Ein schon müder Stahl lebt kürzer

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Ein neues CD-Labor an der Montanuni Leoben soll Metallbauteile funktionstüchtig und leichter machen.

Anfang März eröffnete an der Montanuniversität Leoben das vom Bundesministerium für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft geförderte Christian Doppler Labor für Fertigungsprozessbasierte Bauteilauslegung. In den nächsten sieben Jahren werden hier grundlegende Parameter der Materialermüdung bei Aluminium- und Stahlgussbauteilen erforscht. In diesem CD-Labor wirken als Firmenpartner BMW, Nemak Dillingen und Siemens mit.

Vereinfachtes Design
Das CD-Labor ermöglicht eine Vereinfachung des Designs hochkomplexer Gussteile. Die Beurteilung der Materialermüdung von zyklisch beanspruchten Metallbauteilen, wie sie unter anderem in der Automobil- und Eisenbahnindustrie zum Einsatz kommt, ist nach wie vor eine Herausforderung. Poren und Einschlüsse können die Lebensdauer von Aluminium- und Stahlgussbauteilen massiv verringern. Welche Auswirkungen derartige Imperfektionen auf die Ermüdungsfestigkeit eines Gussteils haben, hängt maßgeblich von ihrer Größe und Form, ihrer Lage im Kraftfluss, ihrer Nähe zu anderen Poren oder Einschlüssen und von ihrem Abstand zur Oberfläche ab.

Hohe Dauerfestigkeit
Erhöhte Dauerfestigkeit bedeutet, dass Bauteile unter zeitlich veränderlicher Betriebsbeanspruchung lokal keine technisch relevanten Schädigungen aufweisen. Dadurch bleiben diese Maschinenkomponenten länger funktionstüchtig und können somit materialsparender und leichter ausgeführt werden. Ziel ist, aus den gewonnenen Erkenntnissen fertigungsprozessbasierte Qualitätsfaktoren abzuleiten. Die Forschungsergebnisse dieses CD-Labors werden es ermöglichen, die Lebensdauer von zyklisch beanspruchten Gussbauteilen aus Aluminium und Stahl grundlagenbasiert besser bewertbar zu machen sowie Design und Fertigungsprozesse entsprechend zu optimieren.