Getrieben durch strengere Umweltschutzgesetze und dem Streben nach einer nachhaltigen und emissionsarmen Produktion sind anorganisch gebundene Kerne in den Interessensfokus vieler Leichtmetallgießereien gerückt. Sie bieten sowohl ökologische als auch technische Vorteile gegenüber organisch gebundenen Kernen.
Jedoch fehlt aktuell ein konsistentes und nachgewiesenes mechanisches Materialmodell, das es erlaubt, Festigkeitsberechnungen an realen Geometrien mit komplexen Spannungszuständen durchzuführen. Die Anwendungsfälle eines Berechnungsmodells für Kerne sind vielfältig und bieten die Chance mechanische Simulationen durchzuführen, die mit anderen Materialien im Maschinenbau bereits üblich sind.
In diesem Vortrag werden aktuelle Forschungsergebnisse bezüglich der mechanischen Charakterisierung von wasserglasgebundenen Formstoffen vorgestellt. Dazu werden Methoden zur Messung der elastischen Eigenschaften sowie der Festigkeit unter mehrachsigen Spannungszuständen beschrieben. Mit dieser Charakterisierung kann ein mechanisches Materialmodell parametriert werden, das es zum ersten Mal erlaubt, simulative Auslegungsrechnungen bezüglich mechanischer Lasten durchzuführen. Im Vortrag wird dieses Materialmodell anhand von Prüfkörpern mit mehrachsigen Spannungszuständen validiert und aufgezeigt, welche Versuche in der Praxis nötig sind, um das Bruchverhalten ausreichend zu beschreiben. Der Vortrag schließt mit einer konkreten Auslegungsrechnung an einem realen Kern.