Redaktionsprogramm Heft 6/15

Redaktionsprogramm Heft 6/2015
Erscheinungstermin: 02. Juni 2015
Anzeigenschluss: 13. Mai 2015
MESSEAUSGABE zur GIFA / THERMPROCESS / NEWCAST
plus SPECIAL:
GIFA-Messe-Vorschauberichte 6
plus Zusatzverbreitung: parts2clean 2015, Stuttgart, und wfb 2015, Siegen
TECHNOLOGIE UND TRENDS
Semi-Permanentbeschichtung für Messing-Kokillenguss
von Volker Hofmann
Während im Aluminium-Kokillenguss heute Schlichten mit unterschiedlichsten Funktionen Einsatz finden, die ohne
Nachfrischen mehreren Güssen standhalten, wird im Messingkokillenguss zur Herstellung von Haushaltsarmaturen
immer noch mit Einweg-Trennmitteln – meist auf Grafitbasis – gearbeitet. Eine Prozesssteuerung ist mit dem Trennmittel nur in sehr engen Limits über die Applikationsparameter möglich. Die Kokille wird mit der Grafitsuspension für
jeden Abguss neu beschichtet. Sorge bereitet nicht nur der hohe Verbrauch und der sich ständig wiederholende Arbeitsschritt sondern auch die Entsorgung der eingebrachten Trennmittelmengen. Nur ein Teil des Grafits kann kontrolliert aus dem Prozess wieder abgeführt und muss teuer entsorgt werden. Der Rest belastet die Arbeitsumgebung, die
Menschen und Aggregate. Der im Aluminium-Kokillenguss schon vor Jahrzehnten vollzogene Schritt vom Trennmittel
zur langlebigen funktionellen Beschichtung ist nun auch im Messing-Kokillenguss und generell im Rotguss möglich.
Der hohe Temperaturgradient, der Wasserkontakt bei der Werkzeugkühlung und spezielle chemische Belastungen
verlangen nach einer Beschichtung mit neuen Füllstoffen und einem abgestimmten Bindersystem, in der der nanokeramische Binder nur eine Komponente darstellt. Die so geschaffene semi-permanente Beschichtung für den Messingkokillenguss schafft Freiheitsgrade in der Gestaltung des Wärmeübergangs von Schmelze zu Werkzeug, erlaubt eine
gute Formfüllung und hält für mehrere – bis zu hundert – Abgüsse. Der einstellbare Wärmeübergang ist in verschiedenster Weise nutzbar und reicht von der Vermeidung von Warmrissen bis hin zur kontrollierten Erstarrung. Die
Standzeit der Schlichte sorgt nicht nur für einen stark reduzierten Schlichtematerialverbrauch, sondern auch für eine
gesteigerte Produktivität. Neu geschaffene Freiheitsgrade verlangen nach ihrer intelligenten Nutzung. Die Applikationsparameter müssen definiert und präzise eingehalten werden. Der Umstieg auf „weiße“ Beschichtungen verlangt
demnach nach Initiative in der Arbeitsvorbereitung und Präzision in der Anwendung.
Potenziale von Standard-Druckgusslegierungen im Hinblick auf Qualität, Werkstoffkennwerte und Verarbeitbarkeit
von .Klaus-Peter Tucan u. a.
Durch die ständige Leistungssteigerung in Kombination mit Gewichtsreduktion rückt der Gießprozess immer stärker
ins Blickfeld von Automobilisten, Gussanwendern, jedoch auch von Herstellern von Alltagsgerätschaften und Unterhaltungsprodukten. Gussteilen, insbesondere jenen, die in hoch produktiven Verfahren wie dem Druckgießprozess hergestellt werden, werden immer größere Anforderungsspektren und dadurch auch metallurgisch immer bessere Leistungsfähigkeiten abverlangt. Auf der einen Seite stehen optimierte Prozesse, welche in kürzest möglichen Taktzeiten
jene optimale Gussqualität liefern sollen, die dem Endverbraucher die geforderten Eigenschaften zur Verfügung stellt.
