Elektromobilität und Gussprodukte

Besucherrekord beim Barbara Kolloquium 2017 in Aalen

Leichtbau-Konstruktionsmöglichkeiten: Im Vergleich zu Umformtechniken haben die Gießer eine wesentlich höhere geometrische Flexibilität und damit große Möglichkeiten bionisches Design kostengünstig umzusetzen.

Die Referenten des Barbara-Kolloquiums 2017 in Aalen. Foto: GTA

Zum alljährlichen Aalener Barbara Kolloquium begrüßte Prof. Dr. rer. Nat. Gerhard Schneider, Rektor der Hochschule Aalen, rund 230 angereiste Vertreter der Gießereibranche. Hierbei berichtete er von der sehr guten Entwicklung der Hochschule, stetig steigenden Studierendenzahlen und einem jährlichen Anstieg der aquirierten Drittmittel. Dadurch werden auch neue Bauprojekte, wie das bereits mit dem Spatenstich begonnene Forschungsgebäude „ZiMate“, bei dem auch das Gießereilabor beteiligt ist, oder das neue Areal „Waldcampus“ möglich.

Anschließend begrüßte Prof. Lothar Kallien die Anwesenden und wies direkt auf neue Leichtbau-Konstruktionsmöglichkeiten unter Nutzung der Topologieoptimierung und deren Bedeutung für die Gießereitechnologie hin. Im Vergleich zu Umformtechniken haben die Gießer eine wesentlich höhere geometrische Flexibilität, und damit große Möglichkeiten bionisches Design kostengünstig umzusetzen.

Des Weiteren stellte er aktuelle Forschungsprojekte des Gießereilabors an der Hochschule vor. Besonderes Augenmerkt legte er dabei auf die kürzlich in der Fachzeitschrift „Gießerei Spezial Perspektiven“ erschienene Veröffentlichung zur Gasinjektionstechnologie im Druckguss, welche an der Hochschule Aalen seit vielen Jahren entwickelt wird und nun zur Serienreife gebracht wird. Damit können in Zukunft thermisch konditionierte Gehäuse für die Elektromobilität dargestellt werden.

In einem weiteren Projekt wird der Einfluss von Alterungs-, Herstellungs- und Nachbehandlungsprozessen auf die galvanische Beschichtbarkeit von Zinkdruckguss untersucht. Mit der Salzkerntechnologie und hybriden Materialverbunden durch Umguss von kohlefaserverstärktem Kunststoff wird an neuen Herstellungsprozessen im Druckguss geforscht. Anschließend eröffnete Prof. Kallien die Vortragsreihe.

Die Qualitätsverbesserung eines Getriebegehäuses aus Aluminiumdruckguss mittels statistischer Versuchsplanung stellte Dipl.-Ing. Stefan Frauenkron von der MAGNA Powertrain GmbH vor. Hierbei stand die Optimierung der Prozessparameter im Vordergrund. Zur Vermeidung von Porositäten, die bei der mechanischen Bearbeitung zum Vorschein kamen, wurden zunächst die Haupteinflussgrößen analysiert. Mit der gezielten Variation des Prozesses, die von einem Versuchsplan gesteuert wurde, konnte die Fehlerquote drastisch gesenkt und so eine Qualitätsverbesserung erzielt werden.

Dipl.-Ing. Klaus Löchte von der Hüttenes-Albertus Chemische Werke GmbH referierte über das Thema „Kernherstellung mit anorganischen Bindemitteln“. Neben den Grundlagen wurden besonders die Vor- und Nachteile dieser Technologie diskutiert: der große Vorteil liegt im sowohl emissionslosen und umweltschonenden Herstellungsprozess, als auch im emmisionsfreien Gießprozess. Durch die stetige Weiterentwicklung werden auch Nachteile, wie die geringe Lagerfähigkeit der Kerne, weiter optimiert.

Mit dem Thema Leichtbau durch Topologieoptimierung von Sand- und Druckgussbauteilen beschäftigte sich Dipl.-Ing Felix Radisch von der Altair Engineering GmbH. Ziel ist die maximale Gewichtsreduzierung eines Bauteils, bei gleichzeitiger Erfüllung der Bauteilanforderungen im vorgesehenen Lastfall. Hierzu werden der verfügbare Bauraum, die Lasten und die Lastangriffspunkte definiert. Durch eine Spannungssimulation werden nicht belastete Elemente entfernt. Beeindruckende Beispiele von erfolgreichen Topologieoptimierungen aus dem Bereich Automobil und Luftfahrt rundeten den interessanten Vortrag ab. So wurde ein druckgegossener Motorträger gezeigt, dessen Gewicht von 2000 Gramm auf 1550 Gramm gesenkt werden konnte.

Beendet wurde die erste Vortragsreihe von B.Eng. Volkan Görgün vom Automobilentwickler AVL GmbH in Stuttgart, der gerade seinen Master an der Weiterbildungsakademie der Hochschule Aalen abgeschlossen hat. Seine Masterarbeit bei Prof. Kallien war vom BDGuss initiiert worden. Das Thema war „Einfluss der Elektromobilität auf die Gussproduktion in der deutschen Gießerei Industrie“. Görgün untersuchte zunächst die Veränderungen der Fahrzeugkonzepte in den nächsten Jahren bis 2015 und welche Gussprodukte in den jeweiligen Antriebssträngen verbaut werden. Bei vollelektrischen Fahrzeugen sinken im Antriebsstrang die Anzahl der Gussteile und damit die Gussteilgewichte um durchschnittlich 44% festgestellt. Görgün zeigte jedoch auf, dass der Bedarf an Gussprodukten bis 2025, durch die vielen verschiedenen Fahrzeugkonzepte wie Plug-in-Hybrid, Voll-Hybrid trotzdem steigen wird. Die Chance in für die Gießerei Industrie liegt in der Herstellung neuer dünnwandiger Strukturbauteile wie Batteriegehäusen.

Wie jedes Jahr gaben die Studierenden im zweiten Teil einen kurzen Überblick über ihre laufenden Abschlussarbeiten. Die Entwicklung einer Leichtbau-Abgasklappe untersuchte B. Eng. Christian Barth, die Validierung des Druckgießmaschinenleistungsdiagramms zur Vorhersage der Geschwindigkeit in der zweiten Phase diskutierte B. Eng. Andreas Bossert.

Zur Untersuchung der Prozessfähigkeit von Zinkdruckguss sprach B. Eng. Simon Eisrich, das Gefüge von Druckgussteilen mit dem Rheometal-Verfahren war das Thema von M. Eng. Sinan Atalmis.

M. Eng. Peter Fuchs sprach über die Konzeption einer anorganischen Sandkernfertigung für Aluminium-Kokillenguss mittels 3D-Druck-Verfahren im Vergleich zu konventioneller Sandkernherstellung.

Der Einfluss von Alterungs-, Herstellungs- und Nachbehandlungsprozessen auf die galvanische Beschichtung von Zinkdruckguss ist das Thema von B. Eng. Christos Mangos. Eine Untersuchung der Anwendungsmöglichkeiten von fahrerlosen Transportsystemen im Gießereiumfeld und Einführung eines Pilotprojekts in die Serienproduktion machte B. Eng. Mark Lewis.

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