Redaktionsprogramm Heft 4/2015 Erscheinungstermin: 07. April 2015 SPECIAL: Anzeigenschluss: 18. März 2015 GIFA-Messe-Vorschauberichte 4 Zusatzverbreitung: HANNOVER-Messe 2015 59. Österreichische Gießereitagung 2015 Moulding Expo 2015 TECHNOLOGIE UND TRENDS Entwicklung von Eisengusswerkstoffen für Heissgas-Anwendungen von Werner Menk Das Downsizing von Motoren – Benzin wie auch Diesel – hilft CO2-Emissionen zu reduzieren. Kleinere Motoren bei gleicher oder sogar erhöhter Leistung führen aber zu höheren Abgastemperaturen. In Pkw-Dieselmotoren werden diese auf Werte über 850 °C, in Turbo-aufgeladenen Benzinmotoren sogar auf über 1050 °C angehoben. Ferritische Silicium- und Molybdän legierte Eisengusswerkstoffe für den Einsatz bei höheren Temperaturen sind in EN-16'124 genormt. Diese Werkstoffe genügen aber nicht mehr für hochaufgeladene Motoren. Basierend auf den bekannten GJS-SiMo-Gusseisensorten hat GF neue ferritische GJS-Werkstoffe mit erhöhter Ferrit/Austenit-Umwandlungstemperatur, höherer Hochtemperaturfestigkeit und verbesserter Zunderbeständigkeit entwickelt. Der Fachbeitrag beschreibt die Entwicklung dieser Werkstoffe, deren Eigenschaften, Serienanwendungen und neuste Entwicklungen zur Erreichung noch höherer Einsatztemperaturen. Die Ergebnisse der Untersuchungen, die Autor beschreibt, haben gezeigt, dass Gusseisen mit Kugelgrafit mit erhöhten Si-, Al-, Cr-, V-, Ti- und N-Gehalten ein großes Potenzial aufweist, Ferrit/Perlit-Umwandlungstemperaturen von über 1000 °C zu erzielen sind – dies bei nicht wesentlich höheren Materialkosten verglichen mit konventionellem GJS SiMo. Gleichzeitig ist es so möglich, Warmzugfestigkeiten ähnlich austenitischem Gusseisen mit Kugelgrafit zu realisieren – bei deutlich niedrigeren Materialkosten. Die Entwicklung des ® GF SiMo 1000 hat gezeigt, dass die von der industriellen Fertigung losgelöste Werkstoffentwicklung nicht ausreicht, ein erfolgreiches Produkt auf den Markt zu bringen. Es ist anzunehmen, dass die im Fachbeitrag geschilderten großen Potentiale der neuesten Entwicklung noch großer Anstrengungen bis zum Serieneinsatz bedürfen. Gießverfahren zur Herstellung von Aluminium-Zylinderköpfen und Zylinderkurbelgehäusen von Henning Meishner und Franz Feikus So unterschiedlich die Anforderungen an Mobilität global sind, so vielfältig sind die Anforderungen an den automobilen Antriebsstrang. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, bietet Nemak als globaler Partner der Automobilindustrie ein breites Portfolio an Gießprozessen für Gusskomponenten im Antriebsstrang an. In dem vorliegenden Fachbeitrag werden die entsprechenden Gießverfahren sowie die Auswahlkriterien für deren Einsatz erläutert. NEMAK als globaler Partner für anspruchsvolle Aluminiumgusskomponenten, verfügt über ein breites Spektrum von Gießverfahren für Zylinderköpfe und Zylinderkurbelgehäuse. Mittels bauteilspezifischer Bewertungsmatrizen erfolgt die Festlegung des jeweiligen, für das Produkt und damit dem Kunden optimalen Gießverfahrens. Dabei überzeugen die dynamischen Gießverfahren CPS® und Rotacast® aufgrund ihres optimalen Temperaturgradienten nach der Formfüllung mit sehr guten mechanischen Kennwerten. In Kombination mit spezifischen Werkzeugkonzepten, einhergehend mit einem hohen Standardisierungsanspruch werden so Lösungen für höchste, zukunftsweisende motorische Anforderungen bereitgestellt. Keine Episode – Zunehmende Anwendung des schnellen Computertomografen in der Druckgießtechnik von Eberhard Ambos u. a. In den vergangenen Monaten sind zahlreiche Beiträge in den verschiedensten Fachzeitschriften zur Nutzung des schnellen Computertomografen in Druckgießereien erschienen. Das Markante an diesen Veröffentlichungen ist, dass sie nicht in erster Linie vorgesehen sind, um auf eine noch diffizilere Art Fehler in den Gussteilen aufzudecken. Fortsetzung siehe Rückseite (Seite 2) 2 - Vielmehr widmen sich die Arbeiten bevorzugt der Zielstellung, durch systematische Nutzung des schnellen CT den Gießprozess zu optimieren und auf diese Weise neue wirtschaftliche Erfolge zu generieren. Man geht sicher nicht fehl, wenn