Die Erreichung von mechanischen Mindestwerten, optimalen Oberflächen- und Bauteilqualitäten sowie eine Optimierung von Prozessen zur Reduktion von Kreislaufmaterialien und unnötigen Prozessbypässen, stehen im Vordergrund.
Hierbei wird meist ein großes Augenmerk auf den Prozess als solches (Anlage, Form und Peripherie), die Mitarbeiterqualifikation sowie die Nutzung der betriebswirtschaftlichen zur Verfügung stehenden Modelle und Systeme gelegt.
Gussmaterialien, also die Legierungen, sind in der Praxis meist in die Bereiche Standard-Legierungen oder hochentwickelte Versuchs-Legierungen eingeteilt. Mit Standard-Legierungen sind jene Legierungen gemeint, deren Zusammensetzung in der Norm DIN EN 1706 wiederzufinden ist. Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Legierungen AlSi9Cu3(Fe) (VDS 226) und Al Si12Cu1(Fe) (VDS 231) und ihren normgerechten Standard-Zusammensetzungen. Aufgrund ihrer guten Fließ- und Formfüllungseigenschaften, bei gleichzeitig guten mechanischen Eigenschaften, zählen
diese beiden Legierungen zu den meistverwendeten Druckguss-Legierungen. In dieser Arbeit werden die technologischen Eigenschaften, insbesondere in Hinblick auf die metallurgischen und mechanischen Eigenschaften, in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Legierungen, untersucht. Hierbei soll bewusst ein Hauptaugenmerk auf die
normgerechte Zusammensetzung, das Legieren an Unter- und Obergrenzen und die Wechselwirkung der StandardLegierungselemente gelegt werden.
Fortsetzung siehe Rückseite
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Mechanismen der Graphitausscheidungen in Fe-C-Si-Legierungen
von Benjamin Aurich u.a.
Gießereien sehen sich der zunehmenden Forderung nach vorhersagbaren und reproduzierbaren Gussteileigenschaften konfrontiert. Bei GJL ist es dabei primär entscheidend, welche Grafitlamellenstruktur sich bei der Erstarrung ausbildet. Die Richtreihe nach DIN EN ISO 945 definiert die Grafitausbildung anhand von schematisierten Vergleichsmustern (Anordnung A - E), die aber keine direkte Abhängigkeit zu einem technischen oder chemischen Parameter des
Gussteils aufweisen. Die latente Gefahr der subjektiven Fehlinterpretation aufgrund von nicht vorhandenen objektiven
Kriterien ist daher allgegenwärtig. Das von den Autoren durchgeführte Forschungsprojekt verfolgte die Zielstellung,
dem Anwender die Entstehung der Mikrostruktur in Form von Morphologiediagrammen und mathematischen Zusammenhängen zugänglich zu machen und dadurch eine quantitative Bewertung zu ermöglichen. Mit Hilfe des Kennwertes
LA (spezifische Linienlänge in 1/mm) wird eine objektive Entscheidungsgrundlage für die Differenzierung der Grafitausscheidungen möglich. Dieser Parameter wurde am 2-D-Schliffbild definiert. Die Mikrostruktur von GJL wurde über die
Variation von lokaler Abkühlrate und chemischer Zusammensetzung modifiziert und mittels LA quantifiziert. Die Beeinflussung der Grafitstruktur wurde bei Überschreiten einer kritischen Abkühlrate von dT/dtKritisch = 6 K/min möglich.
Oberhalb dT/dtKritisch sind Sättigungsgrad und C/Si-Verhältnis die entscheidenden Stellgrößen der Grafitausbildung. Mit
den gewonnenen Ergebnissen könnte eine Überarbeitung der bisher rein phänomenologisch erstellten Gefügerichtreihe für GJL erfolgen. Auf Grundlage der vorliegenden Daten wurde eine kontinuierliche Richtreihe der Grafitstruktur
erarbeitet. Diese quantitative Grafitklassifizierung ermöglicht eine objektive Gefügebewertung.
