GLoriA

Generatives Lost-Model-Verfahren für die CO₂-reduziertein-situ Fertigung von Aluminiumgussbauteilen

Infolge globaler Herausforderungen wie dem Klimawandel und der zunehmenden Ressourcenknappheit müssen etablierte Prozesse dringend energieeffizienter und CO₂-emissionsärmer gestaltet werden. Insbesondere für komplex gestaltete, individualisierte Leichtmetallstrukturen sind etablierte Fertigungsverfahren wie Fräsen oder Feinguss häufig klimatisch und wirtschaftlich nicht sinnvoll. Vor allem für Prototypen und Kleinserien bietet die Aluminiumsandgusstechnologie mit dem sogenannten Lost-Foam-Verfahren eine effiziente Alternative. Dabei wird ein gefrästes Modell aus Polystyrol in einer Sandform positioniert, während des Eingießens der Aluminiumschmelze zersetzt und die Modellgeometrie abgeformt. Allerdings besitzt dieses Verfahren hinsichtlich Taktzeiten, Oberflächenqualität und Umweltverträglichkeit Optimierungspotenzial. Ziel des Vorhabens GLoriA ist daher die Entwicklung einer flexiblen Produktionskette (siehe Abb.) zur kostengünstigen und ökologischen Herstellung individualisierter Gussbauteile. Dazu muss zunächst ein neuartiges biobasiertes Kunststoffgranulat und eine gussprozessangepasste Druckstrategie zur nachhaltigen additiven Modellfertigung entwickelt werden. Begleitend wird die Einbindung von Biokunststoff-Rezyklaten und deren Auswirkungen auf die Prozesseigenschaften in einer Kreislaufstrategie betrachtet. Gegenüber dem konventionellen Lost-Foam-Verfahren soll bei geringerer Taktzeit und verbesserter Oberflächenqualität eine CO₂-Einsparung von bis zu 50 % erzielt werden.

Darstellung einer Prozesskette. Oben: klassisches Lost-Foam-Verfahren, unten Gloria-Prozesskette. Vorteile werden aufgezählt: "Kürzerer Prozess", "Kürzere Taktzeiten", "Weniger Material", "Individuelle Fertigung". — Gegenüberstellung: klassisches Lost-Foam-Verfahren (oben) zur GLORIA-Prozesskette (unten) – Schritte von der Schaumgranulatherstellung, Fräsprozesse & Modellvorbereitung sollen durch additive Fertigung mit nachhaltigem Biokunststoff ersetzt werden.

Zeitraum

01.11.2024 – 31.10.2026

Projektpartner

Förderung/Finanzierung

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK): Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)
Förderlinie: "ZIM FuE-Kooperationsprojekt"
Förderkennzeichen: KK5047611HD4