Datenbasierte Qualitätsprüfung von Gießereikernen mittels Resonanzanalyse

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Philipp Lechner
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 524816579

Die Qualitätssicherung ist ein zentraler Aspekt der modernen Massenproduktion im Allgemeinen und der Kernfertigung im Besonderen. Im Vergleich zu anderen Massenfertigungsverfahren wie der Metallumformung und der spanabhebenden Bearbeitung ist die Qualitätssicherung für die Kernfertigung und den anschließenden Metallguss vergleichsweise komplex. Kerne werden aktuell im industriellen Maßstab nur visuell vor dem Einsatz in der Gießform inspiziert. Dabei werden oft feine und geschlossene Risse übersehen. Materialfehler wie eine erhöhte Feuchtigkeitsaufnahme können so ebenfalls nicht detektiert werden. Diese Fehler führen zu Ausschuss nach dem Abguss, der erst nach einem erheblichen Ressourceneinsatz als solcher klassifiziert werden kann. Ziel des vorliegenden Vorhabens ist es, die methodischen Grundlagen für eine zerstörungsfreie Qualitätssicherung von Gießereikernen zu erforschen. Kernfehler, die entweder durch den Fertigungsprozess oder die anschließende Lagerung entstehen, sind oftmals von außen nicht erkennbar, weshalb eine Kontrolle des gesamten Volumens nötig ist. Dafür soll die Resonanzanalyse in Kombination mit einer Modalanalyse eingesetzt werden. Im Rahmen des Forschungsprojektes werden Methoden entwickelt, um nicht nur zwischen Gutteilen und Ausschuss zu unterscheiden, sondern auch eine Lokalisierung von Defekten durchzuführen. Dazu werden die geometrischen sowie die Materialeigenschaften inklusive ihrer statistischen Verteilung charakterisiert. Dies ermöglicht eine ortsaufgelöste Quantifizierung der Messunsicherheit und schließlich eine Lokalisierung von Defekten in Gießereikernen. Damit kann eine differenzierte Entscheidung erfolgen, ob ein Gießereikern prozesssicher im anschließenden Abguss eingesetzt werden kann oder als Ausschuss klassifiziert werden sollte.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr.-Ing. Wolfram Volk