Das "Stahl und Hartgusswerk Bösdorf" befindet sich am Rand von Leipzig. Schon zu DDR-Zeiten wurde hier Stahl gegossen. Und auf diesem Gelände steht nun auch die die erste Teilstrecke, mit der man dünnwandigen Stahl gießen kann. Die gelb-blauen Farben lassen sofort erkennen, dass diese Anlage neu ist. Sie hat eine Fläche von 20 mal 15 Meter und ist U-förmig aufgebaut. Die Transportrichtung ist gegen den Uhrzeigersinn und beginnt im so genannten Unicase-Magazin-Regal. Von dort werden die vorbereiteten Formen zum Gießofen transportiert, der sich im Querbalken befindet. Der Geschäftsführer Jens Schreiner erklärt den Vorgang.
"Zu sehen ist jetzt die Giesdüse, jetzt kommt die nächste Giesform, das ist wieder ein anderes Gussteil, die Giesform wird positioniert, der Stempel fährt runter und sofort erfolgt die Füllung der Giesform."
Nach dem Abguss werden die Formen zur Entnahmestelle auf der anderen Seite des U-Schenkels transportiert. Die weitere Verarbeitung der Bauteile erfolgt dann an anderer Stelle, denn erst ab 2012 wird eine vollautomatische Fertigungslinie stehen. Den flüssigen Stahl kann man beim Gussvorgang nicht sehen. Nur Kästen, die hin und her rotieren - im oberen Teil die Gussform, unten der flüssige Stahl, der mittels Gas nach oben gedrückt wird. Und genau das ist das Neue, sagt Schreiner:
"Was also absolut neu ist und in der Welt einmalig, dass ist eine Serienanlage für den Niederdruckguss von Stahlguss."
Der Stahlexperte Schreiner hat ein altes Verfahren "Stahlgussfähig" gemacht. Die so genannte Niederdrucktechnik, die es schon seit den 60er Jahren gibt. Mit diesem Verfahren wurde bisher Aluminium gegossen. Dieser Werkstoff schmilzt bei maximal 700 Grad. Temperaturen, die Stahl völlig kalt lassen, denn der muss auf 1600 Grad erhitzt werden, bis er flüssig wird. Und darin lag bisher das Problem. Dazu Anton Mikklin, Entwicklungsingenieur bei Evosteel:
"Und das Problem war früher eigentlich, in flüssigen Zustand den Stahl zu halten, und dann zu vergießen, und das Problem wurde mit Hilfe von Ofenkonstruktion gelöst."
Der Stahl wird auf 1600 Grad erhitzt und dann in das Niederdrucksystem gefüllt, also in die erwähnten Kästen. Dort wird er flüssig gehalten und von unten nach oben in die Form gepresst. So ist es möglich, bis zu 1,5 mm dünnen Stahl zu gießen, beziehungsweise mittels Gasdruck nach oben zu pressen. Projektleiter Daniel Minnich:
"Und die Bauteile die sie hier sehen, die kann so noch keiner erzeugen in dieser Größe und in dieser Wandstärke und oft werden die mit Aluminiumbauteilen verwechselt, weil die so dünn sind und die Leute können sich nicht vorstellen dass man solche Strukturen in Stahl herstellen kann."
Um zu verdeutlichen, wie filigran gearbeitet werden kann, wird ein Beispielbauteil gegossen. Es hat die Form eines Oberschenkelknochens mit einzelnen Verstrebungen im Innenraum. Bausteile dieser Art mussten früher aus mehreren Teilen zusammengesetzt werden, um die nötige Stabilität zu erreichen. Nun ist dies in einem Gussvorgang möglich. Das spart Zeit, Material und Gewicht, denn die gegossenen Stahlteile sind so dünn, dass sie auch als Leichtbauelemente verwendet werden können. Geschäftsführer Jens Schreiner:
"Insbesondere da, wo hohe Kräfte aufgenommen werden müssen. Beispielweise im crash-relevanten Bereich eines Fahrzeuges, das kann eine A Säule sein, Verbindungselemente, so genannten Knotenelementen oder im Fahrwerksbereich."
Und auch im Herstellungsprozess kann das 3-cast-Verfahren punkten, denn es ist gegenüber der herkömmlichen Stahlgusstechnik sehr Material sparend. Da der Stahl von unten nach oben gepresst wird, kann die nicht benötigte Schmelze direkt in den Gussofen zurückfließen, und wieder verwendet werden. Der übliche Abfall von 50 Prozent, kann so auf 25 Prozent minimiert werden. Auf die Frage, ob man noch dünneren Stahl gießen könnte, lächelt Jens Schreiner und schüttelt den Kopf. Die Gesetze der Physik würde dies nicht zulassen, sagt er.
