Fachartikel

7.06.2016
erschienen in GIESSEREI Heft 6|2016

Anorganische Kerne – ready to use!

Ein letzter prüfender Blick, dann schließt sich diese Transporteinheit mit Kernsätzen.

Die ASK Chemicals CoreTech GmbH liefert anorganische Kernsätze mit bis zu zehn Einzelteilen fertig konfektioniert direkt an die Gießstrecke von Leichtmetallgießereien. Ein Service mit Zukunft, wie die gestiegenen Umsätze mit Kernen und der in den letzten Jahren kontinuierlich gewachsene Maschinenpark im Moosburger Werk zeigen. 

VON ROBERT PITEREK, DÜSSELDORF

Die anorganische Form- und Kerntechnik ist in der Gießereibranche seit über zehn Jahren in aller Munde. Vorteile sind insbesondere eine im Vergleich zur konventionellen aminhärtenden Kerntechnologie umweltfreundlichere Fertigung, eine schadstoffreduzierte Arbeitsumgebung sowie die höhere Qualität der mit anorganischen Formen und Kernen hergestellten Gussteile. Während die anorganische Serienfertigung von Eisen- und Stahlgussteilen noch nicht umgesetzt ist, erste erfolgreiche Versuchsreihen beim Motorengießen aber bereits durchgeführt wurden, ist das anorganische Leichtmetallgießen schon state-of-the-art. Um das Anwendungsgebiet anorganischer Kerne auf das Eisen- und Stahlgießen zu erweitern, werden Entwicklungspartnerschaften mit Automobilgießereien geschlossen.

Pionier der Anorganik

Ein Meilenstein auf dem Weg zur anorganischen Gussteilfertigung war die Umrüstung der Produktion in der BMW-Leichtmetallgießerei in Landshut vor rund zehn Jahren. Dort werden heute alle Volumenbauteile im Kokillengießverfahren mit anorganisch gebundenen Sandkernen hergestellt, was positive Auswirkungen auf die Produktqualität mit sich brachte. An der Einführung der Anorganik bei BMW in Landshut war der Gießereichemikalienhersteller ASK Chemicals mit seinem anorganischen Bindemittel Inotec beteiligt. Das Hildener Unternehmen ist Pionier bei der anorganischen Form- und Kernherstellung und entwickelt das Bindemittel Inotec seit Jahren weiter. Wesentlicher Unterschied zu konventionellen aminhärtenden Bindersystemen ist das Aushärten. Es erfolgt hauptsächlich durch Dehydration, also dem Entzug von Wasser. Das hat Auswirkungen auf den Prozess: Der verwendete Sand muss beispielsweise in einem engen Temperaturbereich zur Mischanlage gelangen, zudem sind Kernkastenheizungen und Heißluftspüleinrichtungen notwendig. Hinzu kommt, dass regenerierter anorganischer Form- und Kernsand bislang nicht so häufig wiederverwertet werden kann wie organischer. Die Umrüstung in Leichtmetallgießereien gilt daher als vergleichsweise anspruchsvoll und investitionsintensiv.

Externe Kernfertigung

Die ASK Chemicals GmbH in Hilden setzte daher vor rund acht Jahren mit dem Aufbau der Kernmacherei ASK Chemicals CoreTech GmbH den Grundstein für eine externe Kernfertigung, um Gießereien die fortschrittlichen Kerne „ready to use“ für die Produktion anzuliefern. Zwei Standorte in Fuldabrück und Moosburg an der Isar produzieren seither Kerne im Auftrag von Gießereikunden. 60 Prozent des erzielten Umsatzes entfallen dabei auf anorganische Kerne. Beide Standorte sind nach ISO 9001 (Qualitätsmanagementsystem) und 14001 (Umweltmanagementsystem) zertifiziert. Während das Unternehmen in Fuldabrück organisch gebundene Kerne nach dem Cold Box- oder Shell Sand-Verfahren produziert, erfolgt die anorganische Kernfertigung in Moosburg.