Theorie zum Verschleiß an Kernschießwerkzeugen – Teil 3
von Andre Lötschert
Es gibt bis heute nur vage Kenntnisse über den exakten Verschleißmechanismus bei Kernschießwerkzeugen. Die
Werkzeugauslegung erfolgt empirisch. Die eingesetzten Werkstoffe für die Kernschießwerkzeuge werden neben den
Verarbeitungsmöglichkeiten und der Formstabilität nach Abriebfestigkeit (z. B. Tabbertest) ausgesucht. Jedoch kann
man feststellen, dass ein Abriebtest nicht die unterschiedlichen Verschleißmerkmale wiedergeben kann, wie sie infolge
aufprallender Sandströme entstehen. Zum Beispiel gibt es die grundlegende Erkenntnis, dass weiche Werkstoffe eine
gute Haltbarkeit bei senkrecht aufprallenden Sandströmen besitzen. Anders haben harte Werkstoffe eine gute Widerstandsfähigkeit bei mit der Oberfläche laufenden Strömungen. Erste Ansätze zur Einbeziehung dieser Kenntnisse führten zur Einführung von Strahlversuchen in der Entwicklung von Modellbaukunststoffen. Jedoch ist das Verfahren nur
vereinzelt im Einsatz und es fehlt die theoretische Betrachtung der realen Verhältnisse beim Kernschießen. Hier setzt
der Fachbeitrag des Autors an: Eine exakte Beschreibung der realen Vorgänge und Festlegung der Verschleißmechanismen steht am Anfang der Betrachtung. Daraus soll dann ein Versuchsaufbau entwickelt werden, der die relevanten
Materialkennwerte zur Vorauswahl der Werkstoffe erfassen kann.
SPEKTRUM
Energieeffizienzmanager – Einsatz am Heißwindkupolofen der Gießerei Gienanth AG
von Heinz Kadelka, Mike Weber
Kein Schlagwort kommt heutzutage mehr in Gebrauch als Effizienz. Dahinter stehen Kriterien wie ökonomische, ökologische und Qualitätsanforderungen, die verbessert werden müssen, um die Wettbewerbsfähigkeit zu steigern. Auch der
Kupolofen unterliegt diesen Zwängen, die hier heißen: Koksreduzierung, Leistungssteigerung und vielfach Einsatz von
günstigen Einsatzstoffen mit der Anforderung, höchste Qualitätsansprüche zu erfüllen. Diesen Spagat sieht sich der
Schmelzer ausgesetzt und er weiß um die schwierigen Bedingungen der Kupolofenfahrweise. Zu groß sind die äußeren
Einflüsse auf die Qualität des Schmelzergebnisses und somit ist meist eine langjährige Erfahrung notwendig, um diese
Einflüsse zu deuten und die richtigen Endscheidungen im richtigen Moment zu treffen.
3-D-Druck für den Formenbau und simulationsgetriebenes Design setzen neue Maßstäbe für leistungsfähige
Gussbauteile
Von Stefanie Riker.
3-D-Druck für den Formenbau und simulationsgetriebenes Design ermöglichen einen Entwicklungsprozess, mit dem
die Freiheiten der Bauteilgestaltung voll ausgeschöpft werden können. Gemeinsam mit den Altair Partner Alliance
(APA) Partnern nCode und Click2Cast sowie mit voxeljet zeigt Altair anhand eines Radträgers den kompletten Entwicklungs- und Fertigungsprozess einer Aluminiumguss-Komponente. Mit dem Technologiedemonstrator wird sowohl
ein effizienter, weil simulationsgetriebener Entwicklungsprozess, gezeigt als auch wie man mit dem 3-D-Druck serientauglich produzieren kann. Dazu wurde das Bauteil topologieoptimiert, hinsichtlich seiner Herstellbarkeit analysiert und
auf seine Lebensdauer überprüft. Die für das Bauteil nötigen Gussformen wurden von voxeljet im 3-D-Druckverfahren
hergestellt. Dank optimaler Formgebung durch Strukturoptimierung und der Gestaltungsfreiheit im Formenbau durch
3-D-Druck können deutlich verbesserte Leistungsmerkmale erzielt werden.
