Aluminium und Innovation: die neue wichtige Legierung

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Gießereien bereiten sich auf eine Zukunft mit Aluminium vor

Der schnell wachsende Weltmarkt für komplexe Aluminiumgussteile erfordert aluminiumspezifische Anlagen, die harmonisch zusammenwirken - vom Schmelzen, Warmhalten, Dosieren und Gießen bis hin zur Veredelung. Und auf diesem Gebiet besitzt Norican besonders viel Erfahrung.

Aluminium war einst das kostbarste Material weltweit. Angesichts eines weltweiten Verbrauchanstiegs auf voraussichtlich 120 Mio. Tonnen bis 2025 liegt es heute hinter Stahl auf Platz zwei der am häufigsten verwendeten Metalle. Diese Nachfrage verändert das Ansehen von Gießereien weltweit.

Die Aluminiumproduktion wuchs 2017 weltweit um 6 %. Die treibende Kraft hinter diesem Boom ist die Automobilindustrie, neben Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Maschinenbau und Verpackung. 

Mit der zunehmenden Verschärfung der Umweltschutzgesetze steigt der Druck, Kraftstoffverbrauch und Kohlendioxidemissionen von Fahrzeugen zu senken. Neue, umweltfreundlichere Fahrzeuge müssen leichter sein. Daher kann die Wahl von federleichtem Aluminium anstelle des schwereren Stahls für einige Komponenten sehr sinnvoll sein, besonders für große Strukturkomponenten. 

Daher wird ein durchschnittliches Auto bis 2022 fast 100 zusätzliche Kilo Aluminium enthalten, die schwerere Komponenten ersetzen. Global wird sich die Verwendung von Aluminium in Fahrzeugen bis 2025 von 12 % auf 25 % des Verbrauchs verdoppeln, was 30 Millionen Tonnen entspricht. 

Zunehmender Bedarf für qualitativ hochwertiges Aluminium

Gießereien stellen fest, dass Aluminium und andere Leichtmetalle eine immer wichtigere Rolle in ihren nationalen Märkten spielen. Allein in China, dem weltweit größten Produzenten und Verbraucher von Aluminium, wuchs die primäre Produktion im Jahr 2017 um 10 %.

In den USA betrug der Wert des Aluminiumgussmarkts im Jahr 2016 49,47 Milliarden USD und wird bis 2025 voraussichtlich um jährlich 7,8 % wachsen. Da die USA den größten Teil ihres Aluminiums importieren, können sich die 2018 neu eingeführten Importzölle zwar nachteilig auf diese Zahlen auswirken, die Perspektive bleibt jedoch insgesamt positiv.

Indien, der weltweit drittgrößte Hersteller von Gussteilen und zurzeit die am schnellsten wachsende große Wirtschaft, wechselt ebenfalls zu Aluminium. Das Gleiche gilt für Europa: Hier wird in Premium-Autos und in anderen Branchen wie dem Bauwesen zunehmend Aluminium verwendet.

Dieser schnelle Wechsel vom Stahl zum Aluminium bedeutet für einige Gießereien eine große Chance. Aber die einfache Entsendung des Vertriebsteams reicht nicht aus. Es ist nicht leicht, in diesen Markt einzutreten.

Es ist schwierig, komplexe Strukturkomponenten aus Aluminium für den Fahrzeugbau präzise zu gießen und effizient und konsistent endzubearbeiten. Das bedeutet, dass es beim Druckguss immer mehr um Qualität als um Quantität geht, was anspruchsvolle und hochentwickelte Maschinen voraussetzt. Gießereien müssen investieren und Innovationen einführen, um diese Chance nutzen zu können.

Investitionen in Innovationen, die auf Aluminium basieren

Vorausschauende Druckgießereien profitieren bereits vom Aluminium-Boom. Der chinesische Fahrzeugmarkt ist in den letzten zwanzig Jahren schnell gewachsen und mit ihm der Druckgussmarkt. Während des letzten Jahrzehnts verdoppelte sich seine Größe.

Unternehmen, die früh investiert haben, um von diesem Wachstum zu profitieren, erzielen gute Ergebnisse, beispielsweise DGS China. Das Unternehmen mit Sitz in Nansha, Guangzhou, ist auf den Hochdruckguss von Aluminium- und Magnesiumteilen spezialisiert. Die Umsätze stiegen seit 2012 von 40 Millionen RMB auf mehr als 320 Millionen RMB. Konstante Anlagenaktualisierungen helfen dem Unternehmen, die komplexen und wertvollen Strukturkomponenten profitabel zu produzieren, die von seinen Kunden im Automobilbau verlangt werden.

