Hilden, 2. Dezember 2008 In Zusammenhang mit der Eröffnung des neuen Versuchs- und Anwendungszentrums in Hilden hat Ashland-Südchemie-Kernfest (ASK Chemicals) ein Kolloquium zur Nachhaltigkeit in der Gießereiindustrie veranstaltet.

Worauf sich Gießereien einstellen müssen

Individualisierung erfordert Umdenken.

Am 30. Oktober hat ASK Chemicals das neue Versuchs- und Anwendungstechnikum in Hilden eröffnet. Im Anschluss an die offizielle Einweihung veranstaltete das Unternehmen in Düsseldorf ein Kolloquium zum Thema „Nachhaltigkeit in der Industrie: Forderung an die Gießerei und ihre Zulieferer“. Über 140 Teilnehmer aus der Gießereiwirtschaft informierten sich über die Zukunft der Mobilität und den aktuellen Stand der Wissenschaft.

Cooler Pragmatismus und sinkende Verkehrsqualität

Da die Kunden von ASK Chemicals in ihren Gießereien eine Vielzahl von Bauteilen für die Automobilbranche herstellen, ist dieser Industriezweig für die Gießereien besonders wichtig. Wolfgang Müller-Pietralla, Leiter der Zukunftsforschung der Volkswagen AG, stellte unter dem Thema „Gesellschaftliche und technologische Rahmenbedingungen für einen effizienten Ressourceneinsatz“ die Überlegungen der Volkswagen AG zur zukünftigen Entwicklung der Mobilität vor.

Müller-Pietralla erläuterte, dass die Autoindustrie sich auf verstärkte Wechselwirkungen der Spannungsfelder Demografie, Energie, Wirtschaft, Klima und Ökosystem einstellen muss. Er sieht einen massiven und zudem beschleunigten Wandel im Käuferverhalten hin zu einer Vielzahl von Sondermodellen. Diese wachsende Individualisierung der Kundenwünsche hat bereits zu einer großen Vielfalt der Teilmärkte geführt und wird sich weiter verstärken. Gab es 1985 in der Automobilindustrie noch 9 Produktsegmente, war ihre Anzahl 2007 bereits auf 60 angestiegen. Eine Folge dieser Entwicklung sind die kurzen Halbwertszeiten neuer Produkte, auf die sich auch die Zulieferindustrie einstellen muss.

Ein weiterer Aspekt ist das Verhalten der Käufer: Stand vor einigen Jahren in Westeuropa noch der Status eines Fahrzeuges im Vordergrund, wird in Zukunft „cooler Pragmatismus“ die Kaufentscheidungen bestimmen. Das bedeutet, dass Käufer sich auf das Wesentliche besinnen: Sie legen weniger Wert auf Fahrdynamik, im Mittelpunkt der Kaufentscheidungen stehen zunehmend Gesichtspunkte wie geringer Verbrauch, Alltagstauglichkeit und Umweltfreundlichkeit.

Weltweit wird die Verkehrsqualität durch die hohe Verkehrsdichte abnehmen – ein Effekt, der durch die Entwicklung der Megacitys auch in den Schwellenländern zum Tragen kommen wird. Hier sind kleine Fahrzeuge gefragt.

Für die Gießereiindustrie wird diese Entwicklung entscheidende Auswirkungen haben:

· Alternative Antriebe, Hybridsysteme mit Elektro- und hoch verdichteten, leichten Verbrennungsmotoren werden zunehmend Marktanteile erobern. Für den Verbrennungsmotor bedeutet das „downsizing“.

· Dennoch werden Verbrennungsmotoren in den nächsten 20 Jahren nachgefragt, denn die Preise für Batterien bleiben noch mindestens 10 Jahre hoch.

· Der Trend geht weg von „Alleskönner“-Motoren, hin zu hochspeziellen Lösungen.

· Zunehmend werden multifunktionale „smart materials“ verwendet, die auf der einen Seite „superstrong“, auf der anderen ultraleicht sind.

Innovation im Spagat

Professor Dr. Ferdinand Dudenhöffer von der FH Gelsenkirchen stellte in seinem Vortrag „Trends und Entwicklungen in der Automobilindustrie“ zwei grundlegend unterschiedliche Szenarien vor.

In den Ländern der „Triade“ aus Westeuropa, USA/Kanada und Japan wird der Entwicklungsschwerpunkt auf technischen Innovationen liegen. Die Individualisierung der Kundenwünsche wird zu kleinen Losgrößen und Sonderfertigungen führen, die von den Herstellern und Zulieferern hohe Flexibilität verlangen.