man die bis in jüngste Zeit zurückgehenden Bemühungen als eine wichtige Lernphase des Umgangs mit der neuen Technologie bezeichnet. Das betrifft sowohl die Entwickler der schnellen Computertomografen und der Auswerte-Software, aber nicht zuletzt auch die Druckgießer selbst. Die gegenwärtige Etappe der Nutzung der CT-Technik ist jedoch durch neue Herausforderungen gekennzeichnet: die Arbeitsräume der schnellen CT sind vergrößert worden, die Verarbeitung der Daten geschieht mit noch größerer Geschwindigkeit und die Darstellung der Ergebnisse ist komfortabler. Auch mit der weiterentwickelten Auswertetechnik können neue Aufgaben angegangen oder bisherige besser gelöst werden. Aus der Sicht der Druckgießer gewinnt das Scannen größerer Teile im Ergebnis der Teileintegration und die Auswertung der Technologie auf das effektive Scannen auch von Gussteilen aus Mehrfachformen Bedeutung. Der vorliegende Beitrag hat die Ergebnisse jüngster Untersuchungen zu hochbeanspruchten Teilen für den Automobilbau, die in Mehrfachformen gegossen werden, zum Gegenstand. Theorie zum Verschleiß an Kernschießwerkzeugen – Teil 2 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 3-D-Druckverfahren – Die Zukunft der Gießereitechnik von Oliver Spieß und Max Henneberg Seit 2012 fertigt die Eisengießerei von Bosch Rexroth in Lohr Sandkerne und -formen mittels 3-D-Druckverfahren. Dadurch können Prototypen, kleine Serien und Ersatzteile schnell und kostengünstig hergestellt werden. Außerdem bieten sich neue Möglichkeiten der Qualitäts- und Fertigungsoptimierung. In der Gießereibranche erfordern erhöhte Kundenanforderungen neue Wege in der Herstellung von Gussteilen. Bei Prototypen entscheiden kurze Lieferzeiten und Flexibilität. Kleine Stückzahlen wie im Kleinserien- und Ersatzteilgeschäft müssen wirtschaftlich und qualitativ stabil produziert werden. Weiterhin spielt die Qualitäts- und Fertigungsoptimierung eine immer wichtigere Rolle. Um diesen Anforderungen mit größtmöglicher Flexibilität und Wirtschaftlichkeit begegnen zu können, setzt die Eisengießerei der Bosch Rexroth AG auf das innovative 3-D-Druckverfahren. Bereits seit drei Jahren bietet Bosch Rexroth dieses Verfahren seinen internen und externen Kunden an und hat mittlerweile vielfältige Erfahrungen mit Kunden und Applikationen aus den unterschiedlichsten Branchen. Optimierung der Fertigungslogistik für eine Gießhalle mit WITNESS von Walter Kaulbarsch u. a. WITNESS ist seit über 20 Jahren die führende Simulations- und Optimierungssoftware für industrielle Prozesse. WITNESS visualisiert, analysiert, simuliert und optimiert industrielle Anlagen jeglicher Art. Die ursprünglich aus der Automobilindustrie stammende Technologie der Simulation ist mittlerweile branchenübergreifende Standardmethode, so sind etwa FEM-Simulationen als wertvolles Instrument bei der Berechnung der Vorgänge beim Gießen weithin anerkannt. Mit der Prozesssimulation in WITNESS kann nun ein weiteres Optimierungspotenzial in Gießereien erschlossen werden, das immer mehr an Bedeutung gewinnt: die Fertigungslogistik zur Ver- und Entsorgung von Gießzellen. Am Beispiel einer großen Gießhalle werden im Folgenden die Möglichkeiten dieser Technologie aufgezeigt. Hintergrund des Projekts, das die Autoren in ihrem Fachbeitrag beschreiben, war die geplante Implementierung einer zusätzlichen Produktlinie in einer Aluminium-Gießerei. Dazu war es notwendig, festzustellen, ob die Kapazität des bestehenden Hochregallagers zwischen Kernmacherei und Gießbereich ausreicht, um die Versorgung mit den benötigten Gusskernen auch in Zukunft sicherstellen zu können. Wenn dies nicht der Fall war, sollte mittels der Simulation festgestellt werden, welche alten Produkte mit ihren dazugehörigen Kernen ausgelagert werden müssen, um die Hauptprodukte produktionsnah im Hochregallager weiterhin lagern zu können. Fortsetzung Seite 3 -3 - Die Rezeptur zum innovativen Eisenguss von Julia Godoy Die Anforderungen an den heutigen Eisenguss werden immer komplexer und die Bedürfnisse der Anwender permanent anspruchsvoller. Auch der ausgeprägte globale Wettbewerb, basierend