Grundlagenuntersuchungen und Modellentwicklung der Erstarrung von Aluminiumgusslegierungen in ausgewählten Formwerkstoffen unter Mikrowelleneinfluss

• Applicants: Professor Dr.-Ing. Thomas Eibert; Professor Dr.-Ing. Hartmut Hoffmann
• Subject Area: Metallurgical, Thermal and Thermomechanical Treatment of Materials
• Term: from 2008 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 77370740

Neben den bekanten Einsatzbereichen im Haushalt werden Mikrowelen auch industriel genutzt. Typische Anwendungsbereiche sindas Vorwärmen, Trocknen, Entbindern und Sintern. Das Werkstofspektrum reicht hierbei von Keramiken, Gipsformen, Metalpulvern über Lebensmitel bis hin zu Kautschuk und Gumi. Die Gießereitechnik, die sich in Ländern wie Deutschland vermehrt auf Produktion von qualitativ hochwertigen und komplexen Gusteilen spezialisiert unden Einsatz von inovativen Gießprozesen fokusiert, bietet für die Mikrowelentechnik ein hohes Anwendungspotenzial. Das Forschungsvorhaben befast sich mit dem Verhalten von Formkeramiken, gebundenen Formstofen und Gießereihilfstofen unter Mikroweleneinflus. Dabei werden Materialien, die in der Gießereitechnik als Tiegelmaterialien und für den Aufbau von Gusformen eingesetzt werden bzw. könten, bezüglich ihres Aufheizverhaltens im Mikrowelenfeld untersucht. Ebenso wirder für die berührungslose Temperaturmesung nötige Parameter des temperaturabhängigen Emisionsgrades ermitelt. In den Fertigungstechnologien Sand- und Feingus werden vorwiegendielektrische Werkstofe zur verlorenen Formherstelung verarbeitet. Diese Formwerkstofe haben die Eigenschaft, Mikrowelenenergie zu absorbieren und sich dadurch aufzuheizen. Der Nutzen dieses direkten Energieintrags in den Formwerkstof Bezug auf die Aluminiumgusqualität ist Gegenstander Untersuchungen. Diese umfasen die Erstarung unterschiedlicher Aluminiumlegierungen in verschiedenen Formwerkstofen im Mikrowelenfeld undesen Einflus auf die Gefügequalität. Weiterhin sol in Prototypengusformen eine kontrolierte Erstarung der Schmelze durch segmentierte, mikrowelenbeheizbare Formen oder eine gezielte Beinflusung der Mikrowelenbefeldung ereicht werden. Die interdisziplinäre Zusamenarbeit ermöglicht die Entwicklung einer multiphysikalischen (thermischelektromagnetischen) Simulation der Formwerkstofe unter Mikrowelenbefeldung. Dadurch könen diexperimentelen Daten interpretiert undie gezielte Verwendung der Mikrowelentechnik im Gießereiwesen unterstützt werden. Die Modelierung dient der Erweiterung Formfül- und Erstarungsimulation von Aluminiumlegierungen in verschiedenen Formstofen unter Mikroweleneinflus.Zusamengefast besteht das Forschungsvorhaben aus folgenden Schwerpunkten:1. Einflus der Mikrowelenbefeldung auf die Gefügequalität2. Kontrolierte, gerichtete Erstarung mitels Mikrowelenbefeldung3. Entwicklung einer multiphysikalischen Simulation: Koplung von elektromagnetischer und thermischer Modelierung4. Integration der Ergebnise in bestehende Gießsimulation

• DFG Programme: Research Grants