Einsatz von Ultraschall für die Schmelzebehandlung in der Gießereiindustrie – Überblick und numerische Betrachtungen
* Presenting author
Abstract:
Seit einigen Jahren wird der Einsatz von Ultraschall auch im Bereich der Gießereitechnologie in Form der Schmelzebehandlung untersucht. Die mit ihr dort einhergehenden Effekte der Kavitation und akustischen Strömung werden genutzt, um insbesondere Leichtmetallschmelzen wie Aluminium zu behandeln und damit die Gefüge- und mechanischen Eigenschaften der zu fertigenden Gussteile gezielt zu verbessern und diese damit belastbarer zu gestalten. Damit könnte die Ultraschallbehandlung aufgrund ihres rein physikalischen Wirkprinzips perspektivisch eine saubere Alternative zu den in der Gießereiindustrie bislang eingesetzten, meist chemischen Behandlungsmethoden darstellen. Eine der wesentlichen Herausforderungen bei der breiten Einführung der Ultraschalltechnologie in die Gießereien stellt die Möglichkeit der numerischen Simulation der Ultraschallbehandlung dar. Insbesondere deshalb, da die Möglichkeit der Prozesssimulation in der Gießereiindustrie in Hinblick auf eine optimale Prozessauslegung heute nahezu unverzichtbar ist. Die Möglichkeit der Vorhersage der Ultraschallbehandlung und ihrer Effekte ist eine wichtige Voraussetzung für das Verständnis, die Implementierung und die Skalierung dieser Technologie in der Gießereiindustrie.Neben der Vorstellung der Einsatzmöglichkeiten von Ultraschall in der Gießereiindustrie liegt das Hauptaugenmerk des Vortrages auf der Vorstellung eines ganzheitlichen numerischen Ansatzes zur Berechnung der Ultraschallbehandlung, der unter Verwendung der CFD-Simulation die Prognose von Schallwellenausbreitung, Kavitation und akustischer Strömung sowie die Möglichkeit der zwei- und (noch wichtiger) dreidimensionalen Ergebnisberechnung ermöglicht.