Fachartikel

24.03.2017
erschienen in GIESSEREI Heft 4|2017

Inbetriebnahme der Gießerei 3plus bei M. Busch in Wehrstapel

Bild 4: Blick auf die Unterkasten-/Kerneinlegelinie, links oben ist die Oberkastenlinie zu sehen.

Die Bestwiger M. Busch GmbH & Co. KG hat eine der größten Investitionen in ihrer Firmengeschichte getätigt: Mit der neue Seiatsu-Formanlage, welche das moderne Verdichtungsverfahren Seiatsu.plus einsetzt, stellt sich der Standort Wehrstapel des fast 200 Jahre existierenden Unternehmens solide für die Zukunft auf.

VON STEFFEN GEISWEID, DENNIS WOLZENBURG, BAD LAASPHE

Nach 24-jährigem Betrieb der vorhandenen Seiatsu-Formanlage der Gießerei 3 wurde nun die neue Formanlage des Typs EFA-SD Seiatsu.plus inklusive eines zusätzlichen Gießautomaten des Typs P-30-M erfolgreich in Betrieb genommen. Beide Ausrüstungen lieferte und installierte der heimische „Weltmarktführer“ Heinrich Wagner Sinto Maschinenfabrik GmbH (HWS) aus dem südwestfälischen Bad Laasphe. Die Aufgabenstellung an die Lieferanten war eine Modernisierung bei gleichzeitiger Leistungssteigerung der Gießerei. Für den Umfang der Formanlage sollten die vorhanden Modellplatten ohne Anpassung an die neue Formanlage übertragbar sein, die Formkästen blieben in Länge und Breite unverändert. Während der Vorplanungsphase wurden Logistik und Materialflüsse der alten Gießerei durch Busch neu bewertet. Auf dieser Grundlage wurden die Bereiche für Formen, Kerneinlegen, Gießen und Ausstoßen festgelegt. Die Nutzung von verfügbaren Gebäudeflächen ermöglichte eine 2-stufige Montage und die Produktion wurde so in der ersten Montagephase nicht behindert. Aufgrund der geforderten Formenleistung war es nicht mehr möglich mit nur einer Einzelformmaschine zu arbeiten. Da vorhandene Gebäudestrukturen erhalten werden mussten konnte auch keine sogenannte Zwillingsformmaschine eingesetzt werden. So entwickelte HWS ein Konzept mit zwei Einzelformmaschinen, die jeweils den Unterkasten und den Oberkasten abformen. Beide Formmaschinen arbeiten mit dem bewährten Seiatsu-Formverfahren mit Vielstempelpresse für die hydraulische Nachverdichtung. Zur weiteren Steigerung der Präzision und Maßhaltigkeit der Formen ist die Formmaschine für die Oberkästen mit dem modellseitigen Verdichtungsverfahren Seiatsu.plus der neuesten Generation ausgestattet. Dabei ist anzumerken, dass das modellseitige Verdichten seit 2004 in mehr als 20 Formanlagen erfolgreich umgesetzt wurde. Durch die Verwendung des Verfahrens lassen sich im Ergebnis (je nach Komplexität der Bauteilgeometrie) um bis zu 30 % höhere Randverdichtungswerte erzielen (Bilder 1, 2 und 3). Obwohl durch die Neugestaltung der Materialflüsse die Laufrichtung der neuen Formanlage entgegengesetzt der alten Formanlage verläuft, konnte die Kerneinlegestrecke im selben Bereich wie vorher platziert werden. Somit bleibt die optimale Anbindung an die vorhandene Kernmacherei erhalten (Bild 4).

Die Gießlinie ist auf die entgegengesetzte Seite der Gießerei verlegt. Dadurch ergibt sich eine wesentlich kürzere Transportstrecke für die Versorgung mit Flüssigeisen. Bedingt durch die vorgeschriebene Formenleistung arbeiten an der Gießstrecke jetzt auch zwei vollautomatische HWS-Gießautomaten des Typs „P-30M“ (M = mitfahrende Pfannen-Wechselvorrichtung). Dabei handelt es sich um einen erst vor kurzem an der vorherigen Gießlinie installierten Gießautomaten sowie um einen zweiten, neuen und baugleichen Gießautomaten. Die Schlüsselfunktion der Gießautomaten ist die softwareüberwachte Pfannenfüllmenge und Datenkommunikation. So können die Gießautomaten „autonom entscheiden“, wer welche Form abgießt, damit die Logistik der Zuführung des Flüssigmetalls optimal abläuft. Für die Kühlung der abgegossenen Formen setzt Busch weiterhin auf das bewährte Konzept der Formballenkühlung. Nach einer definierten Abkühlphase im Formkasten werden jeweils zwei Formballen in einen Kühlrahmen übergeben. Das bereits an der alten Formanlage installierte 4-Etagen-Kühlgerüst wurde dafür durch zusätzlichen Stahlbau verlängert, um die geforderte Gesamtkühlzeit zu erreichen.

