Unser industrielles Verfahren

Um seinen Kunden eine zeitgemäße industrielle Infrastruktur bieten zu können, verfolgt PRECIMETAL einen proaktiven Investitionsplan. Somit ist sichergestellt, dass der Rahmen der Werkstückfertigung für perfekte Qualität bürgt, maximale Reproduzierbarkeit garantiert und die bestmögliche Produktivität / Wettbewerbsfähigkeit erreicht werden kann.

Die Ausrüstung wird regelmäßig einer präventiven Wartung und periodischen Sicherheitsprüfungen unterzogen und wenn nötig in Stand gesetzt oder verbessert, sodass der Maschinenpark von PRECIMETAL stetig effizienter und verlässlicher wird.

Die Konzeption mittels Computergrafik
Von der Konzeption zum Prototyp
  • Unterstützung bei Konzeption und Planung.
  • Erstellung von Werkzeug- und Prüf- und Bearbeitungsplänen.
  • Überwachung der Prototypenherstellung.
  • 100%ige Prüfung der Musterteile einschließlich Röntgen.
Logistik: robotergestützte Förderbänder
Produktionsplanung – Logistik
  • Bedarfsorientierter Produktionsbeginn („Just-in-time“).
  • Überwachung der Produktion in Echtzeit.
  • Verfahren zum Management von Verzögerungen.
  • Automatisches Wiederanfahren.
  • Automatisches System für die Produktionsplanung abhängig von den produzierten Serien und den Verfahrenszeiten, Fristen und der Gesamtauslastung.
  • Transport der Werkstücke mittels robotergestützter Förderbänder.
  • Integration der Endfertigung durch Vergabe von Unteraufträgen in den Fertigungszyklus.
Anfertigung der Wachsmodelle
Anfertigung der Wachsmodelle
  • Manuelle und automatische programmierbare Pressen für Wachsmodelle.
  • Schneller Werkzeugwechsel (SMED).
  • Ständige Selbstprüfung.
  • Sämtliche Techniken der Kernherstellung für Hinterschneidungen.
Automatische Tauch- / Beschichtungsroboter
Feuerfeste Ummantelungen
  • Automatische Tauch- / Beschichtungsroboter.
  • Automatisierte Systeme zum Wechsel von Programmzyklen abhängig vom Werkstück (Flexibles Fertigungssystem), Management kritischer Teile.
  • Hochqualitative Feuerfest-Produkte, Qualitätskontrolle bei Anlieferung und vollständige Nachverfolgbarkeit.
Brennen der Ummantelung und Eingießen des Metalls
Brennen der Ummantelung und Eingießen des Metalls
  • Zwei Brenn- / Schmelzlinien.
  • Öfen für 150, 120 und 60 kg, Kipptiegelofen zu 25 kg.
  • Kontrolle der Metallzusammensetzung mittels Emissionsspektrometer.
Entfernung der feuerfesten Ummantelung
Entfernung der feuerfesten Ummantelung
  • Ausschlagrinnen mit Hochdruckwasser.
  • Differenziert programmierbare Kugelstrahlanlagen.
  • Chemische Auflösung im Salzbad bei 600°C.
  • Manuelle oder automatische Sandstrahlung, Werkstück für Werkstück oder in großen Stückzahlen.
Abtrennung und Anschnitt-Entfernung
Endfertigung
  • Abtrennung der einzelnen Werkstücke und Entfernung des Anschnitts; automatische oder manuelle Ausrüstung.
  • Einfache oder komplexe thermische Behandlungen, vor Ort oder bei Unterauftragnehmern.
  • Heißisostatisches Pressen (HIP).
  • Abschließende Formgebung unter Einhaltung der vorgegebenen Maße durch manuelle Kalibrierung oder Kalt- bzw. Heißpressen, bei 100%iger Selbstprüfung.
Nach Wünschen und Anforderungen des Kunden durchgeführte Kontrollen.
Kontrolle/h5>

  • Nach Wünschen und Anforderungen des Kunden durchgeführte Kontrollen.
  • 3D-CNC-Gerät mit Scanner- und Kamerafunktion.
  • Profilprojektor mit entsprechender Software.
  • Härten, metallographisches Mikroskop (x 800), Rauheitsmessgerät.
  • Nadcap®-zertifizierte zerstörungsfreie Werkstoffprüfung (ZfP):
  • Röntgengerät (300kV) mit digitaler Anzeige.
  • Fluoreszenz-Eindringprüfung (Empfindlichkeit S2).
  • Magnetpulverprüfung unter Schwarzlicht.
  • Labor.
NADCAP
  • Sämtliche statischen und dynamischen Mechanik-Prüfungen sowie spezielle Tests (Dichtheit, …) werden von unabhängigen Speziallabors durchgeführt, deren Qualifikation durch die relevanten belgischen Behörden (BELCERT) geprüft und bestätigt wird.

