Vorlesung

Ob im Fahrzeugbau, in der Energietechnik oder im Maschinenbau: Gussbauteile sind allgegenwärtig und stellen die beste Lösung für belastungs-, fertigungs- und leichtbauoptimierte Strukturen dar. Kein anderes Fertigungsverfahren als der Guss ist in der Lage, diese Gesichtspunkte mit nachhaltigen und hochrecycelbaren Werkstoffen zu verbinden und Gewichte von wenigen Gramm bis zu mehreren 100 t abzudecken. Dennoch müssen alle Gussbauteile äußeren Belastungen sicher und zuverlässig standhalten. Die Vorlesung „Fertigungs- und beanspruchungsgerecht urgeformte Bauteile“ zeigt, wie Gussbauteile sicher, intelligent, zuverlässig und nachhaltig gestaltet werden können. Außerdem lernen die Teilnehmenden, wie Gussbauteile hergestellt werden, über die unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten, das Spektrum der Werkstoffe und die Möglichkeiten der Qualitätssicherung.

Die Vorlesung umfasst folgende Inhalte:

• Einleitung und Motivation zur Nutzung von Gussbauteilen, Beispiele für den Einsatz von Gusswerkstoffen und –bauteilen.

• Übersicht über die wichtigsten Gusswerkstoffe und deren quasi-statische und zyklische Eigenschaften, Übersicht über die Formverfahren, Formstoffe und Schlichten sowie deren Bedeutung für die Herstellung von ungänzenfreien Gussbauteilen, Einsatzzwecke und –grenzen von Gusswerkstoffen.

• Betriebsfestigkeit von gegossenen Werkstoffen und Komponenten; quasi-statische und zyklische Festigkeitskennwerte, zyklische Charakterisierung von Gusswerkstoffen für die spätere Bauteilbemessung, Lastanalyse von Betriebs- und Sonderlasten etwa für die Windenergie, Größeneinflüsse bei Gussbauteilen und Möglichkeiten der Lebensdauerabschätzung großer Gussstücke.

• Typische Werkstoffungänzen im Guss und deren Abschätzung mit Hilfe der Erstarrungssimulation, Einführung in die Normung zur Beurteilung von Ungänzen (ASTM- und BDG-Normen).

• Gestaltung und Konstruktion urgeformter Bauteile, Normen und Richtlinien (z.B. BDG K200), Berücksichtigung von Leichtbauaspekten durch gezielten Einsatz der Simulation, Praxisbeispiele.

• Betriebsfeste Gestaltung gegossener Bauteile, Herausforderungen und Lösungen für die Lebensdauerbeurteilung beim Auftreten von Werkstoffungänzen durch die Vernetzung von zerstörungsfreier Prüfung, Erstarrungssimulation und Betriebsfestigkeit, neue Werkstoffe und Legierungskonzepte im Hinblick auf die zyklische Beanspruchbarkeit (z.B. ADI).

• Virtuell basierte Auslegungsmethoden, Grundlagen der Prozess- und Erstarrungssimulation, Abschätzung der lokalen Gefügeausbildung mit Hilfe der Erstarrungssimulation, „Gießerei 4.0“.