Graphisch stellen Forscher des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF mit Hilfe eines Computer-Tomographen (CT) Schwindungsporen in Aluminiumlegierungen dar. So kommen sie Fehlern in Bauteilen aus Aluminiumguss auf die Schliche. Ihr Konzept ermöglicht die Entwicklung von zuverlässigen, weitergehend optimierten Aluminiumgussteilen, deren Qualität erstmals zerstörungsfrei geprüft werden kann. Vor allem für Gießereien und die Produktion von Fahrwerksteilen, Motorenkomponenten und Maschinenbauteilen in der Automobilindustrie und des Maschinenbaus eignet sich das Verfahren. Qualitätskriterien für Gussbauteile können damit stärker auf ihre Eigenschaften zugeschnitten werden und Eigenschaftsstreuungen von Fertigungschargen lassen sich anhand von CT-Aufnahmen beurteilen.

Es ist möglich, die mechanischen Eigenschaften von Aluminiumgussteilen zuverlässig zu gewährleisten, wenn die Festigkeiten von der Produktentwicklung bis zur Serienfertigung kontrolliert werden können. Die häufigsten Fehler in Gusskomponenten aus Aluminium-Legierungen sind Porositäten, die bei der Fertigung entstehen. Soll die Lebensdauer solch fehlerhafter Bauteile analysiert werden, müssen Form, Größe, Lage und Verteilung der Poren und Einschlüsse berücksichtigt werden. Diese sind bei zyklisch belasteten Bauteilen entscheidend für die Lebensdauer.

Qualität zerstörungsfrei prüfen

Das Modell lässt sich auf alle Aluminiumgussbauteile anwenden. Die LBF-Forscher ermittelten mit Hilfe eines Computertomographe dreidi­mensionale Geometrieinformationen der Porositäten, aus denen sie relevante Kenn­größen ableiteten. Das erarbeitete Lebensdauermodell ermöglicht die Ableitung von dreidimensionalen Grenzmusterbauteilen, welche die zulässigen Porositäten darstellen. Grundsätzlich besteht damit die Möglichkeit, die Schwingfestigkeitseigenschaften von Aluminium­gussteilen auf Basis von zerstörungsfreien Prüfverfahren quantitativ ohne Versuche oder FEM-Berechnungen zu bewerten.

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