Die Hub- und Absenkvorrichtungen an den Stirnseiten wurden von Grund auf neu nach dem aktuellen Stand der Technik konstruiert. Das Ausleeren der Kühlrahmen erfolgt über einen Ballenlift, der die Formballen in den Keller absenkt und auf einen neu installierten Gusskühler abschiebt. Überwacht und gesteuert wird die Formanlage durch die neueste Version des von HWS selbst entwickelten Anlagenleitsystems ALS 2010 advanced. Dieses System ermöglicht die Verwaltung von Prozess- und Modellparametern, das Visualisieren von Kühlzeiten und Anlagenzuständen sowie die Datenkommunikation mit der Peripherie. Das GLS 2010 (Gießautomatenleitsystem, Bild 5) wurde speziell zur Datenverwaltung und -verarbeitung für Gießmaschinen entwickelt. Es unterstützt das Anlagenpersonal durch die Anzeige aller wichtigen Prozessdaten, wie z. B. Abgießgewicht, Gießzeit und -temperatur sowie durch die Darstellung der Kasteninformationen der sich im Gießbereich befindlichen Formen. Weitere wichtige Funktionen wie eine komfortable Gießparameterverwaltung, eine Stör- und Taktzeitauswertung und eine detaillierte Stückzahlprotokollierung gehören ebenso zum Standard dieses Leitsystems. Selbstverständlich verwendet das GLS die gleiche Bedienoberfläche wie das ALS. Bei vollautomatischem Gießen muss bei einem Modellwechsel an der Gießmaschine eine 100-prozentige Wiederholgenauigkeit der Gießparameter gegeben sein. Durch eine optionale Datenkommunikation zu der Formanlagensteuerung wird mit Hilfe der gesendeten Modellnummer automatisch ein modellspezifisches Gießprogramm geladen, und mit diesen Regel- und Steuerungsparametern das vollautomatische Gießen gestartet. Der gesamte Gießablauf kann mit einer installierten Kamera beobachtet werden, für eine spätere Auswertung des Prozesses stehen die Gießabläufe in einem Archiv zur Verfügung. Eine Integration zu anderen Systemen wird durch definierte Schnittstellen, wie einer PPS-Schnittstelle, einer Exportdatenbank oder einer Excel- oder XML- Schnittstelle sichergestellt. Als Werkzeug der ständigen Qualitätskontrolle kommt das ebenfalls von HWS selbst entwickelte Vision Control System (VCS) zum Einsatz (Bild 6). Dieses System ist ein kamerabasiertes System zur automatischen Überprüfung von Grünsandformen auf Formfehler. Es dient der Kontrolle der gefertigten Formen und damit zugleich der Qualitätssicherung. Die Überprüfung basiert auf einem Vergleich der Formen mit Referenzdaten und -parametern, die modellspezifisch definiert und archiviert werden. Zusammen mit den anderen Datenerfassungs- und -auswertungssystemen hält spätestens hier die Gießerei 4.0 Einzug.

Die erste Baustufe wurde im Frühjahr 2016 montiert und umfasste die beiden Einzelformmaschinen, Ausstoßer, zentrale Hydraulikstation und weitere Peripheriegerätschaften. Um für die kritische zweite Baustufe bestens vorbereitet zu sein, wurde eine Vorab-Inbetriebnahme der ersten Baustufe durchgeführt, das heißt, die zentrale Hydraulikstation sowie alle Antriebe selbst wurden im Betriebsmodus erprobt, selbst der Abformzyklus der Formmaschinen wurde ausgeführt. Während der Betriebsruhe im Sommer 2016 wurde die zweite Baustufe installiert. Die Inbetriebnahme und die Abnahme der Formanlage wurden termingerecht und erfolgreich durchgeführt. Sowohl der vorhandene (und umgesetzte) als auch der neu ausgelieferte zweite Gießautomat haben ihre Arbeit aufgenommen und vergießen von nun an vollautomatisch das flüssige Metall. Die neue Gießerei 3plus bei Busch produziert nun mit einer der modernsten Formanlagen, die von HWS bisher ausgeliefert wurden. Ausgerüstet mit den neuesten Softwarelösungen sowie dem Verdichtungsverfahren Seiatsu.plus ist man bei Busch nun gut gerüstet für die Anforderungen der Zukunft.

Steffen Geisweid, Bereichsleiter Vertrieb; Dennis Wolzenburg, Teamleiter Offerte, Heinrich Wagner Sinto, Bad Laasphe

www.wagner-sinto.de
www.m-busch.de