20.10.2017 | Ausgabe 10/2017

Reduzierung von Oxideinschlüssen in Aluminium- Zylinderköpfen durch autonome Versuchsplanung

Änderung der Fließrichtung während des Formfüllungsprozesses bei einem Zylinderkopf. Quelle: S. Sikorski

Oxideinschlüsse, die während des Gießprozesses von Aluminiumlegierungen erzeugt werden, tragen zu Dichtheitsfehlern in Aluminiumgussteilen bei. Durch die Verwendung fortschrittlicher Softwaretechnologie wurde die Durchführung einer autonomen Versuchsplanung (autonomes DoE) ermöglicht; dadurch konnte die Basis zur Beurteilung und anschließenden Optimierung der Prozessparameter und der Geometrie beim Schmelzetransport, beim Gießprozess und bei der Auslegung des Anschnittsystems von Zylinderköpfen aus Aluminium gelegt werden. Der Fokus dieser Arbeit liegt hauptsächlich darauf, wie durch autonomes DoE ein optimiertes Anschnitt-Design und optimale Prozessparameter von Zylinderköpfen aus Aluminium entstehen; dies hat eine signifikante Reduzierung von Oxiden in den Gussteilen zur Folge.

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Oxide inclusions, created during the pouring process of aluminum alloys, are contributors to leak defects in aluminum castings. The utilization of advanced software technology allowed for an autonomous Design of Experiments (autonomous DOE) to be carried out, which provided the basis for the evaluation and subsequent optimization of process parameters and geometry in the melt transport, pouring process and gating layout for aluminum cylinder heads. The main focus of this paper will focus on how autonomous DOEs lead to optimized gating designs and process parameters on aluminum cylinder heads resulting in a significant reduction of oxides in castings.

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