Im Rahmen der Dissertation wurde eine Fertigungstechnologie entwickelt, die die Überleitung des Stahlniederdruckgießverfahrens (3CAST) in die Produktion und somit die Erzeugung des dünnwandigen Stahlgusses ermöglicht. Die konventionellen Stahlgusswerkstoffe sowie ihre Gießbarkeit und Wärmebehandlung wurden untersucht und an die Besonderheiten des neuen Verfahrens und dünnwandigen Stahlgusses angepasst. Auf der Basis von schon existierenden Gießtechnologien wurde eine Formträgertechnologie (FTTech) entwickelt, die unter Berücksichtigung ökologischer Aspekte eine hohe Gussteilqualität und Wirtschaftlichkeit des Gießverfahrens sichert. Die gewonnen Ergebnisse wurden anhand eines Formträgerprototyps unter produktionsnahen Bedingungen erfolgreich erprobt. Somit ist eine Grundlage für den bei der Fa. Evosteel GmbH geplanten Aufbau der Fertigungstechnologie zur Serienproduktion von komplexen dünnwandigen Stahlgussteilen geschaffen.

Im Rahmen der Dissertation wurde eine Fertigungstechnologie entwickelt, die die Überleitung des Stahlniederdruckgießverfahrens (3CAST) in die Produktion und somit die Erzeugung des dünnwandigen Stahlgusses ermöglicht. Die konventionellen Stahlgusswerkstoffe sowie ihre Gießbarkeit und Wärmebehandlung wurden untersucht und an die Besonderheiten des neuen Verfahrens und dünnwandigen Stahlgusses angepasst. Auf der Basis von schon existierenden Gießtechnologien wurde eine Formträgertechnologie (FTTech) entwickelt, die unter Berücksichtigung ökologischer Aspekte eine hohe Gussteilqualität und Wirtschaftlichkeit des Gießverfahrens sichert. Die gewonnen Ergebnisse wurden anhand eines Formträgerprototyps unter produktionsnahen Bedingungen erfolgreich erprobt. Somit ist eine Grundlage für den bei der Fa. Evosteel GmbH geplanten Aufbau der Fertigungstechnologie zur Serienproduktion von komplexen dünnwandigen Stahlgussteilen geschaffen.:1 Einleitung 2 Stand der Technik „Fertigung dünnwandiges Stahlgusses“ 2.1 Stahlgusswerkstoffe 2.2 Metallurgische Erzeugung 2.3 Gießtechnologie 2.3.1 Schwerkraftguss 2.3.2 Gegenschwerkraftguss 2.3.3 Druckguss 2.3.4 Schleuderguss 2.4 Formtechnologie 2.4.1 Dauerformen 2.4.2 Verlorene Formen 2.4.2.1 Tongebundene Formen 2.4.2.2 Technologie der kalthärtenden Formstoffe 2.4.2.3 Technologie der warmhärtenden Formstoffe 2.4.2.4 Feinguss 2.4.2.5 Vollformguss 2.4.2.6 Vakuumformverfahren 2.4.3 Stützschalenverfahren 2.5 Wärmebehandlung 2.6 Dünnwandiger Stahlguss 2.6.1 Erzeugung 2.6.2 Anwendungsgebiete 3 Aufgaben und Zielstellung der Arbeit 4 Werkstoffentwicklung 4.1 Werkstoffauswahl 4.2 Probenentwicklung 4.3 Untersuchung des Erstarrungs- bzw. Abkühlungsvorganges 4.3.1 Versuchsdurchführung 4.3.2 Ergebnisse der Untersuchung 4.3.3 Diskussion der Ergebnisse 4.4 Wärmebehandlung und Ermittlung mechanischer Eigenschaften 4.4.1 Versuchsdurchführung 4.4.2 Ergebnisse der Untersuchung 4.4.3 Diskussion der Ergebnisse 5 Entwicklung der Formtechnologie 5.1 Konzepterarbeitung 5.1.1 Kernpaket 5.1.2 Formträger 5.1.3 Konturnaher Formträger 5.1.4 Formträger mit Formhinterfüllung 5.2 Vorversuch 5.2.1 Versuchsdurchführung 5.2.2 Ergebnisse der Untersuchung 5.2.3 Diskussion der Ergebnisse 5.3 Entwicklung des Formträgerprototyps 5.3.1 Konstruktion des Formträgerprototyps 5.3.2 Erprobung des Formträgerprototyps 5.3.3 Ergebnisse der Untersuchung 5.3.4 Diskussion der Ergebnisse 5.4 Formstoffentwicklung 5.4.1 Untersuchungen zur Einsetzbarkeit verschiedener Formgrundstoffe 5.4.1.1 Untersuchte Formgrundstoffe 5.4.1.2 Eigenschaften der untersuchten Formgrundstoffe 5.4.1.3 Diskussion der Ergebnisse 5.4.1.4 Gießtechnologische Untersuchungen 5.4.1.5 Ergebnisse der gießtechnologischen Untersuchungen 5.4.1.6 Diskussion der Ergebnisse 5.4.2 Untersuchungen zur Einsetzbarkeit verschiedener Bindersysteme 5.4.2.1 Cold-box-Verfahren 5.4.2.2 Resol-CO2-Verfahren 5.4.2.3 Beach-Box-Verfahren 5.4.2.4 Diskussion der Ergebnisse 5.5 Entwicklung des Formstoffüberzuges 5.5.1 Laboruntersuchungen 5.5.2 Gießtechnologische Untersuchungen 5.5.3 Diskussion der Ergebnisse 5.6 Entwicklung des Formhinterfüllmateriales 5.6.1 Vorversuch mit Formträgerprototyp 5.6.2 Diskussion der Ergebnisse 5.6.3 Entwicklung des Formhinterfüllmateriales 5.6.4 Diskussion der Ergebnisse 6 Wirtschaftliche Betrachtung der entwickelten Technologie 7 Beiträge zur Verbesserung der Umweltbedingungen 8 Zusammenfassung