Lasergravur in der Gießereiindustrie
In diesem Artikel befassen wir uns mit der Gussindustrie und der Lasergravur auf Gusskomponenten.
Die Gießereien sind die Grundlage der Produktion in fast jeder Industrie. Sie beliefern praktisch alle Arten von Fabriken, die Metallteile aller Größen und Arten herstellen . Werfen wir einen genaueren Blick darauf, in welchen Bereichen sie tätig sind und wo die Lasermarkierung in dieser wichtigen Industrie eingesetzt wird.
Automobilindustrie
Die Gießerei ist definitiv der führende Akteur in derAutomobilindustrie. Alle strukturellen Komponenten des Motors, des Fahrwerks, des Getriebes und des Bremssystems stammen aus Gießereien. Sie werden aus Eisenlegierungen (Gusseisen und Stahl) hergestellt.
Neben den Eisenlegierungen werden auch Gussteile aus Nichteisenlegierungen hergestellt. Dazu gehören insbesondere Aluminium und Magnesium. Sie werden für die strukturellen Komponenten des Autos (Motor, Getriebe, Lenkräder, Räder), aber auch für die Karosserie verwendet. Darüber hinaus werden zahlreiche Zubehörteile (wie z.B. Türgriffe) aus Zamak (einer Legierung aus Zink, Aluminium, Kupfer und Magnesium) hergestellt.
Auch die Motorradindustrie kommt nicht ohne den Einsatz von Gussteilen aus, hauptsächlich aus Buntmetalllegierungen wie Aluminium, aber auch aus Gusseisen, die für das ‘Herz’ des Motorrads, den Motor und den Rahmen, verwendet werden. Die Verwendung von Aluminium- und Zamak-Gussteilen ist auch für zahlreiche Zubehörteile wie z.B. Teile des Fahrwerks, Gestänge und Beleuchtung weit verbreitet .
Alle Fahrzeugkomponenten haben Rückverfolgbarkeitscodes. Die Automobilindustrie ist wahrscheinlich die Branche, die sich am meisten mit diesem Thema beschäftigt. Jedes Bauteil ist mit einem Identifikationscode gekennzeichnet. Dieser Code enthält alle für den Hersteller relevanten Informationen: Charge, Produktionsdatum und -zeit, Herkunftsort und -fabrik. Dies ist für die Sicherung der Qualität und für ein rechtzeitiges Eingreifen im Falle von Fehlern unerlässlich. Die Codes, von denen wir sprechen, sind in der Regel zweidimensional, in der Gießerei sind sie es immer. In den meisten Fällen handelt es sich um DataMatrix, da diese Codes Vorteile bieten, auf die wir später noch eingehen werden.
Schauen wir uns nun an, welche anderen Sektoren die Gießereiindustrie mit Grundkomponenten beliefert
Städtebau
Elektrizität
Ohne den Einsatz von Gussteilen, hauptsächlich aus Stahl oder Gusseisenlegierungen, kann keine Elektrizität erzeugt werden. Ob aus erneuerbaren Quellen (Wasser und Wind) oder aus fossilen Brennstoffen, ohne Gusskomponenten können Kraftwerke nicht gebaut werden. Über die Turbinenlaufräder (Stahlguss) oder die Antriebskette (Gusseisen) wird der Antrieb durch Wasser (bei Wasserkraftwerken), Dampf (bei Wärmekraftwerken) oder Wind (bei Windkraftwerken) auf die Stromgeneratoren übertragen.
Haushaltsgerät
Öfen, Heizkessel, Badewannen sind unverzichtbar für ein gemütliches Zuhause und zum Entspannen nach einem langen Arbeitstag. All diese Komponenten gäbe es nicht ohne die Gussindustrie, die, wenn auch indirekt, für unser häusliches Wohlbefinden sorgt. Auch viele der Geräte in unseren Haushalten könnten ohne die Verwendung von Gussteilen nicht hergestellt werden. Sie finden sich in Kochfeldern, Kühlschränken, Waschmaschinen und vielen kleinen Geräten, die wir jeden Tag benutzen.
Luft- und Raumfahrtindustrie
Moderne Flugzeuge werden von leistungsstarken Antriebsmotoren angetrieben, deren Schlüsselkomponenten aus Stahllegierungen bestehen, die im Wachsausschmelzverfahren gegossen werden. Andere Gussteile aus Stahl-, Aluminium- und Magnesiumlegierungen finden sich in wichtigen Teilen von Flugzeugen und Hubschraubern.
