Инновации в литейном производстве = Innovationen im Gieβereibetrieb

И.В. Леушина, В.Д. Белов

ИННОВАЦИИ 
В ЛИТЕЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Учебное пособие 
на немецком языке

Москва  2014

Допущено учебно-методическим объединением 
по образованию в области металлургии в качестве 
учебного пособия для студентов высших учебных заведений, 
обучающихся по направлению 150400 – Металлургия

УДК 811.112.2
ББК 81.2 Нем
 
Л52

Р е ц е н з е н т ы :
зав. каф. иностранных языков Волгоградского гос. техн. ун-та д-р пед. наук, 
проф. А.М. Митина; зав. каф. «Технология материалов» Волгоградского 
гос. техн. ун-та д-р техн. наук, проф. Н.А. Зюбан; зав. каф. литейных процессов 
и конструкционных материалов Владимирского гос. ун-та им. Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых акад. Междунар. академии наук высшей 
школы и Российской академии естественных наук, директор регионального межвуз. 
инновационного центра, д-р техн. наук, проф. В.А. Кечин

Леушина, И.В.
Л52  
Инновации в литейном производстве = Innovationen 
im Gieβereibetrieb : учеб. пособие на нем. яз. / И.В. Леушина, 
В.Д. Белов.  – М. : Изд. Дом МИСиС, 2014. – 285 с. – Текст нем. и рус.
ISBN 978-5-87623-752-1

Настоящее издание является учебным пособием, предназначенным для 
аудиторной и самостоятельной работы студентов, продолжающих изучение немецкого языка в технических вузах. Цель пособия – развитие общекультурных 
и профессиональных компетенций студентов в процессе профессионально 
ориентированной и практически направленной иноязычной подготовки, в  том 
числе за счёт расширения коммуникативных умений в области различных видов чтения, говорения и письменной речи, формирования и развития навыков 
и умений реферирования, аннотирования и перевода специализированных текстов по тематике литейного производства. 
Учебное пособие рассчитано на обучение магистрантов направления 
подготовки 150400 «Металлургия», кроме того оно может быть использовано аспирантами научной специальности 05.16.04 «Литейное производство», 
а также теми, кто интересуется актуальной информацией в области технических инноваций.
УДК 811.112.2
ББК 81.2 Нем

ISBN 978-5-87623-752-1
© Леушина И.В., Белов В.Д., 2014

I. Leuschina, W. Below

Innovationen 
im Gieβereibetrieb

Lehrwerk 
für Deutschlernende

2014

 

Leuschina I. 
 
 
Innovationen im Gieβereibetrieb: Lehrwerk für Deutschlernende / 
I. Leuschina, W. Below. – Verlag  MISiS, 2014. – 285 s.

Dieses Lehrwerk ist für die Srudierenden an technischen Hochschulen geeignet, 
die die deutsche Sprache in ihrem lexikalischen und grammatischen Grundbestand 
beherrschen, eine bestimmte Sprachfertigkeit besitzen und diese im ausgewählten 
berufsrelevanten Bereich weiterentwickeln wollen. Es kann direkt im Unterricht 
oder im Selbststudium eingesetzt werden. Die Autoren haben sich das Ziel gesetzt, 
die Fachkompetenzen der Studierenden durch die kommunikative Sprachkompetenz zu entwickeln. Sie wird in verschiedenen sprachlichen Aktivitäten aktiviert, 
die Rezeption, Produktion, Interaktion  und Sprachmittlung (insbesondere Übersetzung) umfassen.
Das vorliegende Lehrwerk „Innovationen im Gieβereibetrieb“ richtet sich an 
Studierende der Fachrichtung 150400 „Metallurgie“ (im studienbegleitenden fachbezogenen Deutschunterricht), an Aspiranten der wissenschaftlichen Fachrichtung 
05.16.04 „Gieβereiproduktion“ sowie an alle, die sich einen Zugang zu aktuellen 
Informationen über technische Innovationen verschaffen möchten.

