Revolutionierung des Aluminiumgusses
Die Einführung von ROBOCAST V für mehr Effizienz und Qualität.
Ein Fachbericht von Edmundo Oliveira, MSc, F&E, Fill Gesellschaft m.b.H.
Im Bereich der Fertigung ist die konventionelle Technik der Herstellung von Teilen aus Metall und Metalllegierungen durch Gießen von geschmolzenem Metall in Formen eine der am meisten verbreiteten Methoden. Da die Anforderungen an die Qualität von Gussteilen in verschiedenen Marktsegmenten immer höher werden, werden sowohl die Materialien als auch die Prozesse immer weiter optimiert.
Der manuelle Gießprozess mit Hilfe von Gießpfannen ist heute nach wie vor ein zentrales Verfahren in der Gießereibranche. Vor allem für Unternehmen mit umfangreichem Produktportfolio und begrenzten Stückzahlen ist der manuelle Guss von großem Wert.
Das manuelle Gießverfahren weist aber auch Nachteile auf: Neben einer schwankenden Qualität der Bauteile sind auch die langen Taktzeiten ein großes Defizit des händischen Gießprozesses. Die Qualität hängt direkt von den Fähigkeiten des jeweiligen Personals ab, das außerdem starken Immissionen und Sicherheitsrisiken bei der Arbeit mit der Schmelze ausgesetzt ist. Eine wiederholgenaue hohe Produktqualität kann aufgrund der rauen Gießereibedingungen auf Dauer nicht sichergestellt werden.
Entwicklung des ROBOCAST V
Um diesen Nachteilen entgegenzuwirken, hat Fill den ROBOCAST V entwickelt. Eine bahnbrechende Innovation im Nicht-Eisenguss. Die Vakuum-Dosiereinheit ermöglicht ein System, bei dem die Schmelze aus dem Warmhalteofen entnommen und turbulenzfrei in die Formen geleitet wird – kontrolliert, präzise und wiederholgenau. Bei der Verarbeitung von Aluminiumlegierungen im ROBOCAST V umgibt eine kontrollierte Schutzgasatmosphäre die geschmolzene Legierung, um die Oxidbildung zu vermeiden.
Der Prozess der Schmelzentnahme aus dem Warmhaltofen erfolgt durch eine sehr präzise kontrollierte Druckatmosphäre innerhalb der ROBOCAST V Einheit. Diese Dynamik wird durch die Veränderung der Querschnittsfläche entlang des Stromweges in den ROBOCAST V Behälter bestimmt. Durch die Regulierung des Vakuumdrucks wird der Materialfluss des geschmolzenen Aluminiums sorgfältig gesteuert, wodurch eine turbulenz- und oxidfreie Oberfläche des geschmolzenen Aluminiums gewährleistet wird. Das geschmolzene Aluminium wird dann sicher in einem Behälter eingeschlossen, der einen minimalen Temperaturverlust während des Transports zur Form gewährleistet.
Abb.1: Dosierung über die geschmolzene Oberfläche des Ofens
"Gespannt verfolgten wir die ersten Abgüsse des ROBOCAST V in unsere Furan-Form im Versuchsaufbau. Ich bin fasziniert von der turbulenzarmen Formfüllung und der Reproduzierbarkeit des Gießergebnisses.“
//Tatjana Schüle, Referentin der Geschäftsführung, Schüle Metallgießerei
Erhöhte Gießgenauigkeit und Wiederholgenauigkeit
Die Innovation des ROBOCAST V liegt in seinem Dosiersystem. Mit seinem Füllrohr ermöglicht das System eine punktgenaue Zuführung der Schmelze in das Werkzeug, z.B. in den unteren Teil des Angusses vor dem Anschnitt-System oder direkt in den Sandformboden. Damit entfällt die Notwendigkeit, das geschmolzene Aluminium von oben zu gießen, was oft zu starken Turbulenzen führt, die eine schlechte Gussqualität zur Folge haben.
Die Geschwindigkeit des dosierten Stroms wird gesteuert und kann an die Komplexität der Gussform des zu gießenden Teils angepasst werden. Diese Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit bringt eine Reihe von Vorteilen mit sich, wie z. B. die Verringerung der Sanderosion an Kernen und Formwänden - insbesondere in Regionen, in denen sich Kühleisen befinden.
Abb.2: Unterschied zwischen Handgießen und ROBOCAST V Dosierverfahren
Evolution in Sachen Energieeffizienz und Bedienerkomfort
Neben den oben genannten Vorteilen ist die Reduzierung des Energieverbrauchs von Warmhalteöfen ein weiterer großer Entwicklungsschritt hin zur effizienten Gießerei. Dank der Geometrie des Füllrohrs des ROBOCAST V kann eine sehr viel kleinere Öffnung des Deckels vom Warmhalteofen realisiert werden, was ein erhebliches Energiesparpotential mit sich bringt. Bei herkömmlichen Gießverfahren sind die Gießer gezwungen, die Schmelze zu überhitzen, um die durch das Öffnen des Ofendeckels und durch den Transport der Schmelze entstehenden Verluste zu kompensieren. In diesem Szenario hat sich der ROBOCAST V als ein Schlüsselfaktor für Verbesserungen erwiesen. Durch den Wegfall der Überhitzung sinkt der Energieverbrauch um bis zu 42 %, was den Energiebedarf des Ofens deutlich reduziert.
Die kleinere Öffnung im Ofendeckel sorgt für eine angenehmere Arbeitsumgebung und erhöht neben der Sicherheit auch den Komfort für das Gießereipersonal.
Die Einführung des ROBOCAST V stellt einen Wendepunkt in der Gießereibranche dar, der die konventionellen Prozessgrenzen verschiebt und Prozesspräzision, Energieeffizienz und hohe Gussqualität mit sich bringt.
„Die Entwicklung der ROBOCAST V Technologie verspricht aus unserer Sicht einen echten Technologiesprung in der Formfüllung von Gussteilen. Wir freuen uns daher, dass wir gemeinsam mit Fill im Rahmen des Projektes AI5Production mit der TestBeforeInvest-Förderung eine Prozessanalyse zur Umsetzung des Verfahrens für den Kundenguss prüfen können. Wir freuen uns auf die weitere Zusammenarbeit.“
//Joshua Bissels, Wirt.-Ing. M.Sc.RWTH, Leiter Innovation und Prozessentwicklung, Pinter Guss GmbH
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