Leichtbau ein Thema der Hannovermesse

Mit Zunahme der Bedeutung energieträchtiger Windenergieanlagen rückt der duktile Werkstoff „Sphäroguss“ immer deutlicher in den Fokus der Konstrukteure. Höhere Windausbeute infolge dauerhafter, starker Windleistung erfordert ebenso dauerhafte Sicherung der Werkstoffeigenschaften.

Diese Werkstoffeigenschaften gewährleistet der Werkstoff EN-GJS-400-18U-LT sowie EN-GJS-350-22U-LT, optimiert im Sphäroguss „Ferrocast“.

Der Nachweis erfolgt am angegossenen Probestück mit einer Dicke von 40 mm im unteren und 70 mm im oberen Wanddickenbereich.

Diese Bewertung nach den physikalischen Eigenschaften Zugfestigkeit, 0,2 % Dehngrenze, Bruchdehnung und Kerbschlagarbeit sind für den Konstrukteur wichtige Berechnungsgrößen.

In der Gesamtwirkung räumt dieser kaltzähe Werkstoff mit der althergebrachten Meinung „Guss ist hart, spröde und nicht schweißbar“ gehörig auf.

Visuell verdeutlicht werden diese Eigenschaften in einem „Festigkeits-Torsions-Dehnungsnachweis“. Aus einem Gussblock herausgeschnittene Gussstäbe aus EN-GJS-400-18U-LT in den Abmessungen 7 x 15 x 250 mm werden mittels gesteuerter Drehbank erst um 360o und dann gesteigert bis 540o, also um das 1 ½ – fache um sich selbst gedreht.

Im Ergebnis ist festzustellen, dass der Gusswerkstoff EN-GJS-400-18U-LT nicht nur mindestens 18 % Dehnung, sondern auch entsprechend gute Verformungs- und Torsionseigenschaften (360 N/mm²) infolge der hohen Kaltzähigkeit aufweist.
Besonders bei dauerhaften stark schwankenden Windgeschwindigkeiten sowie bei stürmischem Windwechsel eine geniale Eigenschaft des Werkstoffes „Ferrocast“.

Diese nachgewiesenen Eigenschaften ermöglichen zu dem exakte Festigkeitsberechnungen ohne bisher übliche Sicherheitszuschläge, welche sich in Wanddickenaufweitungen auswiesen.

Damit verbindet sich serienmäßige Werkstoffsicherheit zu gesicherten Berechnungsmodellen. Ein Erfordernis, um den Leichtbau bei hoch beanspruchten Gusskomponenten durchzusetzen.

Hiermit ist festzustellen, dass Gusseisen mit Kugelgraphit ( GJS ) ein moderner immer stärker zum Einsatz kommender Werkstoff für die vielfältigsten Einsatzmöglichkeiten im heutigen Konstruktionsalltag ist. Besonders im Hinblick auf konsequenten Leichtbau und dem immer mehr in den Fokus rückenden Ansatz der Ressourcenschonung erweist er sich als zukunftsorientierter Konstruktionswerkstoff.

So ließ sich durch enge Zusammenarbeit zwischen der Konstruktionsabteilung und der Arbeitsvorbereitung der Gießerei, ein ständiger Abgleich des neuesten Entwicklungsstandes mit gießereispezifischen Erstarrungssimulationen und entsprechender Rückkoppelung erreichen, der in Verbindung mit einer an die Kraftflusslinien angepassten Gestalt des Bauteiles zu einem gewichtsoptimierten Gussteil führte.

Weiter unterstützt werden kann dieser Prozess durch die volle Ausschöpfung des Eigenschaftspotentials des Werkstoffes „Ferrocast“, im Hinblick auf die Gewährleistung von über die einschlägigen DIN-Normen hinausgehenden Werkstoffkennwerten.

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