Umfangreiche aluminiumbezogene Aktualisierungen bei Neoflam in Südkorea und Ford in Deutschland hatten die Senkung der Kosten und die Steigerung der Produktivität zum Ziel. Das zuletzt genannte Unternehmen aktualisierte seine Westomat-Öfen mit den neuesten digitalen Doriersteuerungen. Dies verbesserte Dosiergenauigkeit, Energieverbrauch und Systemverfügbarkeit.

Auch Lieferanten haben einen Anteil, wenn es um die Unterstützung von Gießereien geht, die ihre Produktion auf Aluminiumteile erweitern möchten. Für die Entwicklung von Produkten und Servicelösungen, die an die Materialeigenschaften von Aluminium angepasst sind, werden erhebliche F&E-Ressourcen benötigt. Diese Produkte und Servicelösungen müssen auch für die häufig kleineren Gießereien geeignet sein, die mit ihnen arbeiten. 

Bei Norican sind die Strahlanlagen der neuen Reihe Wheelabrator LBS 1000 ein hervorragendes Beispiel hierfür. Die Reihe wurde vom Zentrum für Produktinnovationen in Metelen, Deutschland, gerade erst im Juli dieses Jahres vorgestellt.

Diese neue und leichtere LBS-Drahtgurtstrahlanlage ist für das Bearbeiten von Aluminiumteilen besonders gut geeignet, da die Werkstücke mit dem Drahtgurtkonzept effizient von allen Seiten auf kompaktem Raum gestrahlt werden können. Das grubenlose und kompakte Design des neuen Modells ermöglicht eine schnellere Installation mit einer ergonomischeren Beladehöhe. Durch die Integration in enge Umgebungen und die leichtere Bewegung zwischen den Zellen ermöglicht es eine flexiblere Integration in bestehende Prozesse.

 

Integrierte Aluminiumgusszellen für die Prozessoptimierung

Auch wenn sie wesentlich sind, sind Oberflächenbearbeitung und Reinigung doch nur Teile der Antwort auf die Frage der Produktion von Aluminiumkomponenten. Druckgussmaschinen, Schmelz- und Dosieröfen: Sie alle spielen eine Rolle und müssen reibungslos miteinander funktionieren. 

Die Norican Group-Marken DISA, Italpresse Gauss, StrikoWestofen und Wheelabrator arbeiten nun eng zusammen, um integrierte Lösungen für das Schmelzen, Warmhalten, Dosieren, Gießen und Endbearbeiten von Aluminiumteilen zu entwickeln. 

Die automatisierten Zellen von Italpresse Gauss können Druckgussmaschinen und alle Peripheriegeräte integrieren, vom Dosierofen bis hin zum automatischen Entzundern. Sie ermöglichen Anpassungen an die Prozesse der einzelnen Kunden, von komplexen Anwendungen im Automobilbau bis hin zu gängigen Objekten wie Beleuchtungskomponenten oder Küchenutensilien.

In enger Zusammenarbeit mit dem Kunden koordiniert Italpresse Gauss die Lieferanten der Peripheriegeräte und übernimmt die volle Verantwortung für die Fertigstellung des gesamten Projekts. Bei diesem internen Ansatz werden führende 3D-Simulationstechnologien angewendet, um Machbarkeitsanalysen zur Projektevaluierung zu unterstützen. Darüber hinaus werden die Prozess- und Zellfunktionen sorgfältig analysiert, um Automatisierung und Zykluszeiten zu optimieren. In der Produktion ermöglichen HMe-Steuerungssoftware, Datenspeicher und Analysefunktionen eine zentrale Verwaltung und bieten vollständige Flexibilität, um weitere Verbesserungen zu unterstützen.

Die Komponenten des Hochdruckgusses

Um äußerst produktive und wettbewerbsfähige Prozesse zu schaffen, müssen Unternehmen Investitionen in leistungssteigernde Anlagen in Betracht ziehen. Die Herstellung konsistenter Gussteile mit herausragenden mechanischen Eigenschaften und niedriger Porosität erfordert Druckgussmaschinen mit einer äußerst hohen Festigkeit und Stabilität. Automobilhersteller benötigen Metalle von höchster Qualität, um strukturelle Festigkeit und eine leichte Schweißbarkeit und Vernietbarkeit zu erzielen.

