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Ressourceneffizienter Zinkdruckguss

ÔÇ×Ressourceneffizienter ZinkdruckgussÔÇť


Durch den serienm├Ą├čigen Einsatz eines Hei├čkanalsystems (FGS) wurden erhebliche Energieeinsparungen realisiert und die Taktzeit nahezu halbiert. [Initiative ZINK/Power-Cast Ortmann]

(D├╝sseldorf, 18.07.2016)
Zinkdruckguss-Bauteile sind ├╝berall dort gefragt, wo es auf hohe Stabilit├Ąt, au├čergew├Âhnliche Optik und nat├╝rliche Haptik ankommt. Die Gr├╝nde daf├╝r sind vielf├Ąltig: Zink hat einen niedrigen Schmelzpunkt, sehr hohe Festigkeitswerte und ein hohes Widerstandspotenzial gegen Korrosion. Die Bauteile k├Ânnen ├Ąu├čerst d├╝nnwandig, filigran und in exakten Dimensionen produziert werden und zeichnen sich durch eine hervorragende Oberfl├Ącheng├╝te und Beschichtbarkeit aus. Zinkdruckguss ist also eine bew├Ąhrte Technologie ÔÇô und eine, die Raum f├╝r Innovationen bietet: Um den Energieaufwand f├╝r das wiederholte Aufschmelzen des Angussmaterials und die zur Kreislauff├╝hrung erforderlichen Arbeitsschritte sowie den damit verbundenen Zeitaufwand zu reduzieren, wurden Verfahren entwickelt, die mit minimalen Ang├╝ssen oder sogar ganz ohne diese auskommen.

Dabei kommen derzeit zwei Techniken zum Einsatz: W├Ąhrend beim sogenannten Frech Gating System (FGS) maschinenseitig durch den Einsatz temperierter Verteilersysteme (Hei├čkanaltechnik) die Angussmenge minimiert wird, speist die von der Ferrofacta GmbH mit der Adolf F├Âhl GmbH + Co. KG f├╝r den Zinkdruckguss entwickelte Hei├čkanald├╝se die Schmelze angussfrei direkt auf das Gussteilteil ein. Durch die Minimierung beziehungsweise den kompletten Entfall von Ang├╝ssen werden Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit des Zinkdruckguss-Verfahrens nochmals deutlich gesteigert. Zinkdruckguss wird so noch wettbewerbsf├Ąhiger und neue Einsatzbereiche k├Ânnen erschlossen werden.

ÔÇ×Das FGS setzen wir unter anderem bei einer Geh├Ąuseklappe ein, die als Abdeckung f├╝r eine Kommunikationseinheit verwendet wirdÔÇť, erkl├Ąrt Bernhard Bayer, Gesch├Ąftsf├╝hrer der Power-Cast Ortmann GmbH & Co. KG. Das FGS besteht aus temperaturgeregelten Verteilerelementen in der Druckgie├čform, die durch eine intelligente Verkn├╝pfung mit der Prozess- und Ablaufsteuerung in der Druckgie├čmaschine verbunden ist. Wegen der eingesparten Gie├čl├Ąufe stehen mehr freie Sprengfl├Ąche und Gie├čvolumen zur Verf├╝gung. Dadurch passen deutlich mehr Kavit├Ąten auf die gleiche Maschinengr├Â├če.

Bernhard Bayer: ÔÇ×Mit der Umstellung von einer Vierfachform mit konventionellem Angusssystem auf eine Sechsfachform mit Hei├čkanaltechnik blieb das Schussgewicht nahezu gleich. Das Kreislaufgewicht reduzierte sich um 66 Prozent, die Taktzeit wurde von 1,6 auf 0,9 Sekunden pro Bauteil und damit um 47 Prozent gesenkt, da der konventionelle Verteiler vor dem ├ľffnen der Form nicht gef├╝llt und abgek├╝hlt werden muss. Auf den Einsatz von ├ťberlaufbohnen konnte verzichtet werden.ÔÇť Das Ergebnis ist eine deutliche Erh├Âhung der Energieeffizienz: In Summe wurde bei einem Bedarf von einer Million Bauteilen pro Jahr eine Energieeinsparung von fast 20.000 kWh erzielt und es werden rund 35.000 Kilogramm CO2 eingespart, was der Laufleistung eines Pkws der mittleren Oberklasse von 297.000 Kilometern entspricht. In einem n├Ąchsten Entwicklungsschritt ist es jetzt gelungen, zwei Angussverteiler in eine Form einzubringen. Denkbar ist, dadurch zwei Formen in einer Form unterzubringen.

