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Simulationsgestützte Prozess-Entwicklung für Energieoptimierte Druckgussteile – neue und erweiterte physikalsiche Modelle für die Simulation

Ziel

Ziel des Vorhabens ist, die Energieeffizienz komplexer Druckgussprozesse mittels modernster Simulationstechno-logien im Hinblick auf folgende Aspekte zu steigern:
•den optimalen Wärmehaushalt von Gusswerkzeugen,
•die Leichtbauauslegung von Gusskomponenten mit reduziertem Energieverbrauch in der Herstellung und durch geringeres Gewicht über deren Lebensdauer
•die Verringerung des Ausschusses
•die optimale Gussteil- und Gießprozessauslegung.
Der Aspekt der energieoptimierten Entwicklung von Gussbauteilen und Gießprozessen steht in der Praxis bislang kaum im Fokus, obwohl hier ein erhebliches Energie- und Kosteneinsparpotential liegt.

Kurzbeschreibung

Ziel des Vorhabens ist es mittels moderner Simulationstechnologien die Energieeffizienz komplexer Druckgussprozesse zu steigern. Besonderes Augenmerk gilt dabei dem durch die eingebrachten Verbesserungen erzielten Energieeinsparpotential. Wichtiges Mittel, um dies zu erreichen, ist die Erweiterung und die Validierung einer Gießsimulationssoftware für die Druckgussprozesssimulation, basierend auf einem rigorosen und umfassenden physikalischen Modell. Dieser gut validierte, realitätsnahe „digital Twin“ soll alle Prozessschritte – angefangen vom Einfüllvorgang, über die regelbare Füllkolbenbewegung für eine ultraschnelle Formfüllung in eine regelbar temperierte Form, sowie komplexe Sprühvorgänge – mittels eines Mehrphasenansatzes berechnen; Mehrphasenansatz bedeutet die gekoppelte Berechnung von Temperatur, Geschwindigkeit und Druck sowohl im Metallgebiet als auch in der Luft, die aus der Form verdrängenden oder komprimierten wird. Zum ersten Mal soll den Druckgießern ein Simulationstool zur Verfügung stehen, dass Schmelze, Erstarrtes und Luft und ihre Wechselwirkung voll gekoppelt, physikalisch korrekt behandelt. Um darauf aufsetzend die Energieeffizienz verbessern zu können, wird die Software um Routinen erweitert, die eine detaillierte Berechnung des Energieeinsparpotentials für die einzelnen Prozessphasen ermöglicht.

Projektpartner

Ansprechpartner/in

Dr. Jürgen Jakumeit
+49 241 80 98032
j.jakumeit@access-technology.de

Projektinformationen

Laufzeit 
7/1/2018 –
12/31/2021
Förderkennzeichen
03ET1516A
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Projektträger
Projektträger Jülich
Förderinitiative
Energieforschungsprogramm 6
Förderhinweis
Geschäftsfeld
Prozesssimulation
Projektstatus
in Bearbeitung