Verkurzung des Entwicklungsprozesses von Gussteilen durch Einsatz von virtueller DoE

摘要

Der Entwicklungsprozess in der Automobilindustrie bedarf einer kontinuierlichen Anpassung an immer scharfere Wettbewerbsbedingungen. Dazu gehort insbesondere die Verkurzung der Entwicklungszeiten. Moglich wurde dies durch den parallelen statt seriellen Ablauf von Arbeitsschritten sowie die Entwicklung und stetige Verbesserung von Simulationsprogrammen. Versuche mit Hardware als hauptsachliche Methode verbieten sich aus Zeit- und Kostengrunden und konnen nur noch als abschliessende Bestatigung eingesetzt werden. Die Simulation von Herstellungsprozessen und funktionalen Belastungen, gepaart mit dem Wissen erfahrener Ingenieure, ist hier die Losung. Eine weitere Reduktion der Entwicklungszeit kann durch Ubertragung von Methoden der statistischen Versuchsplanung (DoE) in die virtuelle Bauteil- und Prozessentwicklung erreicht werden. Mit ihrer Hilfe kann sehr effektiv der Einfluss einer Vielzahl von Geometrie- und Fertigungsparametern auf die Bauteilqualitat untersucht werden. In diesem Beitrag wird am Beispiel eines Aluminium-Kurbelgehauses mit eingegossenen Laufbuchsen gezeigt, wie mit Hilfe virtueller DoE die Entwicklung eines Fertigungsprozesses effizient und kostengunstig ablaufen kann. Dabei werden u.a. die Kaltlaufneigung im Bereich der Buchse, die Eigenspannungen im Stegbereich sowie die Gefugeausbildung untersucht. Als wesentliche Einflussgrossen werden Geometrieparameter wie der Buchseninnendurchmesser und Prozessparameter wie Giesstemperatur, Zahl der Kuhlkokillen oder Vorwarmtemperatur der Laufbuchsen berucksichtigt. Ergebnisse der virtuellen DoE sind die optimalen Geometrie- und Fertigungsparameter sowie das zulassige Prozessfenster.