Werkstoffe

KEM vor Ort: Claas Guss GmbH, Bad Saulgau

Mirko J. Schulze, Konstruktionsberatung Claas Guss
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Der Name Claas Guss ist ein Begriff für Eisenguss. Gegründet bereits 1890, hat sich dieses Unternehmen einen fes-ten Platz als technisch versierte Gießerei hierzulande erworben. Als Ausnahme in der Branche veranstaltet Claas Guss „Konstruktionstage.“ Im Rahmen der diesjährigen Veranstaltung sprach KEM-Chef-redakteur Herbert Neumann mit dem Beauftragten für die Konstruktionsberatung Mirko J. Schulze. Aktuelle Arbeiten des Hauses Claas Guss beschäftigen sich mit Themen wie z. B. 3D-CAD, Simulta-neous Engineering, FE-Berechnung und Gießereiprozess-Simulation. Also quasi aus Anwendersicht ein Spiegelbild der Themen, welche die CAE-Branche als Anbieter gerne in den Vordergrund stellt.

KEM: Simultaneous Engineering in der Gießerei: Ist die Forderung nach verkürzter time to market die Entstehungsursache?

Schulze: Die Forderung nach Simultaneous Engineering wird von unseren Kunden gestellt. Sie erwarten eine konstruktionsbegleitende Unterstützung bei der Produktentwicklung von der Idee bis zum einbaufertigen Teil. Diese Unterstützung realisiert Claas Guss unter Zuhilfenahme von 3D-CAD und der durchgängigen Nutzung entsprechender Information bzgl. Simulationstechniken. Hinter dem Ruf nach Simultaneous Engineering steckt der Wunsch unseres Kunden nach einer verkürzten time to market für sein Produkt. Nach einer McKinsey-Studie schmälert ein um sechs Monate verkürzter Marktauftritt die zu erwartenden Gewinne um ein Drittel. Daher die Motiva-tion der Kunden.
KEM: Was bedeutet lokale Werkstoffeigenschaften? Praxisbeispiele?
Schulze: Bei der Produktentwicklung gilt heute immer noch die Aussage, dass die gegossenen Bauteile über ihren gesamten Querschnitt konstante mechanische Eigenschaften haben. Davon geht der Konstukteur bei der Auswahl entsprechender DIN-Werte für sein Bauteil aus, also konstante Werte für E-Modul, Streckgrenze und Zugfestigkeit. Reale Gussprodukte weichen jedoch je nach Wandstärke und Herstellungsprozess von diesen Konstanten ab. Mit dem Einsatz heutiger Simulationswerkzeuge gelingt es Claas Guss aber, die lokalen mechanischen Werkstoffeigenschaften prozess- und geometrieabhängig zu quantifizieren, nicht nur zu qualifizieren. Diese Werkstoffeigenschaften entstehen in der Praxis z.B. durch unterschiedliche Abkühlgeschwindigkeiten in Abhängigkeit der Wanddicken oder durch Nutzung unterschiedlicher Kernsande.
KEM: Welche Erfahrungen besitzt Claas Guss bzgl. Aussagekraft und sinnvoller industrieller Nutzung von CAE-Simulationswerkzeugen?
Schulze: Die Aussagekraft von CAE-Simulationswerkzeugen steht und fällt mit der Definition der Randbedingungen der zu untersuchenden Prozesse. In einer technisch gut aus-gerüsteten Gießerei werden alle Prozesse bzgl. Gießtemperatur, Wärmekapazität, Wärme-übertragung der beteiligten Stoffe beschrieben. Je genauer dies gelingt, desto aussagekräftiger sind auch die Simulationsergebnisse. Die Kenntnis über die Stabilität des Gießprozesses im virtuellen Bereich gestattet es dem Gießer, eine optimierte Prozessentwicklung zu gestalten und auch praktisch auszuführen. Diese Simulationswerkzeuge werden bei Claas Guss auch im Sinne einer Prozess FMEA – (Fehler Möglichkeiten und Einfluss-Analyse) genutzt.
E KEM 267
„Mit CAE-Simulationswerkzeugen verkürzen sich die Produkt- und Prozessentwicklungszeiten von Monaten auf Wochen“
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