Präzision aus Aluminium oder Messing

Präzision und Ästhetik: Die Fähigkeit zur Bearbeitung bereits lackierter Gussteile ermöglicht die Verwirklichung auch ausgefallener Designideen.

Wenn Zulieferer über nur eine Technologie wie das konstruieren mit Blech oder nur eine Werkstoffklasse wie z.B. Stahl verfügen, versuchen sie bei Kundenanfragen natürlich, die Aufgabe damit zu lösen. Das kann im Vergleich zu anderen Technologien zu technisch oder finanziell suboptimalen Ergebnissen führen. Wer dagegen über eine breitere Palette an Verfahren und Werkstoffen gebietet, hat mehr Freiheitsgrade bei der Wahl der geeignetsten Lösung. Metalyss AG, ein mittelständischer Zulieferer, setzt gleich drei Technologien ein und verarbeitet sowohl Aluminium- als auch Messing- und Kupferlegierungen. Ergänzt wird dies durch umfassende Zusatzleistungen von der Entwicklungspartnerschaft über die hochpräzise Bearbeitung bis zur Lieferung komplett einbaufertig montierter Baugruppen.

„Die meisten unserer Kunden suchen nach einer Lösung für eine bestimmte Aufgabenstellung. Bezüglich der Details wie Fertigungsverfahren oder Werkstoff lassen sie sich von uns beraten“, erläutert Fabrizio Passani, zuständig für den Verkauf bei der Fa. Metalyss AG in Lyss (Schweiz). Daher sei es für sie vorteilhaft, dass im Hause eine außergewöhnlich breite Palette an Werkstoffen und Herstelltechnologien unter einem Dach vereint sei. In der Gießerei werden zahlreiche Aluminiumlegierungen sowohl in Sand als auch in Kokille vergossen. Im Presswerk entstehen Warmpressteile aus Aluminium-, Messing- oder Kupferlegierungen. Diese Vielfalt der Verfahren und Werkstoffe ermögliche es ihm, seine Kunden im gegebenen Rahmen werkstoff- und technologieneutral zu beraten und ihnen somit eine möglichst gut auf ihren spezifischen Bedarf hin optimierte Lösung anzubieten. Zudem werden insbesondere beim Gießen zahlreiche Sonderkniffe eingesetzt. Abgerundet wird das Leistungspaket durch präzise Bearbeitung auf automatisierten Werkzeugmaschinen sowie durch hochwertige Oberflächenveredlung.

Hohe Flexibilität bei Kundenwünschen

„Als Mittelständler in Europa können wir gegen asiatische Mikropreise vor allem durch Schnelligkeit, Flexibilität und die kurzen Wege zu unseren Kunden punkten“, betont F. Passani. Während es bei anspruchslosen Größtserienteilen vor allem auf den niedrigsten Preis ankomme, zähle bei europäischen Kunden oft der Mehrwert, der sich aus der Kombination aus Beratung, Schnelligkeit, Liefertreue und Qualität ergebe. Beispiel sind Aluminium-Kupplungsstücke für Hydranten, die aus einer hochfesten Aluminium-Knetlegierungen hergestellt werden. Im Vordergrund steht „zero waterloss“. Das Aluminium-Kupplungsstück bildet das Gehäuse eines Rückschlagventils, welches verhindern soll, dass kontaminiertes Wasser zurück ins Trinkwassernetz gelangt. Diese Bauteile werden inzwischen in so großen Stückzahlen nachgefragt, dass sie vollautomatisch rund um die Uhr auf einem Dreh-Fräs-Bearbeitungszentrum hergestellt werden. Die Be- und Entladung erfolgt hierbei mittels Roboter.

Entwicklungspartnerschaft

„Unsere wichtigste Zusatzleistung ist die Unterstützung unserer Kunden bei der Entwicklung neuer Produkte“, ergänzt F. Passani. Jeder Herstellprozess habe seine spezifischen Besonderheiten und Rahmenbedingungen, die zu berücksichtigen seien. Anderenfalls bestehe die Gefahr suboptimaler Ergebnisse mit Nachteilen sowohl technischer als auch wirtschaftlicher Natur. Jedes Herstellverfahren ermögliche spezielle Kniffe, mit deren Hilfe man beispielsweise in die Bauteile ohne nennenswerten Zusatzaufwand zusätzliche Funktionen integrieren könne. Deshalb sei es sehr wichtig, dass die Entwicklungsabteilungen von Kunde und Lieferant so frühzeitig wie möglich in der Entwurfsphase zusammenarbeiten. Dank langjähriger Tradition und sehr geringer Fluktuationsquote verfüge Metalyss über sehr erfahrene Mitarbeiter, denen zudem neueste computergestützte Programme für die Produkt- und Prozessentwicklung zur Verfügung stehen. Im Gießereibereich komme das Programm Magma zur Simulation von Gießvorgängen zum Einsatz. Mithilfe der so ermittelten Ergebnisse werden fallweise auch Prototypen als Anschauungs- und Funktionsmodelle im 3D-Druckverfahren aus Kunststoff hergestellt. Geht es bei Gussteilen lediglich um Einzelstücke oder Kleinserien, so können entsprechende Formen mithilfe der Benninger Guss AG als 3D-Sandgussteile günstiger und auch schneller hergestellt werden als über die „klassische“ Herstellung aufwendiger Modelle für die Herstellung der Gießformen. Die so erzeugten Prototypgussteile entstehen somit sowohl im Serienverfahren als auch aus dem Serienwerkstoff und sind voll funktionsfähig. Im Rahmen einer solchen gemeinsamen Projektarbeit entstehen letztlich Produkte, die sowohl von der Leistungsfähigkeit als auch von den Kosten her deutlich vorteilhafter sind als die ursprünglichen Entwürfe.