Fortsetzung Seite 3
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Kernkästen mit Trockeneis zuverlässig und schonend reinigen
von Christiane Rach
Die Reinigung von Kernkästen erfolgt heute häufig mit Trockeneis. Dabei erfordern die teilweise sehr komplexen Geometrien eine hohe Präzision und konstante Leistung der Geräte. Dass es hier aber durchaus große Unterschiede
gibt, zeigt die Erfahrung einer Aluminium-Gießerei. MWS ist eine auf Aluminiumguss und CNC-Bearbeitung spezialisierte Unternehmensgruppe, die aus dem Zusammenschluss traditionsreicher Betriebe entstanden ist. An sechs
Standorten in Deutschland, Österreich und der Slowakei werden komplexe, einbaufertigte Gussteile aus allen genormten Aluminiumlegierungen hergestellt. Das Produktionsspektrum im Aluminiumguss reicht dabei von der hochkomplexen manuellen Einzelfertigung bis zur vollautomatisierten Großserie. Zu den Kunden des Unternehmens zählen in
erster Linie europäische Automobilhersteller, die Nutzfahrzeugindustrie und der Maschinenbau. Im Bereich Sandguss
ist MWS europäischer Marktführer. Die zuverlässige Entfernung von Resten der Cold-Box-Binder aus den Kernkästen
ist für die Qualität der MWS-Produkte von elementarer Bedeutung. MWS reinigt die Kästen daher in regelmäßigen
Intervallen.
Weiterentwicklungen im Bereich anorganischer Bindersysteme
von Jens Müller
Geradezu symptomatisch war dieser Spruch für die Entwicklung der anorganischen Bindersysteme in den letzten Jahren. Vorurteile und Zweifel haften jedoch weiterhin an dieser Technologie und können teilweise nur mühsam ausgeräumt werden. Immer wieder werden Aussagen wie die folgenden getroffen: anorganische Kerne zeigen eine geringere Maßhaltigkeit beim Abguss, neigen zu höherem Kernbruch, sind nicht feuchtestabil und daher nicht wasserschlichtbar, der Altsand ist nicht regenerierbar, die Gussoberflächen zeigen mehr Sandanhaftungen, die Kerne haben einen
schlechteren Kernzerfall und Anorganik ist nicht für den Eisenguss geeignet. Einige dieser Aussagen sind falsch, einige sicherlich vom Grunde her richtig und andere werden gerade dank neuer Entwicklungen im Bereich der anorganischen Binder widerlegt. Häufig wird man auch mit der Aussage konfrontiert: „wir wollen eigentlich nur ein anorganisches Cold-Box-System, mehr nicht!“. Chemisch liegen hier allerdings Welten dazwischen, die Natur der Chemie gibt
hier gewisse Limitierungen vor, die nicht ohne weiteres überwunden werden können. Dennoch, und das zeigen insbesondere die Entwicklungen der jüngsten Vergangenheit, zielen die neuen Produkte vor allem darauf ab, die Lücke zu
den traditionellen Verfahren zu schließen. Wie dieses in einigen Bereichen bereits erfolgreich gelungen ist, teilweise
sogar die Erwartungen übertroffen wurden, stellen die Autoren im vorliegenden Fachbeitrag vor.
