18.04.2018 | Ausgabe 04/2018

Modellierung und experimentelle Charakterisierung der Deformation von PUCB-Sandkernen beim Gießen

Durchbiegungsmessung mittels optischem Längenausdehnungsaufnehmer und Prüfkörperanordnung mit Thermoelementen. / Quelle: Hiba Bargaoui, Farida Azzouz, Georges Cailletaud, Delphine Thibault

Über Jahrzehnte wurden Kerne fälschlicherweise als nicht verformbare Teile im Gießerei-Modellbau betrachtet. Deshalb würde das Verständnis über die Kerndeformation erhebliche Entwicklungs-Kosteneinsparungen beim Entwerfen von Kernkästen im kompletten Gießprozess bedeuten. Dieser Beitrag zeigt neue Erkenntnisse zum Thema Kerndeformation.Es wurden sowohl Quarzsandkerne als auch harzgebundene Kerne bei hohen Temperaturen untersucht. Es wurden thermophysikalische Messungen wie ThermogravimetrischeAnalyse, Dilatometrie und Dynamisch-Mechanische Analyse (DMA) durchgeführt. Das thermomechanische Verhalten der Sandkerne wurde mittels Vierpunkt-Biegeversuchenmit verschiedenen thermomechanischen Historien untersucht und im Vergleich zu den thermophysikalischen Ergebnissen analysiert. Diese Analyse unterstützt bei der Erklärung,wie die Kerndeformation durch den thermischen Abbau des Bindemittels beherrscht wird.Es wird ein spezielles Modell für das Altern der Harze und die Schadensentwicklung erarbeitet,um die Deformation als eine Funktion der Belastung und der Temperaturhistorie darzustellen.

 

Modeling and Experimental Characterization of theDeformation of PUCB Sand Cores During Casting

For decades, cores were wrongly considered as non-deformable parts in metal casting modeling. Therefore, understanding the core deformation would allow significant savings on development costs in the design of core boxes and in the full casting process. In this contribution,a new insight into core deformation is given. Both silica sand core and bondingresin at high-temperatures were investigated. Thermo-physical measurements including thermogravimetric analysis, dilatometry and dynamic mechanical analysis (DMA) were performed. The sand core thermo-mechanical behavior was investigated by means of four point bending tests with various thermo-mechanical histories and analyzed in comparison to the thermo-physical results. This analysis helps explain how core deformation is governed by binder thermal degradation. A specific model involving resin aging and damage development is being developed to represent the deformation as a function of load and temperature history.

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