Weisensee Warmpressteile errichtet innovative Schmiedelinie
Magnesiumschmiedeteile eröffnen dem Leichtbau ein großes technisches Potenzial. Um es ressourcenschonend auszuschöpfen, errichtet die Weisensee Warmpressteile GmbH im Rahmen eines durch das Umweltinnovationsprogramm des Bundesumweltministeriums geförderten Pilotprojekts eine innovative Schmiedelinie. Sie ermöglicht die energetisch hocheffiziente Massenproduktion von Bauteilen aus Magnesiumlegierungen.
Mit der Schmiedetechnik lassen sich komplexe Werkstücke effizient herstellen. Das endkonturnahe Schmieden von Magnesiumknetlegierungen erlaubt die effiziente Herstellung von deutlich leichteren Bauteilen. Die beachtliche Massenreduzierung resultiert aus der optimalen Werkstoffausnutzung und der geringen Dichte des Magnesiums. Allerdings existiert bisher kein ressourcenschonendes, prozesssicheres Verfahren zur Serienproduktion von geschmiedeten Magnesiumbauteilen. Dieser Herausforderung hat sich die im hessischen Eichenzell ansässige Weisensee Warmpressteile GmbH angenommen und eine Schmiedelinie konzipiert, die auf die verfahrens- und werkstofftechnischen Bedürfnisse des Magnesiums abgestimmt ist. Das Verfahren ermöglicht es erstmals, komplexe Bauteile mit hohem Integrationspotenzial und extrem belastungsangepasster Materialverteilung herzustellen.
Die Schmiedelinie ist auf die verfahrens- und werkstofftechnischen Bedürfnisse des Magnesiums abgestimmt und ermöglicht die energetisch hocheffiziente Massenproduktion von Bauteilen aus dem leichtesten aller metallischen Konstruktionswerkstoffe
Hohe Energie- und Emissionseinsparungen
Das neue Anlagenkonzept, das vom Bundesumweltministerium (BMU) im Rahmen des Umweltinnovationsprogramms mit rund 188 000 Euro gefördert wurde, ermöglicht die energetisch hocheffiziente Massenproduktion von Magnesiumbauteilen. Dafür kommt statt der bisher eingesetzten Umluft-Chargieröfen ein kontinuierlich arbeitender Durchlaufofen mit Porenbrennertechnologie zum Einsatz. Das neue Ofenkonzept gewährleistet die schnelle und verarbeitungsgerechte Erwärmung der Magnesiumrohlinge mit einem um rund 30 Prozent reduzierten Energiebedarf. Ein Handlingsystem legt den schmiedefähigen Werkstoff in die direktangetriebene Spindelpresse ein. Ein Teil der eingesetzten Umformenergie kann zurückgewonnen und in Kondensatoren gespeist werden. Der Einsatz der für den Schmiedeprozess erforderlichen elektrischen Energie verringert sich dadurch um bis zu 60 Prozent. Aus diesen Energieeinsparungen resultiert eine Reduzierung der Emissionen an Kohlenstoffdioxid von bis zu 111 Tonnen pro Jahr.
Deutlich leichter bei höherer Festigkeit
Schmiedeteile aus Magnesiumknetlegierungen, wie beispielsweise AZ31 oder AZ80, ermöglichen eine Gewichtsreduzierung, die im Vergleich zu Stahl bis zu 60 Prozent und zu Aluminium bis zu einem Drittel beträgt. Gleichzeitig wird gegenüber spanend hergestellten Werkstücken ein sehr gutes Verhältnis zwischen Rohmaterialeinsatz und fertigem Bauteil erzielt. Die endkonturnahe Herstellung der geschmiedeten Teile reduziert gleichzeitig den Nachbearbeitungsaufwand, woraus geringere Kosten für Energie und Zerspanwerkzeuge sowie ein verminderter Personalaufwand resultieren.
Außerdem weisen Schmiedeteile eine höhere Festigkeit auf, die durch die Verdichtung im Herstellungsprozess und den gerichteten Faserverlauf entlang der Bauteilkontur entsteht. Sie wirkt sich insbesondere bei Bauteilen, die einer Biege-Wechsel-Beanspruchung ausgesetzt sind, vorteilhaft aus.
Das endkonturnahe Schmieden von Magnesium-Knetlegierungen ermöglicht die Herstellung deutlich gewichtsreduzierter Bauteile. Dieser Rotor mit 85 Millimeter Durchmesser und 20 Millimeter Zapfenhöhe wiegt lediglich 21 Gramm
Innovationspotenzial für die Automobil- und Luftfahrtindustrie
Diese Vorteile machen den Einsatz von Magnesiumbauteilen für alle Anwendungen interessant, bei denen eine Verringerung der Massenträgheit angestrebt wird, beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und dem Maschinenbau. So lassen sich aus Magnesiumknetlegierungen beispielsweise Strukturbauteile für Kraftfahrzeuge in einer Segment- beziehungsweise Knotenverbundbauweise herstellen, die mit modernster Fügetechnik verbunden werden können. Diese angepassten Konstruktionen sind in der Lage, bei minimalem Gewicht maximale Kräfte aufzunehmen und zu übertragen. In der Luftfahrtindustrie laufen derzeit Zulassungsverfahren für Bauteile aus Magnesiumlegierungen, die im Innenbereich von Verkehrsflugzeugen zum Einsatz kommen sollen. Dabei handelt es sich unter anderem um Strukturteile für Sitzkonstruktionen.D. Schulz
Weisensee Warmpresseteile GmbH
Bürgermeister-Ebert-Straße 30–32,
D-36124 Eichenzell
Text zum Titelbild: Mit der neuen Schmiedelinie lassen sich Strukturbauteile mit hohem Integrationspotential und belastungsangepasster Materialverteilung endkonturnah in Serie herstellen
