Entwicklung einer Methodik zur Bestimmung lokaler Bauteileigenschaften für Aluminiumgusswerkstoffe

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wolfram Volk
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 512648940

Aushärtbare Aluminium-Silizium-Legierungen sind prädestiniert für Leichtbau-Anwendungen mit hohen mechanischen Anforderungen. Durch den Anspruch an möglichst geringe Bauteilgewichte bei gleichbleibenden mechanischen Kennwerten ist ein tiefgreifendes Verständnis des Materialverhaltens notwendig. Verschiedene thermische Verhältnisse im Gießprozess führen bereits innerhalb eines Bauteils lokal zu unterschiedlichen Mikrostrukturen und dadurch zu unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften. Eine Beeinflussung der thermischen Bedingungen bietet daher die Möglichkeit, Bauteile bei ausreichend guter Kenntnis der lokalen Bauteileigenschaften für spezielle Anwendungsfälle zu optimieren. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Etablierung einer neuen Versuchsmethodik zur schnellen und präzisen Vorhersage und Validierung der lokalen mechanischen Eigenschaften bei Gussbauteilen. Während die Ermittlung dieser Eigenschaften derzeit durch aufwändige Gießversuche erfolgt, verfolgt dieses Projekt das Ziel der experimentellen Charakterisierung mit reduziertem Versuchsaufwand. Eine wesentliche Neuerung ist die Möglichkeit, Einflussgrößen über den gesamten Produktionszyklus beginnend bei der Erstarrung bis hin zum Auslagern bei der Wärmebehandlung berücksichtigen zu können. Diese Versuchsmethodik wird durch den Aufbau einer Mikrostruktursimulation unterstützt. Dadurch wird einerseits eine Quantifizierung des Gefüges und andererseits ein tieferes Verständnis in der Wirkungskette unterschiedlicher Gefügestruktur ermöglicht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr.-Ing. Christoph Hartmann