Der Herstellungsprozess
von Gusskomponenten
Da wir nun wissen, dass Spindeln in der Tat in jedem Teil unseres täglichen Lebens vorkommen, lassen Sie uns diese Technologie näher betrachten. Wie werden diese Komponenten hergestellt? Welche Prozesse sind damit verbunden?
Gießereien stellen in einem einfachen und effizienten Produktionsprozess Metallprodukte (sogenannte Gussstücke) mit einer genau definierten Form, Größe und chemischen/physikalischen Eigenschaften her.
In einer Gießerei wird das geschmolzene Metall (bestehend aus Eisen- oder Nichteisen-Legierungen) direkt in Sandformen oder Metallformen gegossen (in der Regel Stahl) gegossen, die die Geometrie des herzustellenden Teils negativ nachbilden und in denen das Metall erstarrt. Die Materialien, aus denen die verschiedenen Teile der Form bestehen, sind immer Metalle mit höherem Schmelzpunkt als das eingespritzte Material, wie z.B. Aluminium. Nach dem Abkühlen wird das Gussteil aus der Form oder dem Werkzeug entnommen und nachbearbeitet.
Der Einspritzdruck der Schmelze kann in Abhängigkeit vom Gewicht des zu fertigenden Teils, aber auch von der Art des verwendeten Gussmaterials variieren. Es ist wichtig, dass der Druck während des gesamten Schmelzprozesses konstant gehalten wird, d.h. bisdas Teil erstarrt ist. Hydraulische Pressen sorgen in der Zwischenzeit für einperfektes und vollständiges Schließen der Form: Sobald das Teil erstarrt ist, lassen die Pressen die beiden Halbformen öffnen, so dass das Gussteil entnommen werden kann.
Die Gussteile können unbearbeitet, frisch aus der Gießerei, oder maschinell bearbeitet an den Kunden geliefert werden.
Gießereien, die auch maschinelle Bearbeitung anbieten, liefern dem Kunden ein Gussteil, das auf andere Komponenten montiert werden kann, z.B. einen Kolben auf einem Bremsscheibenmotor in einem Bremssystem.
In einigen Fällen produzieren Gießereien Kataloggussteile, die direkt an den Endverbraucher verkauft werden können: Dies ist der Fall bei Heizkörpern, Grills, Kanaldeckeln, Stadtmöbeln, Rauchwaren und Kochgeschirr.
Gießereien werden gemeinhin auch als Sekundärmetallgießereien bezeichnet, da in den Öfen nur Produkte aus der primären metallurgischen Industrie (Gusseisen und Nichteisenlegierungen in Schmelztiegeln, die aus der Reduktion von Erzen gewonnen oder aus Schrott hergestellt werden) sowie, im Falle von Eisenmetallgießereien, aus Schrott umgeschmolzen werden. Gerade wegen der Besonderheit ihres Produktionsprozesses sind die Gießereien ein zentrales Element beim Übergang zur Kreislaufwirtschaft.
Die Produktion von Aluminium-Druckgussteilen ist automatisiert und computergestützt, was zu einer hohen Produktivität führt. Die ständige Kontrolle des Gießprozesses gewährleistet die bestmögliche Qualität der Gussteile und maximiert die Produktionseffizienz der Anlagen.
Dank der hohen technologischen und qualitativen Standards, die von den heutigen Anlagen und Maschinen erreicht werden, gewährleisten die im Gussverfahren hergestellten Teile minimale Maßtoleranzen und bessere Oberflächengüten als andere Gießereiverfahren.
Registrieren Sie sich für die Veranstaltung
LASIT LIVE: Lasergravur auf Gussteilen
Wir haben beschlossen, der Öffentlichkeit, die uns und unseren Kunden in der Gießereiindustrie folgt, ein noch nie dagewesenes Erlebnis der Lasergravur zu bieten. Deshalb werden wir im Mai die Türen unserer Werkstatt öffnen, damit Sie die Lasergravur auf Gussteilen aus nächster Nähe erleben können.
Die Veranstaltung dauert drei Tage und wird als virtuelles Einzelgespräch mit einem unserer Vertriebsmitarbeiter und einem spezialisierten Lasertechniker durchgeführt. Auf diese Weise hat jeder Besucher des Workshops die Möglichkeit, mehr darüber zu erfahren, was er möchte.
