Niederdruckgießverfahren zur Prototypenherstellung und Legierungsentwicklung bei Leichtmetallen

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GP 06/2016
Magnesium und Aluminium rücken durch steigende Umweltauflagen, den Drang nach Gewichtsreduktion und Ressourcenschonung vermehrt in den Fokus der Forschung und Entwicklung. Mit einer guten Gießbarkeit und der geringen Dichte eignen sich Magnesiumlegierungen hervorragend als Konstruktionswerkstoff für den automobilen Leichtbau. Auch Aluminiumlegierungen bieten durch die einfache Handhabung der Schmelze bei sehr guten Gießeigenschaften und mit ca. 2,7 g/cm³ geringen Dichte interessante Perspektiven in der Bauteilentwicklung [1–3]. Um auf die rasche Veränderung der Märkte zu reagieren, müssen im Vorfeld immer häufiger komplexe Prototypen hergestellt werden. Dieser Artikel bietet einen Überblick über die möglichen Anwendungsbereiche des Niederdruckgießverfahrens am Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen (LKR). Das Verfahren ermöglicht eine rasche Prototypenfertigung aus Aluminium und Magnesium. Außerdem wird die Legierungsentwicklung von Magnesium mit Hilfe einer eigens konzipierten Stahlkokille die Eigenforschung vorangetrieben. Da allgemein die Weiterentwicklung von Magnesiumlegierungen derzeit im Fokus des Unternehmens steht, wird in weiterer Folge hauptsächlich auf diesen Werkstoff eingegangen.Einleitung
Magnesium (Mg) stellt mit einer Dichte von 1,74 g/cm³ das bislang leichteste großtechnisch nutzbare Leichtmetall dar. Dadurch bieten Mg-Legierungen gegenüber Stahl und Aluminium einen entscheidenden Vorteil in Bezug auf Leichtbaupotential. Die dichtebezogenen mechanischen Kennwerte von Mg-Knetlegierungen sind beispielsweise mit denen von Stahl und Aluminium bei vergleichbarer Elastizität als gleichwertig bzw. überlegen anzusehen. Der Werkstoff wird nahezu ausschließlich für Gussbauteile verwendet. Als Bleche oder Profile kommt Magnesium durch die eingeschränkte Umformbarkeit bislang kaum zum Einsatz. Höheren Einsatzmengen stehen ein hoher Marktpreis und fehlende Erfahrungen bezüglich der Herstellung geeigneter Vormaterialien sowie deren Weiterverarbeitung zu gebrauchsfähigen Automobilbaugruppen derzeit entgegen. … 3 Seiten
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