Thixomolding: Eine fast vergessene Technologie, ist auf dem Weg die Fertigung von Leichtbau Strukturbauteilen zu revolutionieren.

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BOLE Intelligent Machinery eines der innovativsten Maschinenhersteller aus China mit den Schwerpunkten Biopolymer, Recycling, Leichtbau und Entwicklung von neuen Materialien im Bereich Kunststoff und Metall investiert in die Skalierung von Maschinen auf Basis der Thixomolding Technologie.

Lesedauer: min | Bildquelle: BOLE Intelligent Machinery

Thixomolding Stand der Technik

Die Thixomolding Technologie ist nun nicht eine neue Technologie, Sie beruht auf der Verarbeitung von Magnesium im Semi Solid Zustand und wird seit Jahrzehnten speziell in Asien für die Herstellung von Dünnwandigen Bauteilen in der Elektronik Industrie, z.B Laptops und Displays genutzt. Daher ist es nicht verwunderlich, dass die meisten Thixomolding Maschinen ca. 2.000 Maschinen in Asien installiert sind.

Der Grund, dass diese Technologie nur bei dünnwandigen Bauteilen bisher eingesetzt ist, dass diese Thixomoldingmaschine bis zum Jahr 2019 nur mit Schließkräfte von bis 1.000ton und Schneckendurchmesser 84mm und damit mit Schußgewichte von max. 1.500g und Durchsätze von ca. 80kg pro Stunde verfügbar waren.

Seit 2019 wurden immer größere Maschinen mit Schließkräften von nun bis 6.000ton und Schneckendurchmesser von derzeitig bis 190mm mit maximalen Schußgewichten von bis zu 22kg und möglichen Durchsätze von 500kg pro Stunde entwickelt und in den Markt gebracht.

Die Firma BOLE Intelligent Machinery ist bei diesen Weiterentwicklungen einer der Vorreiter und hat mit einer Serienmaschine vom Typ MTX 4000 D-170 die derzeitig größte Thixomolding Maschine in Serien im Markt laufen.

Magnesium der unendlich verfügbare Werkstoff auf unseren Planeten

Warum setzt BOLE nun auf Magnesium in Verbindung mit der Thixomolding Technologie.
Magnesium ist im Gegensatz zu vielen anderen Materialien wie Kunststoff und Aluminium ein unendlich verfügbarer Werkstoff auf unseren Planeten.

Magnesium ist eine Leichtbaumaterial, was im Gegensatz zu Aluminium und Kunststoffverbundmaterialien eine Gewichtsreduzierung zwischen 10% bis 20% ermöglicht.

Magnesium Co2 Fußabdruck doch geringer ?

Wenn man nun den Co2 Fußabdruck von Magnesium gegenüber Aluminium betrachtet ist pro kg schon ein großer Unterschied.

Aluminium in Europa = 6,7 Co2/kg

Aluminium weltweiter Durchschnitt = 15 – 16 Co2/kg

Magnesium Pidgeon Prozess = 22 Co2/kg

Aber wenn man bei einem 1.000cm³ Bauteil im Die Casting bei Aluminium mit 2,7kg bei 40,5 Co2/kg und in Magnesium mit 1,7kg bei 37,5Co2/kg.

Das ist eine Co2 Reduzierung von -8%.

Wenn man sich den Co2 Fußabdruck nun in der Produktion genau ansieht und dann auch noch zusätzlich die Thixomolding Technologie betrachtet, kommt folgendes heraus.

Beim Thixomolding Process ist liegt das Anguss- und Überlaufgewicht zwischen 25% und 40% des Formteilgewichtes und damit mindestens 50% geringer als beim Druckguss.

Wenn man sich nun den Co2 Fußabdruck auf das Schußgewicht des oben genannten 1.000cm³ Bauteil ansieht, kommt man zu folgenden Vergleich.

Die Casting bei Aluminium mit mindestens 5,4kg bei 81,0 Co2/kg und in Magnesium mit 2.12kg bei 46,6 Co2/kg.

Das ist eine Co2 Reduzierung von - 42% gegenüber dem weltweiten Co2 Durchschnitt von Aluminium.

