Projekt 10670/01

Umweltentlastendes Schmier- und Trennverfahren bei der Herstellung von Druckgußteilen aus Magnesium, Aluminium oder Zink

Projektdurchführung

BEKARO GmbH
71534 Murrhardt

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Bei der Herstellung von Gegenständen aus Aluminium, Magnesium und Zink im Druckgussverfahren werden Schmier- und Trennmittel verwendet, die nach dem Stand der Technik große Mengen kohlenwasserstoff- bzw. siliconhaltiger wässriger Emulsionen erfordern. Ziel dieses Vorhabens war es, eine kombinierte Lösung zu schaffen, die in einem sowohl ökonomisch als auch handhabungstechnisch günstigen Rahmen erlaubt, die bisher mit der Druck-Gießtechnik verbundene Umweltentlastung wesentlich zu vermeiden. Es sollte ein Feststoff-System entwickelt werden, welches sowohl eine Kolbenschmierung als auch die Formtrennung ermöglicht.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenUm das Vorhabensziel zu erreichen, wurden zwei Ansätze verfolgt:
- Eine einheitliche Substanz, deren Flugverhalten so abgestimmt ist, dass sowohl eine ausreichende Menge an der Wandung der Füllbüchse haften bleibt und so hier die Schmierung sicherstellt als auch eine für die Formtrennung ausreichende Menge, die bei geschlossener Form eine effiziente Trennschicht aufbaut.
- Ein Gemisch chemischer Substanzen mit derart abgestimmten Flugverhalten, dass die als Trennstoffe fungierenden Stoffe vorrangig die Gießform erreichen und dort ihre Trennwirkung entfalten, während die als Schmierstoffe wirkenden Substanzen sich primär in der Füllbüchse niederschlagen.


Ergebnisse und Diskussion

Im Ergebnis des Projektes wurde deutlich, dass es grundsätzlich möglich ist, Druckgussteile herzustellen, indem feste Trennstoffe in der Formebene oder wässrige Suspensionen von Trennstoffen in der Trennebene eingebracht werden. Die Tests mit wässrigen Wachsdispersionen haben gezeigt, dass reproduzierbare Gießvorgänge nur dann erreicht werden, wenn wässrige Trenn- und Schmiermitteldispersionen zumindest teilautomatisiert seitlich eingeblasen werden. Bei diesem Verfahren wird deutlich weniger Trennmitteldispersion benötigt als beim herkömmlichen Sprühverfahren. Es steht daher viel weniger Wasser zur Wärmeabfuhr pro Gießzyklus zur Verfügung, infolgedessen muss die Form extern mit Wasser gekühlt werden. Trotz dieser Einschränkung konnte in umfangreichen Gießversuchen die Brauchbar-keit dieser neuen Verfah-rensweise bestätigt werden.

Die in die Gussform als Pulver eingeblasenen Mikrowachse erwiesen sich auch als ausgezeichnete Trenn- und Schmiermittel. Sie hatten jedoch den Nachteil, dass sie nahezu keine Wärmeabfuhr von der heißen Form bewirken und die Form somit nach kurzer Zeit zu heiß wird. Die angefertigten Fußteile werden dann von den Auswerfen perforiert oder bleiben in der Form hängen. Die Erfordernis einer verstärkten Formkühlung wirkt sich ein-schränkend auf die erreichbaren Taktzeiten aus.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Projektergebnisse wurden auf einschlägigen Messen demonstriert.


Fazit

Als limitierender Faktor für die an sich wesentlich umweltfreundlichere neue Schmier- und Trennmitteltechnik hat sich das Kühlverhalten der Gießformen herausgestellt. Im vorliegenden Ergebnis bedeutet dieses längere Taktzeiten und damit geringere Produktivität der betreffenden Spritzgießmaschinen. Aufgefangen werden könnte dieser Effekt durch eine angepasste Auslegung der Kühlkanäle in den Gießwerkzeugen. Eine solche Adaption war allerdings nicht Gegenstand des Vorhabens und konnte, da Spritzgießwerkzeuge i.d.R. sehr teuer sind (bis zu mehrere hundert TDM), auch nicht im Projektumfang realisiert werden. Dennoch wurde im Projekt neues Know-how geschaffen, welches bei der Konstruktion neuer Gießwerkzeuge berücksichtigt werden kann und dort zu deutlichen Minderbelastungen der Arbeitsumge-bung und der Umwelt führt.