INHALTSVERZEICHNIS

Vorwort .......................................................................................................6
Einleitung  ...................................................................................................8
Teil 1: Vorbereitung 
der giesstechnischen Fertigung  ..................................................................9
Aufgaben zum Teil 1 .................................................................................35
Teil 2: Schmelzbetrieb in Giessereien  ......................................................36
Aufgaben zum Teil 2 .................................................................................51
Teil 3: Gusswerkstoffe ..............................................................................52
Aufgaben zum Teil 3 .................................................................................77
Teil 4: Formwerkstoffe, Form- und Kernherstellung ................................78
Aufgaben zum Teil 4 ...............................................................................126
Teil 5: Vielfalt der Giessverfahren ..........................................................127
Aufgaben zum Teil 5 ...............................................................................162
Teil 6: Rohgussnachbearbeitung .............................................................163
Aufgaben zum Teil 6 ...............................................................................181
Teil 7: Ökologische Nachhaltigkeit, Energie- und Materialeffi zienz 
im Giessereibetrieb .................................................................................182
Aufgaben zum Teil 7 ...............................................................................199
Teil 8: Innovationen werden gefordert  ...................................................201
Aufgaben zum Teil 8 ...............................................................................224
Zum Schluss  ...........................................................................................228
Deutsch-russisches Fachlexikon .............................................................230
Liste der Verben für die naturwissenschaftlich-technische 
Kommunikation ......................................................................................241
Quellennachweis .....................................................................................248
Anhang ....................................................................................................249
Texterschließung .....................................................................................249
Übergreifendes Verständnis ....................................................................260
Konversation ...........................................................................................279

VORWORT

Eine der prioritären Aufgaben der heutigen Produktion ist die schnelle 
betriebliche Umsetzung von technischen Neuentwicklungen bei der deutlichen Notwendigkeit für die Industrie, sich mit den Themen Energieeffi zienz und Ressourceneinsparungen auseinanderzusetzen. Das ist nicht 
zuletzt mit dem Betritt Russlands zur WTO, mit den groβen Hoffnungen 
auf einen leichteren Weltmarktzugang sowie mit dem Trend zur Globalisierung verbunden.
Die Gieβereibranche steht in diesem Zusammenhang komplexen Anforderungen gegenüber. Eine hohe Innovationskraft der Gieβereitechnik 
ist für den Erfolg im Wettbewerb der Verfahren wichtig.
Dies muss sich auch in der Ausbildung der Gieβereiingenieure widerspiegeln. Erfi nderlust und Forschergeist sind gerade nötig. Dazu sind die 
Produktion für den Nachwuchs zu öffnen und ein lebenslanges Lernen zu 
realisieren, um auf die aktuellen bildungsrelevanten Tendenzen zu reagieren.
Die Einführung neuer staatlicher Bildungsstandards auf allen Ebenen 
der Berufsbildungssystems Russlands, Kompetenzen als Kernbereich moderner Bildung sowie die 
Beteiligung der Arbeitgeber und die Entwicklung der technologischen 
Plattform „Werkstoffe und Technologien der Metallurgie» tragen dazu bei.
Deutschkenntnisse spielen eine immer gröβere Rolle bei der Intensivierung der wirtschaftlichen Kontakte zwischen Deutschland und Russland. 
Die Fachleute der Gieβereibranche müssen sich in ihrem Fach angemessen 
ausdrücken können.
Das vorliegende Lehrwerk „Innovationen im Gieβereibetrieb» richtet 
sich an Studierende der Fachrichtung 150400 „Metallurgie» im studienbegleitenden fachbezogenen Deutschunterricht und kann direkt im Unterricht 
oder im Selbststudium eingesetzt werden. Die Autoren haben sich das Ziel 
gesetzt, die Fachkompetenzen der Studierenden durch die kommunikative 
Sprachkompetenz zu entwickeln. Sie wird in verschiedenen kommunikativen Sprachaktivitäten aktiviert, die Rezeption, Produktion, Interaktion und 
Sprachmittlung (insbesondere Übersetzung) umfassen, wobei jeder dieser 
Typen von Aktivitäten in mündlicher oder schriftlicher Form oder in beiden vorkommen kann. Das Lehrwerk vermittelt die Sprachbefähigung zur 
fachlichen Wissens- und Könnensaneignung.
Es werden verschiedene Wahlmöglichkeiten zur Förderung eines erfolgreichen Lernens eröffnet. Anhand von authentischen Fachtexten aus 

der Fachzeitschrift „Giesserei» werden allumfassende Fertigkeiten für die 
kommunikativ-pragmatische Verwendung der deutschen Fachsprache trainiert. Das Lehrwerk besteht aus acht thematisch orientierten Teilen, deren 
Texte dem fachlich inhaltlichen Interesse der Studierenden dienen. Sie 
können für sich wichtige Informationen den deutschen Texten entnehmen, 
sie kritisch auswerten, in der Mutter- oder Fremdsprache darauf reagieren 
und gegebenenfalls auf das eigene Umfeld beziehen.
Kreative Aufgaben am Ende jedes Teils fördern den Meinungsaustausch und regen die Deutschlerner zu Diskussionen an. Es ist besonders 
motivierend, weil die Deutschlerner nicht mit.

