---

Kurzfassung

Vorgestellt wird ein neuartiges Gießverfahren, welches die Substitution konventioneller Konstruktionsmaterialien durch Leichtbaukomposite für die Automobilindustrie ermöglichen soll.

---

Hintergrund

Um die geforderten Verschleißeigenschaften einer partikelverstärkten AMC-Bremsscheibe zu erreichen, sind ein relativ hoher Partikelvolumenanteil von etwa 35 Vol.% (D50=20μm) und eine adäquate Partikelverteilung sowie Partikelbenetzung notwendig. Es existieren diverse Methoden, um Al-SiC35 Bauteile zu fertigen, jedoch vereint keines der Prozessrouten die beiden notwendigen Anforderungen Serientauglichkeit und Wirtschaftlichkeit zugleich. Die Gründe dafür können schlechte Reproduzierbarkeit bei hohen Partikelvolumenanteil (≥ 20 Vol.%), teures pulverförmiges Ausgangsmaterial der Matrixlegierung oder hohe Nachbearbeitungskosten oder lange Prozess-/Behandlungszeiten sein.

---

Lösung

Mitarbeiter der Otto-von-Guericke-Universität haben ein neuartiges Gießverfahren entwickelt, welches die Substitution konventioneller Konstruktionsmaterialien durch Leichtbaukomposite für die Automobilindustrie ermöglichen soll. Um die Aufschwimmwirkung der porösen und daher mit Luftbläschen behafteten Partikel zu unterbinden, soll der Zusammenfluss der Partikel mit der Aluminiumschmelze unter Feinvakuum erfolgen. Hiermit lassen sich die Materialeigenschaften und die homogene Partikeldispersion verbessern sowie die erforderliche Behandlungszeit signifikant verkürzen. Die Herstellung von AMC-Legierungen mit einem Verstärkungsanteil von 20 Vol.-% ist bereits heute technisch möglich. Jedoch soll das neu entwickelte Verfahren die Herstellung von derartigen Kompositbauteilen mit einem Verstärkungsanteil von 35 Vol.- % für einem wirtschaftlichen Serienprozess ermöglichen. Die Auslegung als eine kontinuierliche Schmelzebehandlung mittels Ultraschall bietet an dieser Stelle bereits einen großen Kostenvorteil und die höchste Prozesssicherheit für solche Aluminium-Matrixkomposite nach heutigem Wissensstand. Die Kernelemente des neuen Verfahrens sind somit die kontinuierliche Schmelzebehandlung unter Feinvakuum von 10-2 bis 10-3 mbar und der zielgerichtete Einsatz von multiplen Ultraschallsonotroden. Mit Hilfe des Druckgießverfahrens (HPDC) oder des Niederdruckgießverfahrens (LPDC) kann die schlechte Fließfähigkeit einer AMC-Legierung (>20Vol.% Verstärkungsphase) überwunden werden. Dies soll die schmelzmetallurgische Fertigung eines AMC Bauteils endkonturnah und auch dünnwandig ermöglichen. Des Weiteren soll mit Hilfe von verlorenen Kernen (z.B. Salzkerne) oder Schiebern die Fertigung einer innenbelüfteten Bremsscheibe ermöglicht werden.

---

Vorteile

• Höherer Verstärkungsanteil von 35 Vol.-% • Kostengünstige serientaugliche Herstellung • Fertigung innenbelüfteter Bremsscheiben

---

Anwendungsbereiche

• Verbundwerkstoff • Additive Fertigung • Automobilzulieferer • Fertigungstechnik • Engineering & Prototypenbau • Umformmaschinenbau