Dahingegen geht der Trend in den „emerging markets“ zum 5.000-Dollar-Fahrzeug, das radikal neue Ansätze bei Konstruktion und Herstellung erfordert. Dudenhöffer warnte davor, Technologie und Methoden der Industrienationen 1:1 auf diese Märkte zu übertragen.

Angesprochen auf die Bedeutung dieser Entwicklung für die Gießereiindustrie erläuterte er, Flexibilität und Agilität seien gefordert. Das Beherrschen der Varianten-Vielfalt sei die große Herausforderung nicht nur für die Automobilindustrie sondern auch für die Gießereien.

Bereits umgesetzt: Clean Production

Dr. Emmerich Weissenbek, der Projektleiter Anorganische Kernfertigung der BMW-Leichtmetallgießerei in Landshut, stellte ein erfolgreich realisiertes Projekt zur nachhaltigen Produktion vor: die Umstellung der Kernfertigung in der Kokillengießerei auf das anorganische Bindersystem Inotec® von ASK.

Nach mittlerweile 400.000 produzierten Kurbelwellengehäusen lautet sein Fazit: Mit dem anorganischen System hat BMW die Emissionen drastisch reduziert und Kosten gesenkt. Zusätzlich wurde die Bauteilqualität gesteigert und es sind keine negativen Rückmeldungen aus dem Feldbekannt.

Mit Inotec® wurden die Emissionen in der Werkzeugabsaugung um 98 Prozent reduziert. Darüber hinaus hat BMW die Lärmemission erheblich gesenkt, da die Kokillen aufgrund der Verlängerung des Zyklus weniger oft gestrahlt werden. Die Kondensatbildung ist um 25 Prozent reduziert. Das Ergebnis ist eine um 5 Prozent erhöhte Ausbringung, ebenso eine um 15 Prozent verlängerte Standzeit der Werkzeuge.

Entwicklungspotential für die Zukunft sieht Weissenbek im Absenken der Werkzeugtemperaturen, das zu einer schnelleren Erstarrung und somit bei gesteigerter Festigkeit zu kürzeren Taktzeiten führt.“

Nachhaltiges Wirtschaften in Gießereien

Professor Peter Schumacher Leiter des Instituts für Gießereikunde der Universität Leoben und Geschäftsführer des Österreichischen Gießerei-Instituts zeigte die technischen Herausforderungen auf, die nachhaltiges Gießen mit sich bringt. Er beleuchtete die Punkte Energieeinsparung bei der Herstellung und im Betrieb sowie die Umweltverträglichkeit.

Schumacher nahm die Gedanken seiner Vorredner auf und erläuterte den Bedarf für neue Werkstoffe, die im Motor hoch belastet werden, im Powertrain höheren Temperaturen standhalten und als Strukturbauteile hohe Festigkeiten erzielen müssen.

Für die immer feineren Strukturen wird das dünnwandige Gießen zunehmend wichtiger. Er regte an, der Kerntechnologie gerade in diesem Bereich mehr Aufmerksamkeit zu widmen und sich für das Gießen hochkomplexer Bauteile Anregungen aus der Bionik zu eigen zu machen.

In diesem Zusammenhang gewinnt auch die Simulation des Kernschießens an Bedeutung. Hier bestehe Forschungsbedarf, da die mathematische Simulation des Kernschießens heute erst auf dem Stand sei, den die Simulation des Gießens bereits in den 80er Jahren erreicht habe.

Umfassend berichtete Schumacher auch über neue Forschungsergebnisse zur mathematischen und experimentellen Optimierung der Eigenspannungen am Beispiel von Druckgussteilen.

Moderne Analysemethoden für Gussteile

Professor Hartmut Hoffmann vom Lehrstuhl für Umformtechnik und Gießereiwesen der TU München stellte in seinem Vortrag „Mit Forschung die Zukunft gestalten“ die Möglichkeiten der interdisziplinären Zusammenarbeit in Forschungsprojekten dar und schilderte den Aufbau der Forschungslandschaft in Deutschland.

Unter dem Begriff des Forschungs- und Entwicklungskontinuum charakterisierte er die drei Forschungsschwerpunkte Grundlagenforschung, angewandte Forschung und industrielle Umsetzung und zeigte die Unterschiede anhand von laufenden Projekten auf.

So stellte er beispielsweise neue Entwicklungen der zerstörungsfreien Materialanalyse von Gussteilen vor. Mit der an seinem Lehrstuhl angewendeten Neutronentomografie kann eine höhere Durchdringungstiefe erzielt werden als mit Röntgenstrahlen. Die starke Wechselwirkung der Neutronen mit wasserstoffhaltigen Materialien erleichtert beispielsweise die Analyse von Klebeverbindungen.

