Maximolding – Gesamtlösung für Magnesiumdruckgießen in der digitalen Gießerei
Magnesiumgussteile in einer deutschen Druckgießerei. Bietet das neue Maximolding- Verfahren neue Perspektiven und qualitative Vorteile für das Leichtmetall? FOTO: ANDREAS BEDNARECK
VON ASHLEY STONE UND EDO MEYER, TORONTO, KANADA
Seit mehr als 5000 Jahren wird nach dem gleichen Prinzip gegossen. Das Metall wird in einem Topf so aufgeheizt, dass es zu einer Flüssigkeit wird. Danach wird es mit einem Löffel in die Form dosiert, wo es dann erstarrt. Das bereits in den 1990er-Jahren eingeführte Thixomolding-Verfahren von Thixomat USA (ein Ableger von Dow Chemicals) hat bis heute weltweit über 600 Maschinen-Installationen vorzuweisen. Seit den 1990er-Jahren gehören Maschinenhersteller wie HPM USA (Yizumi-HPM China), JSW Japan, sowie Husky Injection Molding Systems, Kanada, zu Thixomat. Zwar haben diese Thixomolding-Maschinen viele Prozessvorteile, allerdings erwiesen sie sich als sehr komplex und relativ teuer im Bau und in der Instandhaltung. Gleichzeitig wurden in den letzten zehn Jahren neue und anspruchsvolle Aufgaben und Qualitätsanforderungen bezüglich gegossener Leichtbauteile an Ingenieure und Konstrukteure herangetragen. Eine neue, vertikal ausgerichtete, umweltfreundliche Metallspritzgießmaschine für halbfeste Schmelze eignet sich dazu, diese Aufgaben zu erfüllen.
Ziel ist die Lösung zweier Probleme: die Herstellung von Leichtmetallteilen mit hoher Integrität und die Vermeidung der Emission gefährlicher Gase in die Atmosphäre. So soll der derzeit nicht nachhaltige Ansatz verbessert werden, wonach gegossen, inspiziert, gut von schlecht getrennt und abschließend wiedereingeschmolzen wird. Um den Anforderungen im Bereich der Nachhaltigkeit gerecht zu werden, ist das Maximolding-Verfahren zunächst für Magnesium entwickelt worden, das sich als Metall der Zukunft eignet.
Durch das kontinuierliche Streben nach Gewichtsreduzierung bieten sich Magnesiumlegierungen als vielversprechendste Materialien für technologische Entwicklungen an. Magnesium ist das achthäufigste Element in der Erdkruste und das vierthäufigste Element auf der Erde. Magnesium ist das leichteste aller Strukturmetalle. Eine einzigartige Mischung aus
- geringer Dichte,
- hoher spezifischer Festigkeit,
- Steifheit,
- hoher elektrischer Leitfähigkeit,
- hoher Wärmeableitung
- und Absorption von Vibrationen
macht das Magnesium zu einem hervorragenden Kandidaten, um die Aktivitäten des Menschen in nahezu allen Aspekten zu unterstützen.
In Kombination mit einfacher Verarbeitung und sehr einfachem Recycling kann Magnesium das Material der Zukunft sein. Und selbst unrecycelt wird MgO mit der Zeit ein Teil der Natur ohne Schadstoffe abzugeben. Im Vergleich zu Kunststoffen, die in den letzten 50 Jahren ein enormes Wachstum verzeichneten, kann Magnesium viele Qualitäten vorweisen. Magnesium beeinträchtigt weder Mensch noch Tier und ist leicht verfügbar. Es kann mit nur 4 % der ursprünglichen Entstehungsenergie wieder verwertbar gemacht werden und so zum Erreichen der Klimaziele beitragen.
Werden die Werkstoffe am Ende des Lebensweges recycelt, kann eine „Gutschrift“ für vermiedene Primärproduktion erteilt werden. Die Gutschriften sind bei Aluminium und Magnesium bei einem angenommenen geschlossenen Recyclingkreislauf besonders hoch. Dadurch verändern sich die Netto-Emissionen im Vergleich zu anderen Werkstoffen beträchtlich. Magnesium weist nun über den gesamten Lebenszyklus die geringsten Emissionen auf. Polyamid und Polypropylen haben wenig Gutschriftpotenzial, da bei Kunststoffen von einer thermischen Verwertung mit relativ wenig Gutschriften ausgegangen wird. Um allerdings die vielen Vorteile des Magnesiums nutzen zu können, müssen einige grundsätzliche Dinge in der Gießerei- Industrie überdacht werden. Lange galt Magnesium unter Gießern als umständlich in der Handhabung, dabei fehlte eher die passende Technologie, um Magnesium besser verwerten zu können.
Ashley Stone aus Toronto ist Erfinder und war über 40 Jahren lang auf dem Gebiet der Industrie-Röntgeninspektion sowie im Maschinenbau tätig. Edo Meyer ist Arbeitspsychologe und forscht für seine Promotion an der Universität Wien. Seit über 15 Jahren kooperiert er mit der Firma Röntgen Jacobsen in Kanada. Er ist Geschäftsführer der Maximolding Technology GmbH im bayerischen Siegsdorf.