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Die Optimierung von Zykluszeiten, Werkzeugstandzeiten, Gefügen und Verzug der Gussteile unter geforderten Vorgaben für Komponentenqualität und Prozesswirtschaftlichkeit ist täglich geforderte Praxis. Dabei haben das Layout und die fallspezifische Optimierung der Werkzeugtemperierung eine herausragende Bedeutung. Für diese Aufgabe stehen den Produkt- und Prozessentwicklern heute moderne Werkzeugfertigungsverfahren und virtuelle Optimierungswerkzeuge zur Verfügung, die bei Nutzung von der Idee bis zur Serienfertigung einer Komponente hohe Wertschöpfung ermöglichen.

Als Beispiel dient hier eine Hydraulikkomponente, die konstruktiv Materialanhäufungen und damit Risiken von Erstarrungsporosität mit sich bringt: ein Klassiker im Aluminium-Druckguss! Es wurde geprüft, mit welchen zusätzlichen Kühlmaßnahmen im Werkzeug diese Risiken minimiert werden können. Dabei ging es um die umfängliche Prüfung der geringen gegebenen Freiheitsgrade.

In dem in Abbildung 1 gewählten Ansatz war es möglich, die Kühlung der Konturkerne in den Hydraulikanschlüssen ohne negative Auswirkungen in anderen Bereichen zu verstärken. Mit Hilfe der Simulation wurden in kürzester Zeit praktisch alle denkbaren Kühlvarianten berechnet und auf ihre Wirkungen auf Gussteil und Prozess hin in einem „virtuellen Versuchsplan“ bewertet.

Die statistischen Bewertungsmöglichkeiten der virtuellen DoE ermöglichen es, auf einen Blick frühzeitig festzustellen, wie sensibel Gussteil und Prozess auf die unterschiedlichen Kühlungsparameter reagieren, und den besten Kompromiss je nach Wichtung der Ziele zu bestimmen.