Vor dem Hintergrund der zunehmenden Beschleunigung der globalen Fertigung hin zu hoher Effizienz, Präzision und Nachhaltigkeit wiesen Experten auf dem kürzlich zu Ende gegangenen 15. International Summit on Casting & Forging Technologies darauf hin, dass ein einzelner Prozess die komplexen Leistungsanforderungen kritischer Komponenten nicht mehr erfüllen kann. Die tiefe Integration von Stahlfeinguss, Sandguss aus duktilem Eisen, Bearbeitung, Aluminiumguss, Schmieden und Prozessdesign ist zum Schlüssel zur Überwindung technischer Engpässe geworden.
Branchenberichten zufolge hat Aluminiumguss aufgrund der Vorteile von geringem Gewicht und hoher Wärmeleitfähigkeit aufgrund der Nachfrage aus den Bereichen neue Energiefahrzeuge und Luft- und Raumfahrt eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 7,2 % erreicht. Unterdessen gewinnt der Stahl-Feinguss aufgrund seiner endkonturnahen Formfähigkeit und der Fähigkeit, komplexe dünnwandige Strukturen zu bilden, weiterhin an Bedeutung bei Komponenten aus Hochtemperaturlegierungen. Gleichzeitig erfreut sich Sandguss aus duktilem Eisen aufgrund seiner hervorragenden Ermüdungsbeständigkeit und Kosteneffizienz bei Konstrukteuren in Windkraft- und Schwermaschinenanwendungen wieder wachsender Beliebtheit.
„Ein eigenständiges Gießen oder Schmieden führt oft zu anisotropen mechanischen Eigenschaften. Durch wissenschaftliches Prozessdesign kann jedoch die hohe Maßgenauigkeit des Stahl-Feingusses mit dem dichten Kornfluss des Schmiedens kombiniert werden, ergänzt durch maschinelle Bearbeitung, um Toleranzen im Mikrometerbereich auf kritischen Passflächen zu erreichen“, sagte Dr. Li Zhenguo, Vorsitzender des technischen Komitees des Gipfels. „Bei der Herstellung von Achsschenkeln für Nutzfahrzeuge verwenden wir beispielsweise zunächst Sandguss aus duktilem Eisen, um komplexe innere Hohlräume zu erhalten, wenden dann lokales Schmieden an, um kritische tragende Bereiche zu verstärken, und führen schließlich eine Fünf-Achsen-Bearbeitung durch, um die Referenzflächen für die Montage zu bearbeiten. Diese Art von prozessübergreifender Synergie beruht vollständig auf der Prozessgestaltung im Vorfeld.“
Darüber hinaus verändert die digitale Simulationstechnologie traditionelle Arbeitsabläufe. Mit KI-gestütztem Prozessdesign können Hersteller gleichzeitig die Schrumpfung des Wachsmusters beim Stahl-Feinguss, die Füllgeschwindigkeit beim Aluminiumguss und die Kornflussrichtung beim Schmieden optimieren und so die Kosten durch Versuch und Irrtum reduzieren. Mehrere führende Zulieferer haben die Einrichtung integrierter Produktionslinien für „Gießen, Schmieden und Bearbeiten“ angekündigt, die eine schnelle 48-Stunden-Lieferung vom Rohling bis zum fertigen Teil ermöglichen.
Branchenanalysten gehen davon aus, dass Fertigungsunternehmen, die über Multiprozessintegrationsfähigkeiten verfügen und Prozessdesign zu einer Kernkompetenz machen, in den nächsten fünf Jahren einen soliden Graben zwischen High-End-Anpassung und Massenproduktion bilden werden. Stahl-Feinguss und Sandguss aus duktilem Eisen werden als primäre Formgebungsprozesse eine komplementäre Matrix mit Schmieden und Aluminiumguss bilden und mit der ultimativen Leistungsfähigkeit der maschinellen Bearbeitung die Leistungsgrenzen industrieller Komponenten neu definieren.
