Im Forschungsprojekt EnIAAF wird ein intelligentes und automatisiertes Fertigungszentrum zur Herstellung qualitativ hochwertiger Sandkerne für die Gießereiindustrie entwickelt. Das Fertigungszentrum wird mit intelligenten Softwareroutinen künftig Kernkosten und Produktionsdauer reduzieren und umweltfreundliche Fertigungskonzepte forcieren.
Die Herstellung metallischer Gussteile unter Verwendung von verlorenen Kernen („Sandkernen“) in Gießformen ist Stand der Technik für eine Vielzahl von Komponenten in der Automobilindustrie, in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Medizin-, Armaturen- und Elektrotechnik. Eine effektive Erweiterung der Herstellung dieser Sandkerne stellt seit etwa zwei Jahrzehnten die additive Fertigung mit dem Binder-Jetting-Verfahren dar. Die Merkmale der additiven, pulverbettbasierten Kernherstellung (3D-Druck) sind eine nahezu unbegrenzte geometrische Gestaltungsfreiheit, der Verzicht auf kostenintensive, konturabbildende Werkzeuge und damit die Möglichkeit, auch kleinere Losgrößen wirtschaftlich zu fertigen. Den Verfahrensvorteilen stehen jedoch eine geringere Prozessstabilität, eine schlechtere Oberflächenqualität sowie ein geringer Automatisierungsgrad gegenüber.
rechts: Vergleich zwischen CAD-Geometrie und der modifizierten Geometrie zur Kompensation der Deformation im 3D-Druck. (Quelle: Inacore GmbH)
Im Mittelpunkt des Projektes EnIAAF steht die Entwicklung eines intelligenten und automatisierten Fertigungszentrums zur Herstellung qualitativ hochwertiger Sandkerne im Kontext einer wirtschaftlichen Serienfertigung in enger Zusammenarbeit zwischen den Partnern Inacore, Laempe Mössner Sinto, R. Scheuchl sowie dem wissenschaftlichen Institut FORWISS der Universität Passau. Die Teilprozesse des 3D-Drucks werden durch Algorithmen wesentlich intelligenter gestaltet und in einem Maß automatisiert, das eine massive Reduktion der Kernkosten und der Produktionsdauer sowie eine Steigerung der Umweltfreundlichkeit mit sich bringt. Zentrale Elemente des Projekts sind dabei die volumetrische Geometrieanalyse, die automatisierte Parameterfindung des Druckauftrags, die mathematische Modellierung und schließlich die hardwareseitige Erweiterung des Druckers und der Kern-Nachbearbeitung.
