Größere Effizienz und Nachhaltigkeit mit dem richtigen Trennmittel

Innovationen im Druckguss sind unübersehbar: So versprechen wegweisende Technologien eine höhere Effizienz im Produktionsprozess. Neue Werkstoffe, Werkzeuge und Bearbeitungsverfahren werden von der Branche regelmäßig eingesetzt. Auch die Digitalisierung verspricht weitere Verbesserungen in der Fertigung - unter anderem durch Datenanalyse und den Einsatz von Robotik werden optimierte Produktionsergebnisse bei höherer Qualität der Bauteile erzielt.

Druckguss auf dem Vormarsch

Diese Entwicklungen tragen den sich wandelnden und ständig wachsenden Anforderungen an die Druckgussindustrie Rechnung. Von besonderer Bedeutung sind die Veränderungen im Automobilbau, da dieses Segment einen großen Anteil an der Gussproduktion hat. Auch mit der bevorstehenden Entwicklung hin zu alternativen Antrieben zeichnet sich kein Trend ab, der die Bedeutung des Automobilsegments verringert. Im Gegenteil, obwohl EV's deutlich weniger Gussteile benötigen als ein Verbrennungsmotor, wird ein deutlich höherer Anteil an Leichtbaukomponenten eingesetzt. Für die Herstellung dieser Bauteile sind die Automobilhersteller auf zuverlässige Partner in der Gießereiindustrie angewiesen. Der Druckguss profitiert auch von der positiven wirtschaftlichen Entwicklung in anderen Schlüsselbranchen wie der Medizintechnik, wo die Technologieentwicklung boomt, sowie der Unterhaltungselektronik, dem E-Bike-Segment und der 5G-Mobilkommunikation.

Höherer Wettbewerbsdruck und schlechte Ökobilanz des Druckgussverfahrens

Auch wenn es angesichts der anhaltend hohen Nachfrage widersprüchlich klingen mag: Der Kosten- und Wettbewerbsdruck auf Druckgießereien steigt - vor allem, wenn sie viele Maschinen betreiben. Die Vorteile innovativer Technologien reichen bei wirtschaftlicher Betrachtung oft nicht aus, da im Produktionsprozess häufig Herausforderungen auftreten, die allein mit diesen technologischen Verbesserungen nicht gelöst werden können. Zu diesen Herausforderungen gehören der schnelle Verschleiß der Werkzeuge, der hohe Druckluftverbrauch und der steigende Energieverbrauch. Eine Hauptursache sind erhebliche Reibungsverluste im Gießprozess selbst, die durch Faktoren wie Temperatur, Druck und zunehmende Größe und Komplexität der Gussteile bestimmt werden können. In vielen Fällen kommt es auch zu einem hohen Einsatz von Ressourcen wie Wasser, das zur Verdünnung von Trennmitteln verwendet wird, und den damit verbundenen höheren Abwasserkosten.

Eine weitere, zunehmend wichtige Herausforderung für die Branche ergibt sich aus dem verstärkten Fokus auf Klima- und Umweltschutz: Die Abwägungen im Hinblick auf die Nachhaltigkeit. Es ist kein Zufall, dass die Gießereiindustrie weithin als energieintensive und wenig umweltfreundliche Branche gilt. Dabei gibt es schon heute viele Unternehmen, die zeigen, dass es auch anders geht: Beispiele dafür sind die Reduzierung der CO2-Emissionen sowie der Menge an Frischwasser, die zur Verdünnung von Trennmitteln benötigt wird, die entstehenden Abwässer und die Menge an Trennmitteln im Produktionsprozess selbst.

Die Schlüsselfunktion von Formtrennmitteln

Mit fortschrittlicher Trennmitteltechnologie und Anwendungs-Know-how steht dem Gießer ein entscheidender Hebel für mehr Nachhaltigkeit zur Verfügung. Trennmittel haben eine Schlüsselfunktion im Produktionsprozess und wurden in ihren Qualitätsmerkmalen bisher weitgehend unterschätzt. Sie haben einen großen Einfluss auf die Qualitätsmerkmale der hergestellten Bauteile und wirken sich auf verschiedene Bereiche wie die Verfahrenstechnik, die Bauteilfunktion und nicht zuletzt auf die Umwelt aus. Insbesondere die Langlebigkeit von Gießwerkzeugen hängt von diesen Verbindungen ab - und darüber hinaus die Frage, wie viel Formentrennmittel tatsächlich benötigt wird.

Die Wahl des richtigen Trennmittels

Die neueste Generation von Trennmitteln bietet eine extrem hohe Leistung, wobei es nur wenige Lösungen gibt, die tatsächlich ein Maximum an Prozesseffizienz und Umweltverträglichkeit bieten. Der Einsatz von Minimaltrennmitteln ist besonders vorteilhaft, da nur die für den Formschutz und die Bauteiltrennung kritische Menge für optimale Ergebnisse benötigt wird.

• Ein hochwirksames Trennmittelkonzentrat reduziert die Menge des verwendeten Trennmittels erheblich, da nur die kleinsten Mengen benötigt werden, um eine hohe Entformungsleistung zu erzielen.
• Der Einsatz kleinster Trennmittelmengen führt zu einer völlig neuartigen Verfahrens- und Produktionstechnik, für die es bereits verschiedene Begriffe auf dem Markt gibt, wie z.B. Mikrosprühen und Minimalmengensprühen.
• Um alle Vorteile voll auszuschöpfen, ist ein gewisses Maß an Fachwissen erforderlich. So muss ein spezielles Trennmittel verwendet werden, das sowohl den Anforderungen des Verfahrens (neue Applikationstechnik, erhöhte Werkzeugtemperaturen) als auch den Bauteilanforderungen (OEM-Liefervorschriften) entspricht.
• Durch den Einsatz von Mindestmengen an Trennmitteln werden die Gradienten zwischen den Zug- und Druckkräften im Gießwerkzeug reduziert, was durch die Verringerung der Kokillenerwärmung zu einer Erhöhung der Werkzeugstandzeit führt.

Der Einsatz von extrem geringen Trennmittelmengen wirkt sich positiv auf den Gießprozess aus:

• Das deutlich reduzierte Sprühvolumen führt zu einem geringeren thermischen Schock im Vergleich zu einer herkömmlichen Anwendung. Dies führt zu einer längeren Nutzungsdauer der Gussform.
• Die drastische Reduzierung des Verdünnungswassers verbessert die Gussstruktur, da die Wahrscheinlichkeit von Wassereinschlüssen in der Gussstruktur (Porosität) verringert wird. Gleichzeitig wird der Frischwasserverbrauch und das Abwasseraufkommen reduziert, das sonst teuer wiederaufbereitet oder entsorgt werden müsste.
• Dank der deutlich reduzierten Sprühzeit verringert sich auch die Gesamtzykluszeit, was zu einer höheren Produktivität führt.
• Durch den Wegfall der Trocknungsphase nach dem Sprühen sinkt der Verbrauch an teurer Druckluft drastisch.
• Da die Thermoregulierung der Gussform von Heizung auf Kühlung umgestellt wird, wird weniger Wärmeenergie benötigt, was zu einer besseren CO2-Bilanz führt.