Eine Weiterentwicklung zum angusslosen Guss wird bei der Adolf F├Âhl GmbH + Co. KG mit einer f├╝r den Zinkdruckguss geeigneten Hei├čkanald├╝se umgesetzt. Dabei wird die Schmelze durch die Hei├čkanald├╝se direkt auf das Teil eingespeist. So k├Ânnen Zinkdruckgussteile ganz ohne Verteiler gegossen werden. ÔÇ×Mit Einf├╝hrung der Hei├čkanald├╝se in den Zinkdruckguss werden komplexe Geometrien, die durch konventionelle Anbindungen bisher nicht herstellbar waren, gie├čf├ĄhigÔÇť, beschreibt Thomas Herper, Entwicklungsleiter bei F├Âhl, die Potenziale dieses Verfahrens. Durch den Wegfall des kompletten Gie├člaufs wird die Porosit├Ąt des Bauteils weiter reduziert. Trotz geringer Wandst├Ąrken von 0,9 Millimetern wird ein sehr geringer Porenanteil von nur circa 2,3 Prozent erzielt.

Die Verwendung von je einer Hei├čkanald├╝se pro Bauteil erm├Âglicht eine Mehrfachauslegung. Zudem kann durch die Verwendung von zwei oder mehr D├╝sen f├╝r ein Bauteil mehr Material direkt in das Werkzeug eingebracht werden. Die Ergebnisse: ein gleichm├Ą├čiges Abk├╝hlverhalten des Bauteils und die Vermeidung von Schwindungslunkern und Spannungen. Die Positionierung der Hei├čkanald├╝se auf dem Bauteil erlaubt eine punktuelle Einspeisung des Materials. Runde Bauteile sind f├╝r diese Gie├čtechnik besonders geeignet. ÔÇ×Mithilfe dieses Verfahrens ergeben sich Produktivit├Ątssteigerungen und Energieeinsparungen durch die Erh├Âhung der Nestanzahl bei gleicher Maschinengr├Â├če, eine h├Âhere Zyklusgeschwindigkeit und die Eliminierung der Ang├╝sse als KreislaufmaterialÔÇť, fasst Thomas Herper die Vorteile der Hei├čkanald├╝se zusammen.


Flansch als Motorabdeckung zur effizienten Gestaltung des Luftstroms, gegossen mit neu entwickelter Hei├čkanald├╝se f├╝r Zinkdruckguss. Einsparung von 100.000 Kilogramm Zink pro Jahr. [F├Âhl]

Kontakt:
Dr.-Ing. Sabina Grund
INITIATIVE ZINK im Netzwerk der WVMetalle
Am Bonneshof 5
40474 D├╝sseldorf
Fon: 0211 47 96 166
Fax: 0211 47 96 25 166
E-Mail: informationen@initiative-zink.de
Internet: www.zink.de

Die Initiative ZINK im Netzwerk der WVMetalle ist ein Zusammenschluss von Zinkherstellern, Zinklegierungsherstellern, Zinkrecyclern, Halbzeugproduzenten, Herstellern und Verarbeitern von Zinkverbindungen im Netzwerk der WirtschaftsVereinigung Metalle. Sie ist Ansprechpartner f├╝r Beh├Ârden, Anwender und f├╝r die Presse in allen Fragen rund um das Zink. Die Initiative ZINK hat ihren Sitz in D├╝sseldorf und arbeitet in enger Kooperation mit nationalen und internationalen Zinkverb├Ąnden.

Initiative ZINK