Grossgussbauteile für Gas-, Dampfturbinen oder Motoren benötigen Tage bis Wochen, um zu erstarren und auszukühlen.
Projektdetails
Ziel
Das Ziel des Forschungsprojektes ist es, die mehrtägige Abkühlzeit eines Grossgussbauteils in einer Sandform durch ein neues, gesteuertes Kühlungsverfahren mit Luft bei gleichzeitiger Wahrung der Gussqualität zu halbieren.
Ausgangslage
Um die Abkühlzeit bei Gussteilen zu verringern, muss gezielt mehr Wärme abgeführt werden. Dies soll mit einem aktiven Kühlverfahren erfolgen. Aufgrund dieser Anforderung muss eine zuverlässige Vorhersage der Kühlwirkung mittels Simulation möglich sein, um den Nutzen des zusätzlichen Aufwands der aktiven Kühlung für unterschiedliche Grossgussteile vorgängig abzuklären und deren Auslegung zu realisieren. Die durch das aktive System abgeführte Wärmeenergie soll in einer Gusssimulationssoftware bis zur Ausformtemperatur rechnerisch vorhergesagt werden.
Ergebnis
Das Potential einer aktiven Kühlung von Sandguss wurde im Rahmen des Projektes im Labormassstab und im Grossguss nachgewiesen. Durch die aktive Kühlung können die folgenden Verbesserungen bei der Erstarrung und der weiteren Abkühlung erzielt werden:
- Reduktion der Kühlzeit bis zum Ausformen um 67% mittels aktiv gekühlter Eisenkokille im Laborversuch
- Aktive Beeinflussung des Erstarrungsablaufs und der heissen Zonen im Bauteil, wodurch komplexe Geometrien giesstechnisch leichter umgesetzt werden können
- Feineres Gefüge und verbesserte mechanische Kennwerte
- Verminderung von Gussdefekten
Projekt-Information
Auftraggeber | |
Ausführung | Institut für Thermo- und Fluid-Engineering FHNW, Institut für Produkt- und Produktionsengineering FHNW, Giesserei-Zentrum FHNW |
Projektpartner | |
Dauer | 3 Jahre |
Förderung | |
Projektteam | FHNW: Prof. Dr. Norbert Hofmann, Prof. Dr. Jörg Lagemann, Erwin Eichelberger, Andreas Matt, Thomas Burbach, Christian Kähr, Ralph Amhof |
Benninger: Eric von Ballmoos, Urs Augustin | |
MAC: Markus Albert, Dieter Jurczik |