Simulationsgestützte Optimierung der Maßhaltigkeit in der Prozesskette Druckguss (PDF)

Zukunftsweisende Fahrzeugkonzepte erfordern progressiven Leichtbau in der Fahrzeugstruktur, um den Anforderungen hinsichtlich Verbrauchsreduktion und CO2-Emissionen gerecht zu werden. Dünnwandige Druckgussbauteile als Verbindungsknoten sind essenzieller Bestandteil gewichtsreduzierter Fahrzeugkarosserien in Mischbauweise, weisen jedoch aufgrund ihrer großen Abmessungen prozessbedingte Verformungen auf. Im Rahmen dieser Arbeit werden Simulationsmethoden zur Vorhersage des Verzugs entlang der Prozesskette Druckguss vorgestellt. Zur simulationsgestützten Analyse des Druckgießprozesses hinsichtlich der Optimierungen dieser prozessbedingten Verformungen werden Lösungen für zwei unterschiedliche Legierungsspezifikationen aufgezeigt. Für naturduktile Bauteile ohne Wärmebehandlung lässt sich der Verzug durch ein Vorhalten der Maßabweichungen im Druckgusswerkzeug auf der Basis von Prozesssimulationen kompensieren. Im Gegensatz dazu werden bei wärmebehandelten Legierungen die Verformungen während des Wärmebehandlungsprozesses, insbesondere während des Lösungsglühens, durch die simulationsgestützte Auswahl und Auslegung der Lagerung der Gussteile minimiert. Anhand von zwei repräsentativen Demonstratorbauteilen aus der Fahrzeugstruktur werden diese Methoden validiert und optimiert.