Wenn es auf die Größe ankommt
von Ralf V. Schüler
Wenn die Anforderungen der Kunden wachsen, sollte der Maschinenpark eines Unternehmens in der Lage sein, dem
zu entsprechen. So stand die Gießerei Metallwerk Franz Kleinken GmbH vor der Entscheidung, in eine neue Drehmaschine zu investieren, um deutlich größere Werkstücke bearbeiten zu können. Neben den größeren Abmessungen
und dem Gewicht dieser Teile kam der Kundenwunsch hinzu, mit neuesten Fertigungstechnologien zu äußerster Präzision und höchster Qualität zu gelangen. Weil bereits seit einiger Zeit eine Horizontal-Drehmaschine von Geminis
ausgesprochen zuverlässig im Einsatz ist, entschied man, sich mit der IBERIMEX Werkzeugmaschinen GmbH kurzzuschließen. Das Ergebnis war, in eine Horizontal-Drehmaschine GHT 9 zu investieren. Sie entspricht dem Anforderungsprofil und trägt mit ihrer Maschinenperformance zu einer deutlichen Produktivitätssteigerung bei.
UNTERNEHMEN & MÄRKKTE
Produktion im neuen Pierburg-Werk erfolgreich angelaufen
von Robert Piterek
Nach einer Kern-Bauzeit von nur rund einem Jahr konnte die Pierburg GmbH mit dem Bezug ihres neuen Werkes
‚Niederrhein‘ auf der Hafenmole in der Neusser City bereits in diesem Frühjahr beginnen. In diesen Standort wurden
insgesamt 50 Mio. EUR investiert. Einem detaillierten Zeitplan folgend wurden seither schrittweise Fertigungsanlagen
aus den beiden Standorten Neuss und Nettetal in das Werk Niederrhein transportiert und dort aufgebaut. Dies betraf
zunächst die Fertigung für Magnetventile sowie die Montage von Abgasrückführkühlern. Zeitgleich wurde das moderne
Hochregallager in Betrieb genommen. Im Anschluss folgte der Bezug der Halle für die Fertigbearbeitung. Parallel dazu
verlief die Einweisung der Mitarbeiter am neuen Standort. Mittlerweile sind im Werk Niederrhein 520 Mitarbeiter beschäftigt. Damit sind alle Mitarbeiter aus dem Werksstandort Neuss sowie 100 Mitarbeiter aus Nettetal bereits am
neuen Standort aktiv. Für die Mitarbeiter aus Nettetal wurde dazu extra ein Shuttle-Dienst nach Neuss eingerichtet.
JAHRESÜBERSICHT
Gießtechnik im Fahrzeugbau (7. Folge)
von Chris Rehse u. a.
Fortsetzung siehe Rückseite
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REPORT
Grunewald baut Standort Bocholt aus
von Michael Franken, Andreas Bednareck
Grunewald bietet verschiedene Gieß- und Formverfahren und damit auch die Produktion verschiedener Stückzahlen
und Losgrößen an. In unserem eigenen Modellbau stellen wir Rapid Prototyping-Modelle sowie gegossene und gefräste Modelle aus unterschiedlichen Werkstoffen für den spezifischen Bedarf her.
BERUF & KARRIERE
Begeisterung für Guss – Tradition verpflichtet
von Karin Hardtke
Personalverantwortliche deutscher Gießereien können ein Lied davon singen: Alle Jahre wieder landen zuhauf Bewerbungen für eine Ausbildung zum Mechatroniker oder Industriemechaniker auf ihren Schreibtischen – doch Gießereimechaniker möchten nur wenige junge Leute auf Anhieb werden. Gerhard Pentz aus dem Landkreis Augsburg allerdings ist so einer. Und nicht nur das. Der junge Mann, der seine Ausbildung bei MAN Diesel & Turbo absolvierte, einem weltweit führenden Anbieter von Großdieselmotoren und Turbomaschinen, hat seine Sache richtig gut gemacht.
Um nicht zu sagen: Sehr gut. Denn im vergangenen Dezember wurde er als bundesbester Auszubildender in der
Fachrichtung Handformguss ausgezeichnet.
Änderungen vorbehalten!

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