foundry-planet.com - B2B Portal: Die richtige Zeit für Rheocasting

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13. Dezember 2021

SAG – Stefan Griesebner über die Vorteile eines besonderen Verfahrens

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Thomas Fritsch, Chief Editor

Innovative Technologien zur Verarbeitung von Leichtmetalllegierungen haben in den letzten Jahren eine enorme Entwicklung erlebt. Zu diesen zählt Rheocasting – ein spezielles Gießverfahren, bei dem Aluminium im Halbfestzustand (Semi Solid) zu Leichtbau-Komponenten mit besonderen Materialeigenschaften verarbeitet wird. SAG hat dieses Verfahren zur Serienreife gebracht und ist Technologieführer in diesem Bereich.

Bei unserem Werksbesuch im österreichischen Lend konnte uns der Development Engineer R&D und künftige Teamleiter der Produktion ,Stefan Griesebner, die Vorteile von Rheocasting vorstellen.

Rheocasting

Das dem Rheoprozess zugrunde liegende Prinzip, die Thixotropie von Leichtmetallschmelzen, wurde in den 1970er Jahren am Massachusetts Institute of Technology entdeckt.

Im Gegensatz zum konventionellen Druckgießen bilden sich beim Rheocasting durch eine vorgeschaltete kontrollierte Abkühlung der Schmelze und einer Rührbewegung runde Körner, die sog. Globuliten. Diese begünstigen die Fließzeit und die Erstarrung mit wesentlichen Vorteilen

Vorteil Rheocasting

Begünstigt wird vor allem die Fließfähigkeit bei der Formfüllung sowie die Nachspeisung während der Erstarrung. Da die zu verarbeitende Aluminiumschmelze schon vor der Formfüllung zu einem guten Teil erstarrt ist, können Erstarrungslunker und Verzug minimiert werden. Die hohe Viskosität der Schmelze verhindert zudem Turbulenzen und damit Gaseinschlüsse, die als Poren bei konventionellen Gießverfahren den größten und schädlichsten Anteil an Gussfehlern ausmachen.

Durch die guten Formfüll- sowie Erstarrungseigenschaften können sowohl dünnwandige als auch dickwandige Strukturen in einem Bauteil realisiert werden, d. h. das Material muss nur dort verwendet werden, wo es für die Funktionalität des Bauteils wichtig ist. Zusammen mit den guten mechanischen Eigenschaften kann so ein erhebliches Leichtbaupotentialrealisiert werden.

Die Verarbeitung erfolgt in Kaltkammer-Druckgußmaschinen und sorgt für bessere Gussqualität, d.h. bessere mechanische Eigenschaften, wie Festigkeit und Bruchdehnung, ähnlich wie beim Eisenguss oder Aluminiumschmiedeteilen bei schonenderem Betrieb, da die Gießtemperatur niedriger ist und das kommt dem Werkzeug zu Gute.

Die hohe Festigkeit und Duktilität, sehr gute Schweißbarkeit und Leitfähigkeit von Rheocasting-Komponenten ermöglicht effizienten Leichtbau in vielen Bereichen.

Weniger Gewicht führt zu mehr Reichweite und geringerem Energieverbrauch. Rheocasting kann damit zur CO2-Emissionsreduzierung mit erheblicher Gewichtseinsparung beitragen.

Mehr Effizienz im Produktionsprozess: Mit Rheocasting kann kostspielige Nachbearbeitung von Gußteilen vermieden werden.

Als Beispiele nennt Griesebner etwa sicherheitsrelevante Fahrwerksteile für PKW und LKW und einige Beispiele von kompliziertem Design im Leichtmetallguss, die gerade in der Testphase sind.

Das zum Rheocasting benötigte Equipment entspricht der Grundausstattung beim Druckguss, dabei ist es möglich größere Teile auf kleineren Maschinen zu fertigen, denn der Prozess kommt mit niedrigeren Kolbengeschwindigkeiten zurecht

Bei der SAG wird auf Bühler Carat gegossen, während das Ausgangssystem für die Halbschmelze ein Meltec System ist. Hier werden durch elektromagnetisches Rühren und die Temperierung im Tiegel die Globuliten zum Wachsen gebracht.

Für das verwendete Werkzeug gilt die Regel, so wenig Angussstellen wie möglich, wenn notwendig wird ein dickerer Anguss bevorzugt. Ansonsten gelten üblichen Freiheiten beim Druckguss.

Die richtige Zeit für Rheocasting

SAG ist Technologieführer bei Rheocasting – Dieses sogenannte Semi-Solid-Verfahren, das so viele Vorteile bringt

So ist SAG ist führender Hersteller von Rheocasting-Bauteilen, wie etwa Sicherheits-Kabinenaufhängungen für LKW oder Luftspeicher für die Automobilindustrie. In Lend wurden 3,6 Mio. € investiert und ausgebaut, denn Leichtbau wird vor allem im Hinblick auf die Elektrifizierung von PKWs immer wichtiger.

Elektrifizierung, umfangreiche Sonder- und Sicherheitsausstattungen führen zu erheblichem Zusatzgewicht eines Pkw, das an anderer Stelle, z.B. im Fahrwerk, in der Karosserie oder im Antriebsstrang, reduziert werden muss.

Um die CO2-Emissionsgrenzwerte mit Verbrennungsmotoren zu erreichen, ist Leichtbau unerlässlich.

Die Nachfrage nach den leichten und besonders robusten Bauteilen ist daher stark steigend und geht Richtung Substitution von Schmiedeteilen und Teilen, die Verschweißt werden und hohe Funktionalität integriert haben. Die Zielgruppe für alle Rheocastingaktivitäten im Haus SAG zeichnet sich eindeutig ab, es sind alle OEM,aber auch Tier 1 und Engineering und R&D.

Stefan Griesebner spricht dabei auch von ganz neuen Projekten, die momentan noch nicht öffentlich dargestellt werden, es scheint fast so, die Zeit ist reif für Rheocasting.