Inhalt

Im Technologie-Netzwerk zu neuen Prozessen

Qualitätssteigerung im Gießprozess

Die KSB AG ist ein Spezialist für die Herstellung komplexer Bauteile aus Gusslegierungen und Partner des Clusters Neue Werkstoffe. Im Guss- und Werkstoffkompetenzzentrum in Oberfranken beschäftigen sich Experten mit der Erforschung und Entwicklung von neuen Verfahren und Werkstoffen. Das Team engagiert sich zusammen mit zwei Unternehmen aus der Region und der Universität Bayreuth im Projekt „Verringerung von Eigenspannungszuständen in mehrphasigen metallischen Legierungen“. Fünf Fragen zum Projekt an Dr. Alexander Böhm, Leiter des Kooperationsprojekts bei KSB.

Dr. Alexander Böhm – Leiter Werkstofftechnik, KSB Aktiengesellschaft (© KSB AG)

Womit beschäftigen Sie sich im Projekt?

Wir möchten im Konsortium zusammen mit unseren Kooperationspartnern Daten generieren, um das Verhalten von Werkstoffen beim Herstellungsprozess noch besser am Computer simulieren zu können. Damit können wir dann vermeiden, dass sich in gegossenen Bauteilen Eigenspannungen bilden, die zu Fehlern und Rissen im Material führen können. Die Vorteile für uns liegen auf der Hand: Wir sichern und steigern die Qualität unserer Produkte, wir erzielen kürzere Entwicklungszeiten, und wir senken die Stromkosten.

Welches Problem gilt es zu lösen?

Die anfangs homogene Schmelze entmischt sich während der Erstarrung. Es entstehen verschiedene Phasen, die sich unterschiedlich ausdehnen und miteinander reagieren. Dadurch können sich im Bauteil hohe Eigenspannungen ausbilden, es kann sich verziehen. Im schlimmsten Fall entstehen Risse im Material, sodass es für die weitere Verarbeitung unbrauchbar ist. Das wollen wir natürlich vermeiden.

Wie ist die Vorgehensweise?

Zusammen mit unseren Projektpartnern ermitteln wir derzeit wichtige Daten während des Gießprozesses. Dazu produzieren wir die Pumpenbauteile wie bisher und bestimmen die Eigenspannungen der verwendeten Werkstoffe. Unterstützung haben wir uns dafür bei der Firma Eigenmann geholt, einem Spezialisten auf diesem Gebiet. Die so gewonnenen Daten gleichen wir dann mit den Ergebnissen ab, mit denen sich das Team um Prof. Dr. Heike Emmerich von der Universität Bayreuth beschäftigt. Die Wissenschaftler simulieren per Computer die Vorgänge beim Schmelzen und Abkühlen.

Parallel dazu untersuchen die Experten der Firma InnCoa die Wechselwirkung zwischen Eigenspannung und Werkstoffeigenschaften. Denn hohe Eigenspannungen können beispielsweise das Korrosionsverhalten des Werkstoffs beeinflussen.

Wie kam die Zusammenarbeit mit den Projektpartnern zustande?

Die inhaltliche Ausrichtung des Vorhabens stand ja bereits fest, also brauchten wir noch Kooperationspartner. Da KSB Partner im Cluster Neue Werkstoffe bei der Bayern Innovativ GmbH ist, habe ich dort die Verantwortlichen angesprochen. Gemeinsam haben wir dann unser Experten-Konsortium zusammengestellt, gegründet und die Möglichkeiten einer Förderung diskutiert.

Wie ist der Stand des Projekts?

Anfang Mai 2013 hat das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie unseren Förderantrag im Programm „Neue Werkstoffe in Bayern“ bewilligt. Das war der Startschuss für unser Projekt. Geplant sind mindestens halbjährliche Projekttreffen mit den Kooperationspartnern. Dem kommen die kurzen Wege zugute, da die Universität und die beiden Unternehmen in der Region ansässig sind.