Weltgrößte anorganische Kernmacherei

Die 17 000-Einwohner-Stadt in Oberbayern ist heute Standort der weltweit größten externen Kernmacherei für anorganische Kerne. Die hier angebotenen Dienste eignen sich vor allem für zwei Benutzergruppen: „Kunden können die neue anorganische Technologie nutzen, ohne in neue Maschinen und Technik zu investieren. Hinzu kommen Kunden, die erste Erfahrungen mit der Technologie sammeln, bevor sie ihre eigene Kernmacherei umstellen“, zählt Jörg Knechten, Geschäftsführer von ASK Chemicals CoreTech, auf. Die Leistungen der ASK Chemicals CoreTech gehen auf Wunsch der Kunden inzwischen über die reine Kernfertigung hinaus: „ASK Chemicals CoreTech übernimmt soweit gewünscht das komplette Kernkonzept – vom Entwurf des Kerns über die Auslegung des Prototypen- und Serienwerkzeugs sowie der dazugehörigen Prozesse bis hin zur Serienkernfertigung“, umreißt Jörg Brotzki, Mitglied der Geschäftsleitung der ASK Chemicals Gruppe, die umfangreiche Tätigkeitspalette am Standort. Dabei setzt der Gießereizulieferer Kernschießsimulationen in MAGMA, Arena-Flow oder Flow 3D ein und arbeitet mit Modellbauern zusammen, die über lange Erfahrung beim Bau von Kernkästen für die Anorganik verfügen.

Kernfertigung für Großserien

In der Werkshalle des Kernherstellers herrscht reges Treiben. Neben den Mitarbeitern, die Kerne auf ihre Qualität prüfen, spezielle Verpackungen und Transportboxen mit Kernen bestücken und Paletten per Gabelstapler zu den bereitstehenden Lkws bringen, sind zwölf ABB-Industrieroboter im Einsatz, die surrend ihren Arbeitsschritten an den weiß-beigen Kernen nachgehen. Sie montieren die Kerne automatisch und übernehmen Verpackungs- und Kennzeichnungsaufgaben. Ihnen sind in der Prozesskette eine vollautomatische Mischanlage sowie sieben Kernschießmaschinen vorgeschaltet. Parallel zur Arbeit der Blechkameraden erfolgt eine Kamerakontrolle an der automatisierten Montagelinie, bei der die geschossenen Kerne mit einem Referenzbild verglichen werden. Zur Ausstattung der Kernmacherei gehört darüber hinaus ein 3-D-Scanner zur Kontrolle von Kernkästen und Kernpaketen. ASK Chemicals CoreTech fertigt acht verschiedene Produkte mit 20 000 bis 1 000 000 Kernsätzen pro Jahr. Ein Kernsatz kann aus bis zu zehn verschiedenen Einzelkernen bestehen. In Moosburg werden Kerngroßserien für Kunden wie BMW und Handtmann gefertigt. Hinzu kommen Prototypen für weitere namhafte OEMs. Abnehmer hat ASK Chemicals CoreTech nicht nur in Deutschland: Die Kunden sitzen auch in angrenzenden Ländern wie den Niederlanden, der Schweiz, Österreich, Italien, Polen und der Tschechischen Republik.

Umsatzanteil: 5 Prozent und steigend!

Der Ausblick für das Geschäft mit anorganischen Kernen ist für die Hildener so vielversprechend, dass sie die Kapazitäten deutlich erweitern wollen. Bislang ist die Kernfertigung im Vergleich zu anderen Geschäftsbereichen mit fünf Prozent am Gesamtumsatz noch gering. „Es ist aber ein spannender Geschäftsbereich, weil wir damit in der Lage sind, neue Ideen und neue Produkte in den Markt zu bringen und in der Wertschöpfungskette eine Stufe nach oben zu kommen“, so Brotzki, der vor seiner leitenden Tätigkeit bei ASK Chemicals Geschäftsführer der Eisengießerei Monforts in Mönchengladbach war. Neben dem Geschäft mit Kernen handelt sein Unternehmen mit Rohstoffen, Bindern, Schlichten und Additiven, die Gießereien in ihren Prozessen einsetzen. Grund für den geplanten Ausbau der anorganischen Kernfertigung sind die aktuellen Trends der Branche, wie etwa neue Motorenkonzepte, hochaufgeladene Motoren, Downsizing und Nachhaltigkeit, für die ASK Chemicals aktuell neue anorganische Kernfertigungskonzepte entwickelt.

www.ask-chemicals.com

> Zum Interview mit Jörg Brotzki und Jörg Knechten