Al-Kokillenguß


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Im Al-Kokillenguß werden in Großserie vorwiegend Bauteile gefertigt, die in Fahrzeugen besonderen Beanspruchungen ausgesetzt sind. Dies sind u.a. Sicherheitsteile des Fahrwerkes, Motor- und Getriebeaufhängungen, ganze Motorblöcke, aber auch die bekannten Aluminiumräder. Wichtiger Vorteil gegenüber Al-Druckguß - kaum Poren, bedingt durch den langsamen Gieß- und Erstarrungsprozeß. Durch nachträgliche Wärmebehandlung können die Materialeigenschaften weiter verbessert werden. Der Nachteil ist die lange Zykluszeit von bis zu 5 Minuten. Dem wird durch Einsatz von Gießkarussells und effektiven Kühlstrategien entgegengewirkt. Die Gießwerkzeuge sind i.d.R. mit Schlichten beschichtet, die eine für den Thermografen sehr hilfreiche Eigenschaft aufweisen nämlich eine homogene und sehr hohe Emissivität (~0,96). Dies vereinfacht thermografische Messungen wesentlich. Absolute Genauigkeiten von +/- 10°C sind in der Praxis erreichbar, Relativmessungen noch wesentlich genauer. Oft ist die absolute Temperatur nicht so interessant, wie deren Verteilung auf der Oberfläche. Die stationäre Wärmebildkamera eignet sich im Kokillenguß hervorragend für die Online-Optimierung der vielen Kühlkreise. Das Ergebnis ist schon beim nächsten Abguß in °C ablesbar. Außerdem ist die Wirkung der Manipulation im Wärmebild sehr anschaulich. Nutzt man die Bildsubtraktion, bleibt nur die Veränderung sichtbar, der Rest tritt weitgehend zurück. Dafür müssen die Bilder deckungsgleich sein, dazu ist zu empfehlen die Kamera auf ein Stativ zu stellen. Beachtet werden muss bei stationären Messungen im Kokillenguß die zulässige Einsatztemperatur der Technik. Die oft mehr als 500°C warmen Formen strahlen stark ab. Die Gehäusetemperatur der IR-Kamera liegt auf der Frontseite, auch mit Schutzschirm öfters bei mehr als 60°C Die von mir verwendete FLIR Kamera hat nach langjähriger Erfahrung damit kein Problem. Notfalls zwischen den Messungen Pappe als Strahlenschutz vor die Kamera halten. Teleobjektive sind kaum nutzbar.


Optimierung der Kühlung obere Kokille (Räderguß)
In einigen Zonen der gezeigten Kokille fehlt Schlichte. Diese scheinen wegen des dort viel niedrigeren Emissionsgrades kälter. Im vorliegenden Fall war eine partielle Korrektur nicht nötig, weil nur das Zentrum der Form betrachtet wurde. Die Optimierung erfolgte im laufenden Betrieb mit einer stationäreren Kamera durch Korrektur der Kühlzeiten.
Diagramm eines Optimierungsversuches im Räderguß
Kokille für Fahrwerksteile sperrte nach einiger Zeit auf
Bei dieser Form sperrte die Kokille nach einiger Zeit auf und Aluminium lief heraus. Es sollte die Ursachen gefunden werden.
Schwerkraft-Kokille von der Seite
Kokille für Räderguß und Schwerkrftguß
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