Tatsächlich müssen alle Aspekte des Gießprozesses einer Überprüfung unterzogen werden wie nie zuvor. Energieeffizienz, Kostensenkung pro Teil, Nachhaltigkeit und eine saubere, sichere Arbeitsumgebung nehmen an Bedeutung zu. Der Dosierofen Westomat und das revolutionäre neue geschlossene Transportsystem Schnorkle von StrikoWestofen sind gute Beispiele hierfür. 

Der Dosierofen Westomat benötigt nur einen Bruchteil der Energie, die von automatischen Löffelsystemen mit Schöpfofen verbraucht wird, und besitzt eine Nutzungsdauer von bis zu 25 Jahren. Mit dem Schnorkle gehören ein versehentliches Überlaufen oder gefährliches Kippen während des Flüssigmetalltransports der Vergangenheit an. Darüber hinaus hat das geschmolzene Metall nur minimalen Kontakt mit der Atmosphäre.

Der neue BigStruc-Schmelzofen von StrikoWestofen ist ein weiteres Beispiel. Er wurde im Hinblick auf die wachsenden Anforderungen an Aluminiumteile entwickelt und kann äußerst große, dünnwandige Rückläufer von bis zu 2,5 m² schmelzen. Er übertrifft mit seiner sehr hohen Metallausbeute und dem sehr niedrigen Energieverbrauch die Erwartungen der Gießereien und ist damit perfekt für die komplexen Strukturgussteile im Automobilbau geeignet.

Aber auch Entwicklungen wie das ECO-FIT-System von Italpresse Gauss unterstützen Ziele im Zusammenhang mit Energieeinsparungen. ECO-FIT Mode und ECO-FIT Plus regulieren die Hydraulikpumpen von Druckgussmaschinen, um den Energieverbrauch zu senken, die Temperatur der Hydraulikflüssigkeit zu reduzieren und den Geräuschpegel zu senken. Dies hilft, Energie zu sparen, Kosten zu senken und eine sauberere Arbeitsumgebung zu erzielen.

 

Investitionen in Innovationen, die auf Aluminium basieren

Die kompakte neue Karussell-Drehhaken-Strahlmaschine SPH-2-3/8 von Wheelabrator wurde speziell für Aluminiumanwendungen entwickelt und zeigt eine hervorragende Leistung beim Entzundern, Entgraten und Reinigen von Aluminiumteilen.

Basierend auf einem bereits vorhandenen Mehrzweckmodell besitzt die Maschine nun eine deutlich höhere Durchsatzleistung in Bezug auf Strahlmittel bei einem gleichzeitig leichteren und schlankeren Design, das perfekt für Aluminiumproduktionsumgebungen geeignet ist.

Die Manipulator-Strahlanlagen DS und DV von Wheelabrator wurden ebenfalls speziell für die High-End-Produktion komplexer Leichtmetallgüsse entwickelt.

Dank ihrer erweiterten Integrations- und Automatisierungsfunktionen können diese hoch leistungsfähigen Manipulator-Strahlanlagen Komponenten mit verschiedenen Formen und Größen ohne Werkzeugwechsel strahlen, entzundern und shotpeenen.

Sandguss für eine flexible Aluminiumproduktion

Der Grünsandguss stellt eine weitere hoch leistungsfähige Option für den Aluminiumguss im Portfolio von Norican dar. Aufgrund der sehr viel niedrigeren Werkzeugkosten und der sehr viel schnelleren Werkzeugwechsel kann diese Art des Gusses bei bestimmten Aluminiumanwendungen im Vergleich zum Druckguss deutliche Vorteile bieten. Sie kann auch unglaublich hohe Produktionsgeschwindigkeiten von 300 oder mehr Güssen pro Stunde ermöglichen.

Für sicherheitskritische Komponenten mit anspruchsvollen mechanischen Anforderungen ist der Niedrigdruck-Sandguss am besten geeignet. Ein unter Druck stehender Ofen pumpt geschmolzenes Metall in die Form und produziert dabei einen laminaren Fluss, der die Aussetzung des Metalls der Luft gegenüber minimiert. Dies reduziert die Bildung von Aluminiumoxid und trägt dazu bei, dass das Teil herausragende mechanische Eigenschaften erhält.

Die einfache und effiziente Kerngussproduktion stellt einen weiteren Vorteil des Grünsandgusses dar. Die bewährte und wirtschaftliche Cold-Box-Sandkerntechnologie vereinfacht die Herstellung von Aluminiumkomponenten mit komplexen Hohlraumabschnitten und dünnen Wänden.

