Top Performance für Strukturteile

Spartan Light Metal Products mit Hauptsitz in St. Louis – Missouri, USA gehört zu den weltweit führenden Herstellern von Aluminium- und Magnesiumkomponenten im Druckgießverfahren. Das Unternehmen beweist in drei Fertigungswerken in den USA (Hannibal, Mexico – Missouri und Sparta – Illinois) herausragende Fachkenntnisse, wenn es um konventionellen Druckguss und maschinelle Bearbeitungslinien, Montage und Formen geht, um Produkte für den Automobilsektor und Konsumgüter produzieren zu können. Zu den namhaften Kunden der Automobilbranche gehören u. a. Toyota, GM, Ford und Honda.

Die Zusammenarbeit zwischen Spartan Light Metal Products und Oskar Frech ist bis auf die 70er Jahre zurückzuführen. Im Jahr 1979 wurden mehrere Warmkammermaschinen für Magnesiumkomponenten geliefert. In den vergangenen Jahren wurde Spartan mit verschiedenen Produkten und Technologien der Frech Gruppe z. B. Temperiertechnologie der österreichischen Oskar Frech Tochter Robamat Automatisierungstechnik GmbH, Gmunden, ausgestattet.

Spartans Expansion in Strukturteile
Zur Sicherstellung der zukünftigen Wettbewerbsfähigkeit und der strategischen Weiterentwicklung des Produkt-/Applikationsportfolios wurde die Investition in die Strukturteilherstellung als großes Wachstumspotenzial erkannt.

Im Januar 2018 wurde offiziell der 4. Werkbau für Mexico – Missouri, USA, angekündigt. Im August 2018 folgte der Spatenstich für ein neues 135.000 Quadratmeter großes Gebäude mit einer eigenständigen Produktionsstätte für mehrere vollautomatisierte Druckgusszellen, einschließlich Bearbeitung und Logistik für die Herstellung einbaufertiger Strukturguss-Bauteile.

Diese neue, hochmoderne Infrastruktur wird dazu beitragen, die Anforderungen der OEMs zur CO2-Reduzierung durch Leichtbau mithilfe von Druckguss-Applikationen in Al-/Mg - Strukturteilen zu erfüllen. In diesem Zuge möchte man sich aktiv am wachsenden Markt für neue Bauteile elektrischer Antriebe beteiligen.

In der ersten Ausbaustufe werden komplexe Aluminiumstrukturteile für die Fahrzeughersteller produziert.

Die erste Druckgusszelle GDK4100S mit 44.000 kN Schließkraft ist erfolgreich im Oktober 2020 nach einer Aufbauzeit von nur 8 Wochen bis Produktionsstart im Werk in Betrieb genommen worden. Coronabedingte Herausforderungen und Reisebeschränkungen hatten keine Auswirkung auf die Aufbauzeit. Der vernetzte weltweite Frech-Service mit hoch qualifiziertem Personal vor Ort und Online-Remote-Support zur globalen Unterstützung ermöglichte eine reibungslose Aufstellung der GDK4100S.

Die zweite Druckgusszelle GDK4100S befindet sich derzeit in Anlieferung, SOP ist Anfang 2021 geplant.

Überzeugende Frech Performance
Besonderer Fokus wurde beim Maschinenauswahlprozess auf das Gießaggregat gelegt. Die Performance des von Oskar Frech in Echtzeit geregelten 2100-kN- Gießaggregats bietet höchste Flexibilität für Struktur-, Chassis- und Motorkomponenten. Sie eignet sich aufgrund ihrer Eigenschaften vor allem für dünn- und dickwandige Bauteile. Dabei steht für Magnesium die Beschleunigung von ≥650 m/s² und eine maximale Geschwindigkeit (V2) ohne Metall von bis zu 11 m/s als überzeugende Dynamik im Vordergrund.

Geringe beschleunigte Massen erlauben aufgrund des durchströmten innenliegenden Multiplikators kaum Druckspitzen sowie kurze Druckanstiegszeiten von 20 ms bei maximalem spezifischem Formdruck. Diese technischen Eigenschaften waren unter anderem maßgebliche Entscheidungskriterien für Frech.

Ein patentiertes und optimiertes Hydraulikkonzept, das bei der neuen Maschinengeneration der GDK-Baureihe die Anzahl der Ventile um bis zu 30 % reduziert und dessen FU-Antrieb zudem sehr leise ist, ermöglicht die einfache Instandhaltung bei bester Zugänglichkeit und Energieeinsparungen von bis zu 50 % gegenüber der vorherigen Serie.

Die Kombination aus hochauflösendem Wegmesssystem und schneller Verarbeitung der High-End-Echtzeitsteuerung mit schnellsten Laufzeiten ermöglicht der GDK-Maschine eine einzigartige und hohe Wiederholgenauigkeit sowie Prozessstabilität bei einer Maschinenfähigkeit von cmk ≥1,33.

Das weltweit als besonders robust und zuverlässig bekannte Schließteil der 3- Platten-Baureihe GDK gewährt darüber hinaus langfristig niedrige TCO.

Wirtschaftlichkeit mit hoher Anlagenverfügbarkeit
Für den wirtschaftlichen Erfolg ist neben Qualität und Prozessstabilität eine leistungsstarke Produktivität jeder Anlagenkomponente bei hoher Verfügbarkeit im Dauerbetrieb erforderlich. Diese Voraussetzung wird speziell vom robusten Herzstück der Anlage erfüllt. Die optimierte Kinetik/Kinematik der 3-Platten- Konstruktion des Schließteils erlaubt trotz Kniegelenk kürzere Baulängen als bei den 2-Platten-Maschinen, die sich bereits auf dem Markt befinden. Unter anderem konnte durch Innovation in der Hydraulik das notwendige Tankvolumen für Betriebsmittel

halbiert werden. Öffnungs- und Schließzeiten von weniger als <13 s sowie dauerhafte hohe Verfügbarkeiten werden auch bei langjährig eingesetzten Maschinen erreicht.

Über das geregelte Gießaggregat werden Einflussgrößen auf Gießparameter wiederholgenau kompensiert. Die Toleranzen des Gießvorgangs sowie aller qualitätsrelevanten Prozessparameter werden permanent überwacht.

Die installierten Anlagen mit modernster Ausstattung erfüllen die notwendigen Voraussetzungen für das zukünftige erfolgreiche Wachstum von Spartan Light Metal Products mit anspruchsvollen neuen Applikationen aus den Bereichen E-Mobilität und Strukturguss.

Durch die enge Zusammenarbeit von Spartan mit leistungsfähigen Partnern konnten die Anforderungen des Kunden an das komplexe Gießzellenkonzept quasi schlüsselfertig umgesetzt werden. Eine offene Kommunikation, kombiniert mit Vertrauen und einer hohen Engineering-Kompetenz waren hierbei die Erfolgsfaktoren.