Im Jahre 2003 bekam die Walzengießerei Coswig GmbH den Auftrag zur gießtechnischen Entwicklung und Herstellung eines Prototypen für eine 5 MW- Offshore Windkraftanlage.
Aufgrund von Erfahrungen und der Brisanz dieses Projektes war sicher, dass die Erarbeitung der Gießtechnologie auf konventionellem Wege d.h. empirische Vorgehensweise wirtschaftlich und kundenorientiert nicht zu vertreten ist.
Aus diesem Grund war es zwingend notwendig, die Gießsimulation und Erstarrungssimulation konsequent bei der Technologieentwicklung mit einzubeziehen.
Durch eine enge Zusammenarbeit zwischen dem Projektteam der Walzengießerei Coswig GmbH und dem Konstruktionsteam der Repower Systems AG konnte diese Rotorhohlwelle sowohl vom gießereitechnischen als auch vom konstruktiven Standpunkt optimiert und dem Kraftlinienfluss ideal angepasst werden.
Auf diesem Wege wurden von Seiten der Walzengießerei ca. 20 Gießsimulationen und Erstarrungssimulationen mit immer wieder veränderten Geometrien des Gussstückes, Veränderungen am Gießsystem oder den Gießbedingungen durchgeführt, bis wir durch die Simulation von einem fehlerfreien Erstabguss ausgehen konnten.
Die Rotorwelle aus EN GJS-400-18U-LT mit einem Gießgewicht von 35,5 t und einem Fertiggewicht von 26,4 t wurde gegen Kokille gegossen.
Dadurch ist es möglich, diese Rotorhohlwelle ausreichend schnell und homogen abzukühlen, dass die für diesen Werkstoff geforderten Gefüge und mechanischen Kennwerte erreicht werden.
Das bedeutet, die Abkühlgeschwindigkeit muss in einem Bereich liegen, wo der Graphit sphärolitisch ausgebildet wird und das Grundgefüge ferritisch bleibt. Die Wandstärke der Kokillen wurde der entsprechenden Gusskontur angepasst, so dass es zu einer gerichteten Erstarrung von unten nach oben kam.
Die mechanische Bearbeitung stellt ebenfalls höchste Ansprüche an die Fertigung. Lagersitztoleranzen im IT 5 Bereich und Konturen komplizierter mathematischer Funktionen verlangen von Maschine, Arbeitsvorbereiter und Bearbeiter alles ab.
Die exakte Beherrschung des Temperaturregimes, als auch die richtigen Schneidstoffe, Schnittwerte und Plattengeometrie zur Erreichung der Oberflächengüte sind die Herausforderungen der Bearbeitung dieser Rotorhohlwelle.
Im Ergebnis dieser gründlichen Vorbereitung und des Einsatzes der Gusssimulation konnte beim ersten Abguss dieser Rotorwelle ein fehlerfreies Gussstück hergestellt werden, ebenso wie bei allen weiteren zehn Abgüsse dieses Teiles.
Um dies Überhaupt erfolgreich zu realisieren, braucht man ein kompetentes, engagiertes und leidenschaftliches Team.
Große Gießereitechnische Tagung 2008 Aachen