Dies gibt Designern mehr Möglichkeiten, um komplexe Geometrien mit geschlossenen Querschnitten und präzisen Wanddicken zu entwickeln, die perfekt für Komponenten wie Querlenkeraufhängungen von Autos geeignet sind, für die strenge Anforderungen an Mechanik und Toleranz gelten.

Teile mit Hohlräumen sind nicht nur leichter, sondern verbrauchen auch weniger Rohaluminium. Dank ihrer unerreichten Genauigkeit sind Maschinen wie die DISAMATIC D3 und, im Fall größerer Gussteile, die DISAMATIC 240 und 250 perfekt für diese anspruchsvollen Produktionsarten geeignet.

Wenn die mechanischen Eigenschaften eine weniger kritische Bedeutung haben, kann das Schwerkraftgießen die perfekte Lösung für den Aluminiumguss sein. Bei geringeren Anschaffungskosten können Maschinen wie DISA MATCH und DISAMATIC C3 schnell große Mengen qualitativ hochwertiger Sandformen produzieren. 

Die DISA MATCH nutzt die patentierte Matchplate-Technologie von DISA mit dem Strahl/Druckmechanismus der DISAMATIC, der Geschwindigkeit und Flexibilität mit hoher Präzision kombiniert. Dies ist damit die perfekte Antwort für kleine bis mittelgroße Gießereien, die Teile wie Flanschen, Lagerträger und Motorträger herstellen. 

Die DISA MATCH 20/24 kann beispielsweise bis zu 180 kernlose Formen pro Stunde herstellen, wobei der von der Maschine verursachte Versatz maximal weniger als 0,2 mm beträgt. Ein Quick Matchplate Changer (QMC) ermöglicht schnelle Musterwechsel (unter zwei Minuten), um kurze Produktionsläufe noch effizienter zu machen.

Gemeinsam können DISA und seine Partner in der Norican Group alle gewünschten Ausrüstungen liefern – von einzelnen Gussmaschinen bis zu kompletten Gießereien. Unabhängig davon, ob 50 oder 50.000 Teile produziert werden oder die mechanischen Eigenschaften des Gussteiles weniger kritisch oder anspruchsvoller sind – die DISA-Technologie bietet neue Optionen für die effiziente Produktion von Aluminiumgussteilen.

Kombinierte Kreativität für einen profitablen Aluminiumguss

Da Autohersteller kompaktere Designs einführen und die Zahl der Schritte in der Fahrzeugproduktion reduzieren, werden höhere Anforderungen an Aluminiumguss, Druckguss und an die Oberflächenbehandlung gestellt werden.

Gegossene Strukturkomponenten werden größer, flacher und komplexer und besitzen komplizierte Formen und dünne Wände. Sie müssen höhere Anforderungen an die mechanische Beanspruchung erfüllen und dabei eine hohe Festigkeit und Starrheit mit geringer Dicke kombinieren.

Innovationen sind der einzige Weg, um in dieser wettbewerbsorientierten Welt vorne zu bleiben – und der Leichtmetallguss ist sicherlich wettbewerbsfähig. Innovationen sind ein Merkmal, das allen Marken von Norican gemeinsam ist und die Norican Group ist hervorragend dafür positioniert, Gießereien bei der Entwicklung dieser neuen Geschäftschancen zu unterstützen.

Da alle unsere Marken partnerschaftlich zusammenarbeiten, nutzen wir unsere Erkenntnisse und Entwicklungen, um eine aufregende neue, nahtlos integrierte Technologie zu entwickeln. 

Das Norican Group-Netzwerk ist nicht nur eine globale Quelle integrierter, erstklassiger Aluminiumgusslösungen, sondern entwickelt zurzeit auch das Serviceangebot in Ländern wie China weiter. Dies bedeutet effizienteren Support vor Ort und raschere Ersatzteillieferungen.

Techniker in der Nähe werden Kunden unterstützen und ihr Wissen über den Aluminiumguss teilen. Dies wird unseren Kunden helfen, ihre Anlagen optimal zu nutzen und die Herstellungsprozesse zu verbessern. 

Als Norican Group möchten wir aktuelle und zukünftige Herausforderungen bewältigen, indem wir die Branche formen. Dieser konsequente Ansatz, bei dem Innovationen und ein qualitativ hochwertiger Service im Vordergrund stehen, wird letzten Endes Kunden bei der optimalen Nutzung der Geschäftschancen helfen, die sich mit Aluminiumprodukten bieten.