Das Gussverfahren

Ursprung des Verfahrens

Beim so genannten „Wachsausschmelzen“ handelt es sich um ein althergebrachtes Präzisionsgussverfahren, das bereits vor über 3000 Jahren in Mesopotamien zum Einsatz kam, wo es jedoch ausschließlich für Schmuckgegenstände, Zahnprothesen, Kunstwerke etc. verwendet wurde.

Nach dem zweiten Weltkrieg verhelfen die militärische Aufrüstung und der Boom bei Transportfahrzeugen sowie in der Luftfahrt diesem Verfahren zum industriellen Durchbruch.

Die Weiterentwicklung hitzebeständiger Materialien sowie die immer umfangreichere Nutzung kostspieliger und/oder nur aufwändig zu bearbeitender Legierungen (auf Basis von Nickel) führt zum vermehrten Einsatz des Wachsausschmelzverfahrens in der Industrie.

Da dieses Gussverfahren die Herstellung komplexer Formen mit erstaunlich genauer Form- und Maßtreue ermöglicht, eignet es sich hervorragend für diese neuen Herausforderungen.

Im Laufe der Zeit wurde dieses Verfahren in zahlreichen Branchen stetig verbessert und weiterentwickelt.

Kurzabriss des Verfahrens

Das Prinzip des Verfahrens besteht darin, mithilfe von metallenen Spritzgussformen eine Modell genannte, präzise Nachbildung des gewünschten Werkstücks aus einem schmelzbaren Stoff (Wachs) herzustellen. Aus jedem einzelnen Spritzgussmodell entsteht am Ende ein Werkstück aus Metall. Werden also 500 Werkstücke benötigt, müssen 500 Wachsmodelle spritzgegossen werden.

Diese Modelle werden anschließend auf Wachsstäben befestigt und in weiterer Folge als Gusstrauben bezeichnet.

Diese Trauben werden durch wiederholtes Eintauchen in Keramikbäder und Bestreuen mit hitzebeständigen Sanden schließlich mit mehreren Keramikschichten überzogen.

Auf diese Weise entstehen ungefähr 6 bis 10 Schichten, die eine 5 bis 10 mm dicke Ummantelung bilden, die sämtliche Teile der Wachstraube vollständig umhüllt.

Nach dem Trocknen wird die Gusstraube dann erhitzt, um das Wachs auszuschmelzen. So entsteht eine Hohlform aus Keramik, in die später das flüssige Metall gegossen wird.

Diese hitzebeständige Form wird anschließend 1 bis 2 Stunden lang in einem Ofen bei ungefähr 1000°C gebrannt, um diese zu härten, letzte Wachsreste zu entfernen und die Form auf Temperatur zu bringen, was den Guss des schmelzflüssigen Metalls begünstigt.

Gleichzeitig wird das Metall mithilfe von Induktionsöfen bei Temperaturen zwischen 1500 und 1600°C für Eisen-, Kobalt- oder Nickellegierungen verflüssigt.

Hat die Form die gewünschte Temperatur erreicht und ist das Schmelzbad bereit, wird das Metall mittels Schwerkraftguss in die Traube geleitet; anschließend muss das Ganze auskühlen.

Die Ummantelung wird danach durch mechanische oder chemische Einwirkung entfernt und die Werkstücke werden von der Gusstraube abgetrennt.

Die Finalisierung erfolgt mittels Glätten, Sandstrahlen, thermischer Behandlung, … und umfasst Sichtkontrollen, Dimensions- und zerstörungsfreie Prüfungen (Röntgen, Eindringprüfung).

Diese Technik dient hauptsächlich der Herstellung komplexer Werkstücke, die absolut gratfreie Oberflächen und höchste Maßgenauigkeit erfordern. Sie ist häufig eine nützliche Alternative zu Fräsverfahren aus dem vollen Block oder dem Zusammenbauen mithilfe von Schweißverbindungen. Für Werkstücke mit inneren Hohlräumen, geringen Wandstärken, Aussparungen, Gewichtsreduktionen, Verstärkungen, etc. ist dieses Verfahren oft sogar ein unumgänglicher Arbeitsschritt. Es eignet sich insbesondere für die Herstellung von Stahlteilen mit einem Gewicht zwischen einem Gramm bis hin zu über 50 kg.