Kosteneffizienz in der Gießerei

„In der Gießerei investieren wir kontinuierlich in moderne, rationelle Technologie“, sagt F. Passani. Vergossen werden Aluminium – sowohl im Sand- als auch im Kokillengießverfahren – geschmiedet werden nebst Aluminiumlegierungen auch Messing- und weitere Kupferlegierungen. Hervorzuheben sei die neue „Gießhexe“ in der Sandgießerei. Dabei handelt es sich um eine automatisierte Gießstation, die den Gießer von schwerer körperlicher Arbeit entlastet und es ihm gestattet, den Gießvorgang einfach durch Joystick zu steuern. Zusätzlich hilft ein Laser-Fadenkreuz dabei, Fehler beim Anvisieren der Gießöffnung zu vermeiden. Die Gießerei ist zudem besonders flexibel, weil sie zum einen mit zwei verschiedenen Gießkastenformaten arbeitet und dadurch eine außergewöhnlich große Bandbreite an Abmessungen darstellen kann. Zweiter Pluspunkt ist darüber hinaus, dass neben dem Sandgießen auch das wesentlich formgenauere Kokillengießen angeboten wird. Im Sandgussbereich reichen die Stückgewichte von 100 g bis 250 kg und die maximalen Abmessungen bis 1.600 x 1.250 x 800 mm.

Im Bereich Kokillenguss kommen metallische Dauerformen zum Einsatz, in denen das Metall sehr schnell erstarrt. Das Gefüge ist deshalb feiner und dichter und daher auch fester und belastbarer als bei Sandgussteilen. Zudem haben Kokillengussteile eine deutlich glattere Oberfläche, so dass weniger Bearbeitungsaufwand entsteht. Kokillengussteile aus Aluminium kommen beispielsweise bei Komponenten für Beatmungsgeräte in der Medizintechnik zum Einsatz. Bei Metalyss wird Aluminium-Kokillenguss im Gewichtsbereich von 10 g bis 10 kg hergestellt

Über spezielles Knowhow verfügt Metalyss darüber hinaus auch bei der Herstellung von Verbundgussteilen, beispielsweise Aluminiumbauteilen mit eingegossenen Metallrohren, die zur Durchleitung von Wasser oder anderen Temperiermedien dienen. Weiteres Spezialgebiet ist der Einsatz von Formen, die mit Hilfe des 3D-Druckverfahrens aus speziell beschichteten Formstoffen erzeugt werden. Das 3D-Drucken ist in solchen Fällen sehr kostengünstig, wenn es sich um Einzelstücke oder Kleinstserien handeln, weil keine aufwendigen Modelle für die Formen erzeugt werden müssen.

Schmieden: Hochfest und druckdicht

„Schmiedelegierungen erreichen hohe Festigkeiten und sind zudem druckdicht“, weiß F. Passani. Verarbeitet werden alle drei Werkstoffe. Bei Aluminium erstreckt sich das Gewichtsspektrum von 5 g bis 12,5 kg und bei Kupfer bzw. Messing von 10 g bis 15 kg. Zu den Aluminium-Schmiedeteilen gehören beispielsweise Fahrradnaben mit sehr anspruchsvoller Geometrie, die im fertig bearbeiteten Zustand sehr filigran und daher leicht sind. Die Legierung muss zur Gewährleistung der vom Kunden geforderten Festigkeitswerte in einem sehr engen Temperintervall geschmiedet und wärmebenhandelt werden. Auch bezüglich ihrer Zusammensetzung sind so enge Toleranzen vorgegeben, dass das Material ungeachtet höherer Kosten ausschließlich von einem Schweizer Zulieferer bezogen wird. In ihrem Inneren beherbergen sie zudem die anspruchsvolle Mechanik u.a. für den Freilauf.

Hochpräzise Fertigbearbeitung

„Mit Rohteilen können unsere Kunden in der Regel wenig anfangen. Sie wollen eher präzise, bei Lieferung bereits einsatzfertige Komponenten, die ihnen direkt in die Fertigung zugeliefert werden“, verrät F. Passani. Diese Wünsche könne man dank eines Maschinenparks von insgesamt zwölf Werkzeugmaschinen, zumeist Drehfräszentren oder reine Fräszentren mit fünf oder mehr Achsen, erfüllen. Beispiel für solche Lösungen sind unter anderem zwei Komponenten für einen Teilapparat für Senkerodiermaschinen, bei denen es auf äußerste Rechtwinkligkeit sowie Koaxialität ankommt. Die geforderte Bearbeitungsgenauigkeit liegt bei ± 4 µm, bezüglich der Oberflächenqualität wird M5 erreicht. Das Teil wird auf einem Dreh-Fräszentrum mit 12 Achsen und automatischer Zuführung einbaufertig bearbeitet. Abnehmer sind vor allem bekannte Schweizer Markenhersteller. Für besonders diffizile Bearbeitungsaufgaben stehen zwei Anlagen mit zwölf beziehungsweise neun Achsen zur Verfügung. Viele dieser Bearbeitungszentren sind zudem mit Zuführsystemen oder Robotern automatisiert. Die Qualitätssicherung erfolgt mit modernen Messsystemen in einem temperaturstabilisiertem Messraum.