Metallgießerei investiert in Forschung zur Energiesenkung

Bad Langensalza. Bis zu 90 Prozent weniger Kohlendioxid (CO²)-Ausstoß, nur ein Zehntel der Kosten, ein Bruchteil der bisher benötigten Zeit und Energie für die Produktion - zu diesen traumhaften Ergebnissen kommt ein gemeinsames Forschungsprojekt der Universität Magdeburg und der Leichtmetallgießerei Bad Langensalza (LGL). Am Dienstag stellte Stefan Scharf vom Institut für Fertigungstechnik und Qualitätssicherung die Erkenntnisse dieser und anderer Kooperationen zwischen Magdeburg und der Kurstadt vor.

Die Metallgießerei ist eine ex-trem energieintensive Industrie. In mehreren Arbeitsschritten werden aus Aluminium Bauteile etwa für Autos, Motorräder, Druckmaschinen oder Elektroanlagen gegossen. Ein Schritt dabei ist Wärmebehandlung nach dem Gießen. In speziellen Öfen werden dabei die mechanischen Eigenschaften des Metalls verbessert. "Das ist ein sehr sensibler Prozess. Temperaturveränderungen von 10 Grad machen schon einen großen Unterschied. Die Behandlung dauert mehrere Stunden.
Bisher müssen die Gießer beim Produktionsbeginn eines neuen Teils die Eckdaten experimentell herausfinden, um bestimmte Eigenschaften zu erzeugen. Das ist aufwendig", beschreibt Stefan Scharf..

Die Magdeburger Forscher tüftelten mit der LGL und der Firma Promeos aus Nürnberg an diesem Problem. Heraus kam ein Gas-Ofen, der sich wesentlich schneller erwärmt und zugleich kostengünstiger arbeitet als die konventionellen Elektro-Öfen. Das Besondere: Die Wärmestrahlung wird über einen keramischen Schaum gleichmäßig und exakt temperierbar abgegeben. Zudem erstellten die Forscher eine neue Methode, nach der künftig für jede Metalllegierung berechnet und simuliert werden kann, wie der Ofen eingestellt werden muss, um dem Bauteil beispielsweise mehr Zugfestigkeit oder mehr Dehnung zu verleihen. Das Herumprobieren soll damit entfallen.
Ein anderes Forschungsprojekt widmete sich Bauteilen, die besonders einheitlich und dicht sein müssen - etwa Komponenten von Vakuum-Pumpen. Um das zu erreichen, wird das erstarrende Metall nach dem Gießen mit Ultraschall behandelt. Dabei wurden die Qualität und Belastbarkeit des Materials deutlich erhöht, sagt Stefan Scharf und fügt hinzu: "Wenn das in der Produktion umgesetzt wird, wären komplett neue Bauteile möglich, die rundherum gleichermaßen belastbar sind."
Für die Geschäftsführer der LGL beruht die Kooperation mit der Uni auf Gegenseitigkeit. Während Betriebe die Forschung finanzieren, hoffen sie zugleich, die Ergebnisse in der Produktion nutzen zu können.
Dass weniger Energieverbrauch und CO²-Ausstoß zumindest bei der Wärmebehandlung die Bilanz hebt, ist einleuchtend. Doch auch das Ultraschall-Verfahren ist für die LGL-Geschäftsführer Hagen und Norbert Stein vielversprechend. "Es geht für uns auch darum, eine Nische zu finden, wo der Wettbewerb nicht so groß ist. Es braucht ein Alleinstellungsmerkmal, das wir mit der Produktion von hochbelastbaren Stücken erreichen könnten", erklärt Hagen Stein.
Ein weitere Kooperationsprojekt steht bereits in den Startlöchern. Das widmet sich der Logistikkette in den Werkshallen. "Überträgt man den Ablauf in einer Gießerei aufs Kaffeekochen, wird der Kaffee gegenwärtig in der Maschine gekocht, in eine Thermoskanne zum Transport gefüllt, in eine Glaskanne auf einer Wärmplatte gefüllt und kommt schließlich lauwarm in der Tasse an. Das macht in der Kaffeerunde keinen Sinn und bietet auch in der Gießerei Optimierungspotenzial. Wir wollen mit unseren Partnern ein dezentrales und mobiles Schmelz- und Warmhaltesystem entwickeln", gibt Stefan Scharf einen Blick in die Zukunft.