EINLEITUNG 

Stichwort Innovation! Wir sind umgeben von Innovation. Innovation steckt in vielem und bildet die Grundlage für fast alle Produkte bzw. 
Dienstleistungen. Ohne Innovation gäbe es keinen Fortschritt, keine neuen oder verbesserten Produkte. Innovationen sorgen als zentrales Element 
einer Volkswirtschaft für Wirtschaftswachstum, Beschäftigung und Wohlstand. Zudem leisten Innovationen einen großen Beitrag zur Sicherung der 
Wettbewerbsfähigkeit. Gerade in Zeiten von längeren Krisen, tiefen Rezessionen und hoher Unsicherheit der Wirtschaftsakteure sind Kreativität 
und Innovationsgeist gefordert.
Und noch etwas: Haben Sie gewusst, dass das Jahr 2009 zum „Europäischen Jahr der Kreativität und Innovation“ ausgerufen wurde? Vor lauter 
Krisengeschrei ist diese europäische Herausforderung an vielen vorbeigegangen. Bislang hat sich Deutschland im europäischen Konzert der innovativen Nationen gut behaupten können. 
Besonders gut steht die deutsche Gießereibranche im europäischen Vergleich da. 
Wie es gelingen kann, hochwertige, innovative Gussprodukte 
bei verbesserten umweltverträglicheren Gießereiprozessen herzustellen, lesen Sie im diesem Buch.
Es wird ein Gesamtüberblick 
über die Potentiale und die Problemstellungen der Gießereitechnik zu Beginn des 21. Jahrhunderts gegeben. Kenntnisse vom 
und über das Gießen, seine Möglichkeiten und Voraussetzungen, 
sind für (nicht nur) Produktentwickler, Umweltingenieure und 
Betriebswirtschaftler von großer 
Bedeutung. 
Gießereitechnik ist ein Verfahren, welches mit fast unbegrenzter Freiheit das funktionsgerechte Gestalten von Bauteilen aus verschiedenen Werkstoffen ermöglicht. 

TEIL 1
VORBEREITUNG 
DER GIESSTECHNISCHEN FERTIGUNG 

1.1 Simulation gießereitechnischer Prozesse – 
Bestandsaufnahme und Ausblick

In den letzten beiden Jahrzehnten haben sich numerische Berechnungsmethoden als Werkzeuge zur Prozess- und Bauteiloptimierung in der Gießerei-Industrie etabliert, so dass diese aus der modernen Gießereipraxis 
nicht mehr wegzudenken sind. Der Fokus der Simulation lag in ihrer Anfangszeit noch bei der Berechnung der Formfüllung und Erstarrung von 
Gussteilen sowie auf der Vorhersage einiger weiterer Phänomene wie etwa 
der lokalen Mikrostruktur auf Basis von Kriteriumsfunktionen.
Heutige Simulationstools bieten neben der Simulation des Kernprozesses 
auch die Möglichkeit, vor- und nachgeschaltete Prozessschritte zu koppeln so
„Unsere Vision als Gießer sollte das herausragende Produkt sein, welches in Design, 
Eigenschaften, Preis und Zuverlässigkeit den 
Industriemaßstab setzt und damit dem konkurrierenden Verfahren überlegen ist. Dem 
Kunden insgesamt sollten Wettbewerbsvorteile geboten werden, die dessen Marktposition 
deutlich verbessern. Denn Gießen ist der rationellste Formgebungsprozess mit den innovativsten  Gestaltungsfreiräumen.
Unsere Mission als Gießer sollte sein, 
dieses Produkt mit robusten Prozessen in 
einer, auf zuverlässiger Anlagentechnik 
aufbauenden, ausgewogenen Fertigungskette mit prozessfähigen Betriebsmitteln 
unter konsequenter Kostenführerschaft 
zu erzeugen. Denn Gießen ist ein außerordentlich komplexes Fertigungsverfahren, 
das nach einem hohen Maß an Prozessstabilisierung verlangt“.  (Herbert Smetan)

