Technologischer Neustart im Leichtmetallguss

Eine Analyse von aktuellen Betriebspraktiken zeigt drei Handlungsfelder für die deutsche Leichtmetallgießereien:
 

• Energieverluste: Die Prozess-Energieausbeute liegt bei nur 6,25 Prozent. Diese massive Ineffizienz belastet nicht nur die Betriebskosten erheblich, sondern stellt auch ein signifikantes unternehmerisches Risiko in Zeiten volatiler Energiemärkte dar. Eine Analyse von Sebastian Müller, Professor am Lehrstuhl für Gießereitechnik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, zusammen mit Berechnungen von Stone zeigt, dass allein für das Jahr 2019 eine potenzielle Stromeinsparung von bis zu 500 Millionen Euro für die gesamte Branche möglich gewesen wäre. Dafür müssen alle Gieß-Prozesse nur mit Strom betrieben werden.
• Materialverschwendung: Der Materialeinsatz ist bis zu doppelt so hoch, als für die Herstellung der Endprodukte erforderlich wäre. Komplexe Anguss- und Verteilersysteme, die im traditionellen Gussverfahren notwendig sind, führen zu erheblichem Abfall, Recyclingaufwand und unnötigen Kosten, die direkt die Profitabilität schmälern.
• CO₂-Emissionen: Der ökologische Fußabdruck ist alarmierend. Deutsche Leichtmetallgießereien stoßen jährlich etwa 1,22 Millionen Tonnen Kohlendioxidäquivalente (CO₂e) aus. Dieser Wert ist nicht nur ökologisch bedenklich, sondern wird angesichts strengerer Umweltauflagen und der steigenden Bedeutung von Nachhaltigkeitskriterien für Kunden und Investoren zu einer Belastung.
   

Damit steht die Branche vor gleichermaßen ökonomischen und ökologischen Herausforderungen. Kleine Optimierungen reichen dafür nicht aus. Gefragt ist eine disruptive Lösung.

Ein Prinzip wie das von MAXImolding eröffnet damit neue Möglichkeiten für stabile Prozesse, höhere Bauteilqualität und geringeren Materialverbrauch. Der Unterschied zum traditionellen Ansatz lässt sich wie folgt zusammenfassen:

Neue Eigenschaften, neue Anwendungsfelder

Der technologische Wandel vom Gießen einer überhitzten Flüssigschmelze zur Verarbeitung von einem präzise temperierten, teilkristallinen Brei ist die Grundlage für quantifizierbare Vorteile, die weit über reine Kosteneinsparungen hinausgehen. 

Die Verarbeitung im teilflüssigen Zustand führt zu einer sphärischen und nicht-dendritischen Mikrostruktur des Materials. Dies resultiert in verbesserten mechanischen Eigenschaften und einer höheren Bauteilqualität im Vergleich zum konventionellen Hochdruckdruckguss (HPDC). Das eröffnet neue Anwendungsfelder für Gussteile, etwa für sicherheitsrelevante oder hochbelastete Komponenten. 
 

Energie- und Kostensenkung durch effiziente Prozesse

Durch niedrigere Prozesstemperaturen, kürzere Wege und eine bedarfsgerechte Energiezufuhr lässt sich der Verbrauch signifikant reduzieren. MAXImolding spricht in diesem Fall von einer potenziellen Energieeinsparung von 85 bis 90 Prozent durch folgende Maßnahmen: 
 

• Niedrigere Verarbeitungstemperaturen: Magnesiumlegierungen wie AZ91D werden bei 480 bis 580 Grad Celsius verarbeitet, anstatt bei 600 bis 680 Grad Celsius im flüssigen Zustand.
• Eliminierung von Verlustquellen: Der Wegfall zentraler Schmelzöfen, des Schmelzetransports und der Warmhalteprozesse reduziert die größten Energieverluste um bis zu 60 Prozent im Vergleich zum traditionellen Verfahren.
• Bedarfsgerechte Erzeugung: Energie wird nur dann eingesetzt, wenn tatsächlich ein Gussteil produziert wird. Die erforderliche Wärmeenergie wird direkt an der Maschine von Raumtemperatur bis zur Semi-Solid-Temperatur langsam und präzise in die Späne eingeleitet.
• Effizienter Materialeinsatz: Neue Einspritztechniken ermöglichen eine nahezu verlustfreie Verarbeitung. So kann der Materialverbrauch beispielsweise durch die Direkteinspritzung um bis zu 50 Prozent gesenkt werden, was Kosten für Recycling, Rohmaterial und Nachbearbeitung reduziert.
• Beitrag zur Nachhaltigkeit: Zum Beispiel lassen sich durch den konsequenten Einsatz erneuerbarer Energiequellen zur Beheizung des Reaktors ein nahezu emissionsfreier Betrieb ermöglichen. Dies stärkt nicht nur die Marke und erfüllt die Nachhaltigkeitsziele von Kunden, sondern sichert auch die langfristige „License to Operate“ in einem zunehmend regulierten Umfeld. 

Diese Vorteile stellen nicht nur traditionelle Prozesse in Frage, sondern rücken Semi-Solid-Prozesse als schlanke Alternative zu kapitalintensiven Megaprojekten wie dem Giga-Press-Ansatz in den Vordergrund.

Flexibel statt gigantisch

Während Gigapressen auf Masse und Kapitalstärke setzen, entsteht parallel eine Gegenbewegung: kleinere, skalierbare und modulare Anlagen, die sich in bestehende Strukturen integrieren lassen. Dieser Ansatz verbindet Energieeffizienz mit Agilität – und schafft neue Chancen für kleine und mittelständische Gießereien.

Kurze Wege, geringere Schließkräfte und ein schlankes Layout machen Prozesse nicht nur wirtschaftlicher, sondern auch anpassungsfähiger in einem Markt, der sich permanent wandelt.
 

Schließlich wirken auch strenge Nachhaltigkeitsvorgaben und CO₂-Reduktionsziele als zusätzlicher Impuls, die den Einsatz energieeffizienter Gießverfahren weiter fördern.

As a Service als Erfolgsmodell

Mit Konzepten wie SSM-Reactor as a Service zeigt sich, dass technologische Innovation in der Leichtmetallgießerei nicht zwingend mit hohem Investitionsrisiko verbunden sein muss. Das Modell überträgt Prinzipien aus der IT- und Produktionsdigitalisierung auf den Gießprozess: Nutzung statt Besitz. Unternehmen profitieren von planbaren Kosten, kontinuierlichen Updates und technologischem Know-how, ohne Kapital zu binden.

Im Zentrum des Ansatzes stehen vier miteinander verknüpfte Leistungsversprechen: Bauteilqualität, die neue Märkte und anspruchsvolle Anwendungen erschließt; Zeit- und Effizienzgewinne durch einen deutlich vereinfachten Prozess und ein servicebasiertes Nutzungsmodell; Energieeinsparungen von bis zu 90 Prozent, die eine stabile Kostenbasis schaffen und die Produktion widerstandsfähiger machen; sowie eine zukunftssichere Technologie, die ökologische Ziele erfüllt, das Arbeitsumfeld verbessert und die langfristige Wettbewerbsfähigkeit stärkt.