Wechselwirkungen zwischen Maschinengestaltung und Produktqualität am Beispiel einer Stranggießkokille

Am Beispiel einer Stranggießkokille wird vorgestellt, wie vielfältige multi-physikalische Zusammenhänge erfasst und in einer wissensbasierten Anwendungslösung im CAE-Umfeld in Form eines vernetzten anpassungsfähigen CAD-Produktmodellsystems umgesetzt werden können. Wesentliche metallurgische, thermische, mechanische und fluidtechnische Beschreibungsansätze der Prozesse innerhalb einer Stranggießkokille werden zusammengetragen und vorgestellt. Wechselwirkungen zwischen den Prozessparametern und Möglichkeiten zur Beeinflussung der Kühlintensität und Kupferplattentemperaturen werden erläutert und für die Konstruktion durch Bereitstellung funktionsspezifischer Analysemodule transparent gemacht. In Optimierungsstudien für Kokillenmodule werden zugeschnittene Formsätze zur Definition der Kupferplattenoberflächenkontur entwickelt und neue Konstruktionsmethodiken zur Abbildung komplexer Bahnverläufe von Kühlkanälen vorgestellt, mit deren Hilfe die Produktqualität positiv beeinflussbar ist.

At the example of a continuous casting mold it will be introduced how varied multi-physical interactions can be grasped and converted into a knowledge-based solution within a CAE-environment, forming a flexible interconnected CAD-product-model-system. Essential metallurgical, thermal, mechanical and fluid-technical descriptions of the processes within a continuous casting mold are gathered and introduced. Interactions between the process parameters and possibilities for influencing the cooling intensity and the copper plate temperatures are explained and are made clear for the design engineers by providing functionally specific analysis modules. In optimization studies for mold modules specific tailored form modules for the description of the copper surface are developed and new design methodologies to describe complex trajectories of cooling channels are demonstrated, with its help the product quality can be influenced positively.