Magnesium spielt im heutigen Flugzeugbau so gut wie keine Rolle. Um die Leichtbaupotenziale zu nutzen, muss die Akzeptanz als Werkstoff und in das Fertigungsverfahren 'Gießen' erhöht werden. Dies ist Ziel des Forschungsprojektes IDEA (Integrated Design and Product Development für the Eco-efficient Production of Low-weight Aeroplane Equipment) Da die großen Hersteller Boeing und Airbus Magnesium generell nicht als Strukturteile zulassen, bezieht sich die erste Auswahl von Referenzteilen auf nichtstrukturelle Komponenten wie Gehäuse von elektronischen Geräten oder sekundärer Strukturteile wie Sitzelemente. Abgesehen von den allgemeinen Legierungseigenschaften müssen die produzierten Gussbauteile anwendungsabhängige Anforderungen hinsichtlich Festigkeit und Verformung erfüllen. Es gilt zunächst existierende kommerzielle Legierungen durch Modifizierung der chemischen Zusammensetzung so zu verändern, dass sich die gewünschten Eigenschaften einstellen. Dies umfasst sowohl theoretische als auch praktische Entwicklungen. Der Einfluss der Modifizierungen auf die Legierungseigenschaften wird sowohl simuliert als auch experimentell untersucht. Dabei wird besonderer Wert auf die Korrosionseigenschaften gelegt. Parallel hierzu werden die relevanten Gießtechnologien optimiert. Legierungsentwicklung und Oberflächenbehandlung zielen darauf hin, eine Reihe von Legierungen zu entwickeln, die die Anforderungen hinsichtlich Korrosionswiderstand, mechanischer Eigenschaften, Kriechbeständigkeit und Beschichtbarkeit erfüllen. Demonstrationsbauteile und Prototypen dienen zur quantitativen Beschreibung der Eigenschaften und dienen als Basis für die betrachteten Gießprozesse (Druck-, Sand-, Fein- und Kokillenguss, Kern-Präzsionsguss). Es wird jeweils die Gusslegierung ausgewählt, die die optimalen Gusseileigenschaften liefert. Die ausgewählten Legierungen werden im weiteren Projektverlauf weiter optimiert. Hierbei spielen die Simulation mittels thermodynamischer Methoden, wie z.B. die Erstarrungssimulation sowie die Finite-Elemente-Analyse eine wesentliche Rolle. Beispiele zeigen den Einsatz der Erstarrungs- und Spannungssimulation. Eine Datenbank und ein 'Design Manual' für Flugzeugkonstrukteure sollen das gewonnene Know-how einer breiten Öffentlichkeit zugänglich machen.
Gießsimulation für Magnesium-Leichtbauteile in der Flugzeugindustrie
2004
10 Seiten, 8 Bilder, 2 Tabellen, 6 Quellen
Conference paper
German
Magnesiumlegierung , Gießverfahren , mechanische Eigenschaft , Korrosionsbeständigkeit , Kriechfestigkeit , Modifikation , chemische Zusammensetzung , Simulation , Erstarren , Finite-Elemente-Methode , mechanische Spannung , Datenbank , Forschungsprojekt , Anwendung in der Luft- und Raumfahrt , Oberflächenbehandlung
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