Druckgusswerkstück entfernen lassen. Außerdem können bestimmte Bauteilgeometrien wie Hinterschneidungen nicht realisiert werden.
Neuere Verfahren verwenden deshalb oft gegossene Salzkerne, die trotz hoher Stabilität während des Fertigungsprozesses nach der Verfestigung des Druckgusswerkstückes ausgespült werden können. Aufgrund der massiven Ausbildung der Salzkerne sind die Verfahren allerdings material- und zeitaufwendig.

Lösung

Wissenschaftler der Hochschule Aalen haben ein Verfahren zur Herstellung von hohlen Salzkernen entwickelt. Die Technologie reduziert den Materialeinsatz zur Herstellung der Kerne und verringert die Taktzeiten im Gussverfahren durch verkürzte Herstell- und Ausbringzeiten.
Die Herstellung der Salzkerne erfolgt durch Aufschmelzen einer geeigneten Salzmischung und durch Vergießen der fließfähigen Mischung auf einer Druckgussmaschine. Die Salzschmelze wird in eine Metallform, die den gewünschten Hohlraum im Gusswerkstück abbildet, eingebracht. Die Salzschmelze verfestigt sich zuerst an den Wandungen der Metallform. Während der Verfestigung wird ein noch fließfähiger Teil der Salzschmelze abgezogen, wodurch ein geschlossener, hohler Salzkern entsteht. Dieser wird dann in die Form für das zu fertigende Gusswerkstück eingelegt und mit dem geschmolzenen Werkstoff beispielsweise Leichtmetall umgossen.
Der im Gusswerkstück verbleibende Salzkern wird dann ausgespült. Durch die Ausführung als Hohlraumplatzhalter verkürzt sich die Ausspülzeit, da das Lösungsmittel von mehreren Seiten angreifen kann und deutlich weniger Material ausgespült werden muss.
Der neuartige Salzkern eignet sich für alle Gießverfahren mit einem notwendigen Hohlraumplatzhalter, auch für den Kokillenguss.

Vorteile

  • Einsetzbar auf allen Druckgussmaschinen
  • Leicht integrierbar in vorhandene Fertigungsprozesse
  • Realisierung komplexer Bauteil-Geometrien
  • Energie- und Materialeinsparung
  • Kürzere Taktzeiten durch verkürzte Herstell- und Ausspülzeit
  • Auch für Kokillenguss geeignet

Anwendungsbereiche

Herstellung von Gusswerkstücken mit Hohlraum wie z. B. Ansaugstutzen, Abgasrohren, Kühlleitungen.

Exposé
Kontakt
Dipl.-Ing. Emmerich Somlo
TLB GmbH
Ettlinger Straße 25
76137 Karlsruhe | Germany
Telefon +49 721-79004-0
somlo(at)tlb.de | www.tlb.de
Entwicklungsstand
Prototyp / TRL5
Patentsituation
DE 102012108079 B3 erteilt
Referenznummer
12/074TLB
Service
Die Technologie-Lizenz-Büro GmbH ist mit der Verwertung der Technologie beauftragt und bietet Unternehmen die Möglichkeit der Lizenznahme.