Mit neuen Pidgeon Prozessen und der Elektrolyse wird man bei Magnesium 8kg Co2 /kg in den nächsten Jahren erreichen können, dann werde die Unterschiede dramatisch in der Zukunft sein !!!!

Recycling von Magnesium

Wie schon beschrieben ist bei BOLE eine der Kernstrategien das Recycling. Daher ist es nicht verwunderlich, dass wir auch das direkte Recycling von Anfahrteilen, Angüsse und Überläufe geprüft haben.

Die Ergebnisse sind, dass wenn man dieses Magnesium Recyclat in den Process Thixomolding zurückführt, es keine Änderungen der Performance an den Bauteilen gibt.

Mit diesen Erkenntnissen, bietet Thixomolding als einziges Verfahren die Möglichkeit einen geschlossenen Wertstoffkreislauf in Ihrem Unternehmen an, was Ihre Kosten und den Co2 Fußabdruck nochmal deutlich senkt.

BOLE bietet mit seiner Thixomolding Maschinentechnologie, Ihren Kunden auch eine Recyclingtechnologie an welche mit geringsten Energieeinsatz das Recyclat herstellt und der Maschine wieder zuführt. Dabei kann der Kunde entscheiden, wieviel Recyclat er in seinen Bauteilen verwenden will bzw. darf.

Aber wie gesagt, 100% Rückführung Ihrer Anfahrteilen, Angüsse und Überläufe, werden keine Änderung an der Performance Ihrer Magnesiumbauteile haben.

Generelle Vorteile dieser Thixomolding Technologie sind kurz gesagt.

Geringere Porosität an den Bauteilen, da die Schwindung auf Grund er geringeren Eingangstemperatur von 580 bis 630°C bei Magnesium, sehr gering ist
Keine Lufteinschlüsse, da die Bauteile mit einer honigartigen Schmelze mit geringen Fließfront Geschwindigkeit im Quellfluß gefüllt werden.
Bessere Korrosionsbeständigkeit, auf Grund der geringeren Fließfront Geschwindigkeit wird unter dem Druck im Gießprozess eine geschlossene Oberfläche beim Thixomolding erzielt.
Um mindesten 20% bis teilweise 40% bessere mechanische Werte, wie Dehnung und Zugfestigkeiten am Bauteil.
Energiekosten Reduzierung von mindestens 55% gegenüber Druckgussprozesse. Der durchschnittliche Energieverbrauch, inklusiv Schmelzen und kompletter Peripherie liegt bei unter 0,5kW pro Kilogramm durchgesetzten Magnesium.
Die Standzeit der Werkzeuge ist mindesten doppelt so lang und teilweise bis zu Faktor 3 gegenüber der Produktion im Die Casting Verfahren. Was speziell im Bereich großer Bauteile und damit Werkzeugen eine massive Kostenreduzierung ist.

Bauteilkosten

Wenn man nun die Artikelkosten bei der Herstellung von Magnesiumbauteile im Die Casting Prozess exakt mit der Herstellung der selben Bauteile im Thixomolding vergleicht, sind die Herstellkosten im Thixomoldingverfahren je nach Bauteil generell um 21% bis 23% geringer.

Wenn man nun noch die längeren Werkzeugstandzeiten und die Reinigungsintervalle vergleicht, kommt man auf 26% bis 28% geringer Kosten.

Beim Einsatz der BOLE Recyclingtechnologie in Kombination mit einer Thixmoldingmaschine liegen wir bei fast 35% geringere Herstellkosten für Ihren Bauteile.

Fazit

Wir die BOLE Intelligent Machinery sind fest überzeigt, dass wir mit der Thixomolding Technologie unseren Planeten ein wenig besser machen können.

Wir würden uns freuen, wenn Sie bei diesem Vorhaben gemeinsam vorangehen.

Mehr Informationen zum Thema Thixomolding werden wir in der nächsten Zeit im Foundry Planet mit Hashtag „ Was zur Hölle ist Thixomolding“ Ihnen zur Verfügung stellen.