Ein weiteres am Lehrstuhl angewandtes Verfahren ist die Neutronendiffraktometrie. Dieses zerstörungsfrei arbeitende Verfahren arbeitet phasenselektiv und erlaubt die Analyse dreiachsiger Spannungszustände, beispielsweise zur Untersuchung der Eigenspannungen in Gussteilen.

Darüber hinaus beschrieb Hoffmann auch Projekte, wie die Regeneration anorganisch gebundener Altsande, die das gesamte Forschungs- und Entwicklungskontinuum abdecken.

Fazit

In seinem Schlusswort zog Dr. Thomas Oehmichen, der Geschäftsführer der ASK Chemicals, Bilanz.

Er betonte, dass der Standard in den Gießereien bereits hoch ist, mit zunehmender Verfeinerung der Gießverfahren der Aufwand für weitere Verbesserungen jedoch immer größer wird. Außerdem werde es immer wichtiger, die Auswirkungen von Veränderungen im Prozess über die ganze Kette der Wertschöpfung zu untersuchen. Hier sei das neue Anwendungstechnikum ein wesentlicher Baustein, denn es erlaube, die gesamte Prozesskette des Gießens unter realistischen Bedingungen zu durchlaufen.

Im Zusammenspiel von Forschung und Entwicklung, der Anwendungstechnik und des neuen Technikums könne ASK Chemicals Gießereiprodukte schneller entwickeln und so der Forderung nach Flexibilität und Agilität gerecht werden.

Abbildungen

Bild 1: Wolfgang Müller-Pietralla, Leiter der Zukunftsforschung und Trendtransfer der Volkswagen AG

Bild 2: Professor Dr. Ferdinand Dudenhöffer, Direktor CAR -Institut Der FH Gelsenkirchen (links) und Dr. Thomas Oehmichen, Geschäftsführer von ASK Chemicals

Bild 3: Dr. Emmerich Weissenbek, der Projektleiter Anorganische Kernfertigung der BMW-Leichtmetallgießerei in Landshut

Bild 4: Professor Dr. phil. Peter Schumacher, Leiter des Instituts für Gießereikunde der Universität Leoben und Geschäftsführer des Österreichischen Gießerei-Instituts

Bild 5: Professor Dr.-Ing. Hartmut Hoffmann vom Lehrstuhl für Umformtechnik und Gießereiwesen der TU München

Bild 6: Dr. Thomas Oehmichen, Geschäftsführer von ASK Chemicals bei der Eröffnung des Technikums in Hilden

Bild 7: Dr. Thomas Oehmichen, Geschäftsführer von ASK Chemicals; Dr. Hans Jürgen Wernicke, stv. Vorstandsvorsitzender der Süd-Chemie AG und Aufsichtsratsvorsitzender von ASK Chemicals; Michaela Noll (MdB, Kreis Mettmann); Christian Lindner (MdL, Generalsekretär der FDP in NRW) bei der Eröffnung des Technikums in Hilden (von links)

Bild 8: Rundgang der Gäste im Gießerei-Technikum in Hilden

Bild 9: Anwendungstechniker Benni Daniels von ASK Chemicals
begrüßt Herrn Jan Hucek, Geschäftsführer von AS-Polska (Lódz),
am neuen Ofen im ASK Gießerei-Technikum.

Über ASK

Die Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH (ASK Chemicals), Hilden, ist Spezialist für Harzbindemittel, Härter und Schlichten für Gießereien. Unter dem Motto „Kompetenz im Verbund“ fertigt und vertreibt das Unternehmen weltweit innovative Produktsysteme, die alle Fertigungsprozesse in einer Gießerei umfassen – von der Kernherstellung über das Schlichten, Formen und Komplettieren der Form bis zur Metallurgie für den Eisenguss.

Im Verbund der Süd-Chemie Unternehmensgruppe für Gießereiprodukte erarbeiten die Experten unterschiedlicher Disziplinen in enger Zusammenarbeit mit den Kunden optimale Lösungsansätze für intelligente und fortschrittliche Produktionsverfahren.

Zur Verbundgruppe der Süd-Chemie AG gehören neben ASK Chemicals:

· AS LÜNGEN Foundry Chemicals, Bendorf, als Hersteller von Speisern, Filtern und Trennmitteln

· WD-Giesserei-Technik, Fuldabrück, im Bereich Kernfertigung

· SKW Giesserei, Unterneukirchen, als Anbieter metallurgischer Produkte für den Eisenguss

· Süd-Chemie, Moosburg, mit Bentonit und Glanzkohlenstoffbildnern

· Ajay Metachem Süd-Chemie, Pune (Indien), Hersteller von Harzbindern, Schlichten, Additiven und Trennmitteln bis hin zu Croning-Fertigsanden und Speisern