wie auch etwaige Nebenprozesse zu modellieren. Werkzeuge zur Modellierung 
von Wärmebehandlungsprozessen vor allem bei Aluminium- und Gusseisenwerkstoffen sind Stand der Technik. Auch die Modellierung des Kernschießens 
zur Optimierung von Kernschießboxen hat Einzug in die Praxis gefunden. Im 
Bereich der Design- und Topologieoptimierung von Bauteilen wird die Simulation schon seit Längerem eingesetzt. Seit Kurzem stehen auch Tools zur autonomen Optimierung von Lauf- und Anschnittsystemen zur Verfügung.
Leichtbaubestrebungen im Automobilbau haben zur vermehrten Substitution von (meist umgeformten) 
Strukturbauteilen aus Stahl hin zu 
Gussteilen aus Leichtmetall geführt. 
Aufgrund ihrer Dimensionen sind 
solche Bauteile besonders anfällig 
für auftretenden Verzug durch Gießeigenspannungen 
und 
Warmrisse. 
Dies wiederum führt zum vermehrten 
Bedarf für die Spannungssimulation 
in der Gießereibranche. Ein weiteres 
Einsatzgebiet für die Spannungssimulation ist die Identifi zierung versagenskritischer Bereiche in Dauerformen zur Optimierung der Werkzeugstandzeiten.
All diese Entwicklungen verdanken ihren noch immer anhaltenden Siegeszug nicht zuletzt der rasanten Entwicklungen auf dem Hardwaresektor, 
die es ermöglichen, Simulationen auf sehr großen Netzen in vernünftigen 
Zeiten durchzuführen. Diese Neuerungen erlauben es auch, immer komplexere physikalische Modelle, wie z.B. lokale Werkstorfparameter oder 
Bildung und Migration von Kerngasen, miteinzubeziehen.
Das wohl ambitionierteste Forschungsprogramm im Hinblick auf die 
nächsten Jahre und Jahrzehnte beschäftigt sich mit der Entwicklung skalenübergreifender Simulation. Ziel ist es hierbei physikalische Modelle 
der Vorgänge im Werkstoff über mehrere Längenskalen, beginnend beim 
Atom bis hin zu den Abmessungen von Bauteilen und Werkzeugen zu entwickeln. Wie lange es dauern wird, bis die Ergebnisse in der industriellen 
Forschung und Entwicklung Einzug fi nden, ist vom jetzigen Standpunkt 
aus schwer abzuschätzen, da auch externe Faktoren, wie etwa die Verfügbarkeit kostengünstiger Hochleistungsrechner, miteinzubeziehen sind.

(© 2013 Giesserei-Verlag GmbH, Düsseldorf, Germany)

Mit einer V-Probe lässt sich 
beispielsweise überprüfen, inwiefern 
sich der Verzug der Gussteile mit Hilfe 
kommerzieller Simulationssoftware 
nachbilden lässt

1.2 AL-CAST „Aluminiumguss aus der Harzregion“

AL-CAST = das Bündnis von 14 Industrie-, FuE-Partnern sowie Lehranstalten 
aus der Harzregion.

Die gesamte Produktentwicklungskette von Erzeugnissen mit oder aus 
gegossenen Aluminiumbauteilen ist in Bild (unten) dargestellt. Dazu gehören die Entwicklung neuer Aluminiumlegierungen mit anforderungsgerecht zugeschnittenen statischen und dynamischen Eigenschaften, die 
Entwicklung innovativer Gießverfahren und Technologien, die Simulation des Gießvorgangs mit Vorhersage der statischen und dynamischen 
Bauteilkennwerte für eine Bauteil-Lebensdauerprognose, die Methodenentwicklung für eine anforderungs-, werkstoff- und fertigungsgerechte 
Gussteilgestaltung zur Verkürzung der virtuellen Produktentwicklung, 
die Weiterentwicklung der generativen Dauerform-Werkzeugentwicklung 
auch für Serienwerkzeuge sowie die objektivierte zerstörungsfreie Gussteilprüfung mit Rückkopplung auf den Herstellungsprozess.

Konstruktion
(inkl. Topologieoptimierung, 
Festigkeitsberechnung)
↓↑
virtuelle Bauteilentwicklung

↓

Legierung*
(Sonder- und 
Primärlegierungen mit erhöhten 
Zähigkeit, Warmfestigkeit und 
Dauerfestigkeit)

↓