- Das tragbare Metallguss-Toolkit fördert das Wissen über Metallguss.
- Teilnehmer können selbst Metallandenken herstellen und so das Lernen vertiefen.
- Das Programm hat das Interesse von Pädagogen geweckt, die Teilnehmerzahl wächst jährlich.
- Beheras Forschung konzentriert sich auf die Entwicklung neuer Aluminiumlegierungen als Ersatz für Titan.
Das von der University of Wisconsin-Milwaukee (UWM) entwickelte tragbare Metallguss-Toolkit bringt traditionelle Gussverfahren in Klassenzimmer, öffentliche Veranstaltungen und sogar lokale Bars. Das kompakte Demonstrationsgerät mit dem Namen „Foundry in a Box“ ermöglicht es den Teilnehmern, sicher geschmolzenes Zinn in kleine Andenken wie Schlüsselanhänger zu gießen und bietet so eine praktische Erfahrung in den Grundlagen des Metallgusses. Das Toolkit soll als Outreach-Werkzeug dienen, das Prozesse, die normalerweise mit großen Industrieanlagen verbunden sind, in eine tragbare Einheit komprimiert.
Die Teilnehmer tragen Schutzhandschuhe und Sicherheitsbrillen, gießen geschmolzenes Zinn in Formen und nehmen ein fertiges Metallandenken mit, während sie lernen, wie Gussverfahren Produkte in Branchen wie Automobil, Luft- und Raumfahrt, Bauwesen und Fertigung unterstützen.
Im Gegensatz zur spanenden Bearbeitung, bei der Material entfernt wird, ist Guss der Prozess, bei dem flüssiges Metall in Formen gegossen und dann erstarren gelassen wird, um die gewünschte Form zu erhalten. Diese Methode kann Teile mit komplexen geometrischen Formen herstellen und bleibt ein wesentlicher Bestandteil der Fertigung, von kleinen Beschlägen bis hin zu großen Industrieanlagen. Der UWM-Doktorand Swaroop Behera erklärt: „Metallguss ist überall. So lange Menschen mit irgendeinem Metall etwas herstellen, wird es Metallguss geben.“
Ausweitung der Auswirkungen der Gussbildungsausbildung
Das Projekt zielt darauf ab, Studenten und der Öffentlichkeit Zugang zu Fertigungstechnologien zu verschaffen, die in der traditionellen Wissenschafts- und Ingenieurausbildung oft vernachlässigt werden. Obwohl „Foundry in a Box“ bereits zuvor existierte, half Behera, nachdem er Präsident der Studentenvereinigung der American Foundry Society an der UWM geworden war, den Einfluss zu erweitern. Seitdem hat das Team das tragbare Gussgerät in Schulen, Universitätsveranstaltungen und Gemeindezentren gebracht, wobei die Teilnehmerzahl von wenigen Studenten auf mehrere Hundert pro Jahr gestiegen ist. Das Programm hat auch das Interesse von Pädagogen geweckt. Berichten zufolge zog eine Demonstration des tragbaren Gussystems auf der Konferenz der Wisconsin Technical Education Association ein volles Publikum an.
Behera erklärt, dass die Möglichkeit für die Teilnehmer, selbst Gegenstände herzustellen, das Verständnis für Fertigungskonzepte erleichtert und mehr Menschen dazu ermutigt, sich für Ingenieurwissenschaften zu interessieren.
Branchenerkennung und Forschung
Das Outreach-Programm hat auch Anerkennung aus der Industrie erhalten. Die Casting Education Foundation, die die Verbindung zwischen Universitäten und der Metallgussindustrie stärkt, hat nach dem Erfolg des Programms ein Graduiertenstipendium an der UWM eingerichtet, wobei Behera der erste Preisträger ist. Neben dem Outreach-Programm konzentriert sich Beheras Doktorarbeit auch auf die Entwicklung von Aluminiumlegierungen, die Titan in bestimmten Hochtemperaturanwendungen ersetzen können – eine Entwicklung, die letztendlich der Industrie zugutekommen könnte, die leichtere und leistungsfähigere Materialien sucht, einschließlich Luft- und Raumfahrt sowie fortschrittliche Fertigung. Titan wird wegen seiner Festigkeit und Hochtemperatureigenschaften geschätzt, hat jedoch hohe Verarbeitungskosten.
Die Entwicklung von Aluminiumlegierungen, die unter extremen Bedingungen gut funktionieren, könnte Herstellern eine weitere Materialoption bieten, obwohl jede Ersatzmaterialwahl von der spezifischen Anwendung und ihren Leistungsanforderungen abhängt.
Obwohl sein Projekt noch offen ist, äußert Behera den Wunsch, Ingenieurforschung weiterhin mit praktischen Anwendungen zu verbinden und mehr Studenten zu ermutigen, Karrieren in der Fertigung zu erkunden. „Die Wissenschaft ist sehr weit fortgeschritten, die Technik holt auf – das ist der Bereich, in dem Materialwissenschaften zum Tragen kommen.“ Er sagt: „Man versucht immer, ein spezifisches Problem für eine bestimmte Branche zu identifizieren und zu lösen.“
Die Auswirkungen tragbarer Gießverfahren auf die Bildung
Das tragbare Metallguss-Toolkit ermöglicht es nicht nur Studenten und der Öffentlichkeit, mit traditionell vernachlässigten Fertigungstechnologien in Kontakt zu treten, sondern steigert auch durch praktische Erfahrungen das Interesse an Ingenieurwissenschaften. Der Erfolg dieses Programms zeigt, dass die Verbindung zwischen Bildung und Industrie immer enger wird und dass es möglich ist, mehr Menschen für den Metallguss zu sensibilisieren. Mit der steigenden Teilnehmerzahl könnte ein solches Outreach-Programm zum Vorbild für andere Schulen und Institutionen werden, die Wissenschafts- und Ingenieurausbildung fördern und die Verbindung zwischen Technik und praktischen Anwendungen weiter vorantreiben.