Sie können alle Fragen zur Lasergravur von Gusskomponenten stellen und erfahren, wie Sie dauerhafte Gravuren erzielen. Sie werden auch erfahren, wie Sie die Ergebnisse der Lasergravur nach invasiven Verfahren wie Sandstrahlen und Kugelstrahlen nicht beeinträchtigen.
Ökologie
In den letzten Jahren ist der Anteil der wiederverwerteten Materialien, die als Ersatz für neue Rohstoffe verwendet werden, stetig gestiegen. In Italien hat man diesem Thema und der Ökologie des Systems besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Heute werden in der italienischen Landindustrie bis zu 75 Prozent der Materialien recycelt, und zwar in allen Betrieben, die mit einem Elektroofen ausgestattet sind.
Auch Produktionsabfälle werden im Prozess wiederverwendet: 95 Prozent des in der Gießerei anfallenden verbrauchten Sandes werden als Rohstoff wiederverwendet und ersetzen Sand und Erde aus dem Bergbau. Schließlich werden 95 Prozent des Wassers, das zur Kühlung der Öfen verwendet wird, zurückgewonnen und wiederverwendet. Ein perfektes Kreislaufsystem, das Gießereien zu umweltfreundlichen Unternehmen macht.
Lasermarkierung auf Gusskomponenten
Die Lasermarkierung greift heute in den Gießprozess vor dem Sandstrahlen und Kugelstrahlen ein. Bis vor einigen Jahren war dies unmöglich, da solche invasiven Prozesse das Ergebnis der Lasergravur beschädigten und der Code unlesbar war.
Die am häufigsten markierten Rückverfolgbarkeitscodes sind DataMatrix. Es handelt sich dabei um zweidimensionale Codes, die unzählige Vorteile gegenüber ihren eindimensionalen Äquivalenten, d.h. den Barcodes, haben.
Zunächst einmal können DataMatrix-Codes mehr als 2000 Zeichen an Informationen enthalten. Für eine entsprechende Leistung müsste ein Barcode zu umständlich zu lesen sein und die Implementierung wäre unwirtschaftlich.
Wenn Sie all diese Informationen in die DataMatrix schreiben, können Sie mit einem einzigen Code überwachen: die Produktionscharge, den Standort, das Datum und die Uhrzeit der Erfüllung, die Informationen aus der Kundendatenbank.
Die Art der markierten Datamatrix ist ein ECC 200, der dem AIM DPM-Standard entspricht. Das liegt daran, dass lasermarkierte Codes DPM genannt werden, was für Direct Part Marking steht. Die Lasermarkierung erfolgt direkt auf dem Druckgussstück.
Ein weiterer Vorteil der DataMatrix ist ihre Fähigkeit zur Fehlerkorrektur. Sie ist auch dann noch lesbar, wenn sie zu 30% beschädigt ist. Diese Funktion ist bei Gusskomponenten besonders wichtig, da wir dieses Risiko bei den invasiven Verfahren des Kugelstrahlens und Sandstrahlens eingehen.
Die DataMatrix kann sehr klein sein, wenn sie mit einem Laser erstellt wird. Eine weitere wichtige Information ist, dass die DataMatrix mit bis zu 20 Prozent Kontrast lesbar ist . Das ist in der Welt des Landes entscheidend, wo invasive Verfahren wie Sandstrahlen und Kugelstrahlen sie beschädigen könnten.
Bei LASIT haben wir eine Strategie entwickelt, um dieses Problem zu lösen. Nach jahrelanger Forschung und Entwicklung können wir heute den 2D-Code direkt auf dem Bauteil markieren, wenn es die Form verlässt. Dadurch ist es während seiner gesamten Reise rückverfolgbar und der Code bleibt auch nach dem Sandstrahlen lesbar.
Wir werden dieses Thema und vieles mehr auf unserer speziellen Gießereiveranstaltung LASIT LIVE – Cast Component Marking, die vom 12. bis 14. Mai stattfinden wird, vertiefen. Zum ersten Mal öffnen wir die Türen unserer Lasertest-Labors, um unsere Ergebnisse in speziellen Veranstaltungen der Öffentlichkeit vorzustellen.
Hat Ihnen dieser Artikel gefallen? Teilen Sie es auf