"Das wäre dann ein Thema für einen Goldschmied aber für einen industriellen großtechnischen Maßstab nicht realisierbar. Das hat mit der Stahlschmelze als solches zu tun. Stahl hat eine sehr hohe Oberflächenspannung und fließt von Natur aus sehr ungern in dünne Wandbereiche."
"Zu sehen ist jetzt die Giesdüse, jetzt kommt die nächste Giesform, das ist wieder ein anderes Gussteil, die Giesform wird positioniert, der Stempel fährt runter und sofort erfolgt die Füllung der Giesform."
Nach dem Abguss werden die Formen zur Entnahmestelle auf der anderen Seite des U-Schenkels transportiert. Die weitere Verarbeitung der Bauteile erfolgt dann an anderer Stelle, denn erst ab 2012 wird eine vollautomatische Fertigungslinie stehen. Den flüssigen Stahl kann man beim Gussvorgang nicht sehen. Nur Kästen, die hin und her rotieren - im oberen Teil die Gussform, unten der flüssige Stahl, der mittels Gas nach oben gedrückt wird. Und genau das ist das Neue, sagt Schreiner:
"Was also absolut neu ist und in der Welt einmalig, dass ist eine Serienanlage für den Niederdruckguss von Stahlguss."
Der Stahlexperte Schreiner hat ein altes Verfahren "Stahlgussfähig" gemacht. Die so genannte Niederdrucktechnik, die es schon seit den 60er Jahren gibt. Mit diesem Verfahren wurde bisher Aluminium gegossen. Dieser Werkstoff schmilzt bei maximal 700 Grad. Temperaturen, die Stahl völlig kalt lassen, denn der muss auf 1600 Grad erhitzt werden, bis er flüssig wird. Und darin lag bisher das Problem. Dazu Anton Mikklin, Entwicklungsingenieur bei Evosteel:
"Und das Problem war früher eigentlich, in flüssigen Zustand den Stahl zu halten, und dann zu vergießen, und das Problem wurde mit Hilfe von Ofenkonstruktion gelöst."
Der Stahl wird auf 1600 Grad erhitzt und dann in das Niederdrucksystem gefüllt, also in die erwähnten Kästen. Dort wird er flüssig gehalten und von unten nach oben in die Form gepresst. So ist es möglich, bis zu 1,5 mm dünnen Stahl zu gießen, beziehungsweise mittels Gasdruck nach oben zu pressen. Projektleiter Daniel Minnich:
"Und die Bauteile die sie hier sehen, die kann so noch keiner erzeugen in dieser Größe und in dieser Wandstärke und oft werden die mit Aluminiumbauteilen verwechselt, weil die so dünn sind und die Leute können sich nicht vorstellen dass man solche Strukturen in Stahl herstellen kann."
Um zu verdeutlichen, wie filigran gearbeitet werden kann, wird ein Beispielbauteil gegossen. Es hat die Form eines Oberschenkelknochens mit einzelnen Verstrebungen im Innenraum. Bausteile dieser Art mussten früher aus mehreren Teilen zusammengesetzt werden, um die nötige Stabilität zu erreichen. Nun ist dies in einem Gussvorgang möglich. Das spart Zeit, Material und Gewicht, denn die gegossenen Stahlteile sind so dünn, dass sie auch als Leichtbauelemente verwendet werden können. Geschäftsführer Jens Schreiner:
"Insbesondere da, wo hohe Kräfte aufgenommen werden müssen. Beispielweise im crash-relevanten Bereich eines Fahrzeuges, das kann eine A Säule sein, Verbindungselemente, so genannten Knotenelementen oder im Fahrwerksbereich."
Und auch im Herstellungsprozess kann das 3-cast-Verfahren punkten, denn es ist gegenüber der herkömmlichen Stahlgusstechnik sehr Material sparend. Da der Stahl von unten nach oben gepresst wird, kann die nicht benötigte Schmelze direkt in den Gussofen zurückfließen, und wieder verwendet werden. Der übliche Abfall von 50 Prozent, kann so auf 25 Prozent minimiert werden. Auf die Frage, ob man noch dünneren Stahl gießen könnte, lächelt Jens Schreiner und schüttelt den Kopf. Die Gesetze der Physik würde dies nicht zulassen, sagt er.
"Das wäre dann ein Thema für einen Goldschmied aber für einen industriellen großtechnischen Maßstab nicht realisierbar. Das hat mit der Stahlschmelze als solches zu tun. Stahl hat eine sehr hohe Oberflächenspannung und fließt von Natur aus sehr ungern in dünne Wandbereiche."