auf einer aggressiven Preispolitik, stellt vor allem die deutschen Eisengießereien vor schwierige Managementaufgaben. Eine durchschnittlich gute Gusstechnologie reicht dafür allein nicht mehr aus. Als führende Eisengießerei muss man mehr bieten als nur das rohe Gussteil. Dazu gehört für uns selbstverständlich eine innovative, technologische Forschung und Entwicklung – insbesondere in der Metallurgie. Das setzt eine sehr gute Kenntnis über die Bedürfnisse des Kunden und eine ausgeprägte Fähigkeit des Zuhörens sowie ein ehrliches Interesse am Kunden voraus. Hinzu kommen aber auch organisatorische Optimierungen. Oft kann man sich schon dadurch positiv profilieren, wenn die normalen Alltagsaktivitäten schlicht dauerhaft gut gemacht werden. Dazu gehört beispielsweise auch eine herausragende Liefertermintreue, die alle versprechen, aber nur wenige wirklich umsetzen. Gepresste Alu-Späne statt teurem Rohstoffeinkauf von Peter Klingauf Kompakte und saubere Aluminiumbriketts statt voluminöser und mit Kühlschmierstoff verunreinigter Späne – mit einer RUF-Brikettierpresse steigert Höfer Metall Technik die Rentabilität seiner Niederlassung in Hettstedt. In der eigenen Gießerei schmilzt der Hersteller von Aluminium-Profilen die Aluspäne in Brikettform ein und ersetzt damit teuer zugekauften Rohstoff. Der Vorteil: rund 35 000 Euro Ersparnis pro Jahr. UNTERNEHMEN & MÄRKKTE Gussproduktion 2013 – globale Trends von Heiko Lickfett Bei der traditionellen Jahresanalyse der Weltgussproduktion lohnt als erstes immer ein Blick zurück, wie sich ein Jahr zuvor der Ausblick gestaltet hatte. Lagen wir in der Trendeinschätzung richtig oder haben uns Ereignisse, die nicht vorhersehbar waren, einen Strich durch die Prognoserechnung gemacht. Wir erwarteten für 2012 eine Fortsetzung der Erholung mit nachlassender Dynamik. Für 2013 sahen wir zumindest für Deutschland die Chance auf ein kleines Plus, sollten uns nicht finanz- und währungspolitische Stolpersteine in den Weg rutschen. Gleichzeitig gingen wir davon aus, dass der Abstand von China und Indien gegenüber den anderen Gießereinationen weiter zulegen dürfte. Lagen wir bei China richtig, so belehrten uns die USA bzgl. der Frage nach der zweitgrößten Gießereination eines anderen. China hat den Ausbau seiner Gussproduktion in 2013 beschleunigt. Allerdings zeigt sich auf den Plätzen danach ein „Kopf an Kopf Rennen“ zwischen Indien und den USA. Traditionell in der Dezemberausgabe publiziert die Zeitschrift Modern Casting eine Übersicht der Weltgussproduktion des jeweiligen Vorjahres. Für die globale Gussfertigung registrierten die Redakteure im Jahr 2013 ein Volumen von rund 100 Mio. t, ein neuer Rekord. Das frühere Spitzenjahr 2007 mit 94,9 Mio. t, dem Höhepunkt des globalen Investitionsboom, ließen die Gießereien 2013 weit hinter sich! JAHRESÜBERSICHT Elektroöfen zum Warmhalten, Schmelzen und Gießen (49. Folge) von Erwin Dötsch 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. Fortsetzung siehe Rückseite (Seite 4) -4 - BERUF & KARRIERE Heißer Job garantiert! von Ralf Münch Einen kühlen Kopf bewahren, wenn es heiß hergeht, das müssen die Schüler der Pegnitzer Berufsschule, wenn es um heißes Metall geht. Denn die Schule hier ist die einzige in ganz Bayern, die Gießereimechaniker in deren Ausbildung unterrichtet. Oder wie Jürgen Tauber, Fachlehrer für Metalltechnik sagt: „Wenn hier einer Faxen macht, dann machen wir Ärger.“ Es gibt ganz genaue Regeln, etwa dass der Fluchtweg frei sein muss. Auf den Wegen, auf denen man sich bewegt, darf nichts herumliegen. In der Gießerei riecht es beißend. Die Schüler setzen sich ihre Helme und Visiere auf, ziehen sich ihre feuerfeste Bekleidung an. Sieht fast ein wenig nach einem Feuerwehrmann aus, und wäre es nicht so ein ernstes Thema, dann wäre das ganze Outfit auch ein tolles Faschingskostüm. Hier wird gerade Aluminium gegossen – 780 Grad Celsius ist das heiß. Manchmal wird auch Grauguss gegossen, das ist mit 1350 Grad dann noch um einiges heißer. Eine spannende Reportage, die interessante Einblicke in den Alltag der Berufsschule Pegnitz liefert. Änderungen vorbehalten!