Sämtliche Varianten von Stahl sowie Kupfer-, Nickel und Kobaltlegierungen können mithilfe dieses Verfahrens gegossen werden. Zwar lassen sich auch Werkstücke aus Titan oder Superlegierungen auf diese Weise erzeugen, doch sind dafür besondere Vakuumgussverfahren oder Zentrifugen notwendig

Vorteile dieses Verfahrens

Kaum Einschränkungen beim Entwurf von Werkstücken
Gussformen und -materialen können je nach Verwendungszweck der Werkstücke frei gewählt werden.

Die mit anderen Verfahren verbundenen Einschränkungen entfallen: Hinterschneidungen, mit herkömmlichen Werkzeugen unerreichbare Aussparungen, komplexe 3D-Formen, … lassen sich im Präzisionsgussverfahren dank unterschiedlichster Kernfertigungstechniken umsetzen.

Verringerte bzw. entfallende Bearbeitung

  • Hervorragende Oberflächengüte (besser als Ra 6,3).
  • Saubere und homogene körnige oder gestrahlte Erscheinung.
  • Erleichtertes mechanisches oder chemisches Polieren.
  • Erhöhte Leistung beim Transport von Flüssigkeiten.
  • Für hydraulische bzw. pneumatische Anwendungen sofort nutzbare Oberflächen.
  • Erfüllung der Hygienenormen für Agrarprodukte und Nahrungsmittel.

Oberflächengüte ab Guss

  • Enge Toleranzen (+/- 0,7 % auf Funktionsmaße).
  • Anfertigung von Markierungen, Kerben, Zahnungen, … direkt durch den Guss
  • Perfekte Reproduzierbarkeit kleinster Details.
  • Spanloses Produzieren verringert die Kosten teurer Werkstücke aus Legierungen.
  • Verwendung schwierig zu bearbeitender Materialien.

Kein Schweißen oder Montieren
Werkstücke, die für gewöhnlich aus mehreren Bestandteilen bestehen, lassen sich aus einem Guss herstellen.

Dank der Konzeption von Unterbaugruppen als einstückige Gussteile können potenzielle Bruchstellen oder Zusatzkosten durch Schweißnähte (bzw. deren Abschleifen) oder Formungen mittels Gesenkformen vermieden werden.

PRECIMETAL kennt nur eine einzige Einschränkung, nämlich, dass das Volumen von Werkstücken einen Würfel von 500 mm Seitenlänge nicht überschreiten darf.

Gewichtsreduktion
Gewichtsreduktionen, Hohlräume sowie Verstärkungen sorgen selbstverständlich für wesentliche Einsparungen beim Gewicht bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Steifigkeit von Werkstücken.
Stellenweise lassen sich die Wände von Werkstücken auf eine Dicke von unter einem Millimeter verdünnen.

Diese Methode eignet sich insbesondere für Komponenten mit einem hohen Verhältnis von Oberfläche zu Volumen.

Sehr große Auswahl an Eisen- bzw. Nichteisenlegierungen
Wir haben ca. hundert Legierungen auf Lager und Erfahrung im Umgang mit ca. 200 verschiedenen Stählen, rostfreien Stählen sowie Kobalt-, Nickel- und Kupferlegierungen.

Hohe Qualität
Die mithilfe dieses Verfahrens gewonnenen Werkstücke verfügen über eine isotrope Struktur, d. h. dass ihre mechanischen Eigenschaften, insbesondere ihre Zugfestigkeit und Duktilität, nach allen Seiten hin gleich sind, anders als bei geschmiedeten oder gewalzten Werkstücken, deren Metallstruktur aufgrund des formgebenden Verfahrens mit den Festigkeitsanforderungen des Endbenutzers nicht immer kompatibel ist.

Geringe Werkzeugkosten, günstige Anpassungen und beinahe unbegrenzte Lebensdauer.
Das Werkzeug – bzw. die Spritzform – kann unter Anwendung verschiedenster Techniken gefertigt werden, die sich auf seinen Einstandspreis und natürlich seine Langlebigkeit auswirken.
Dank günstiger Spritzformen ist dieses Verfahren bereits ab kleinen Serien wettbewerbsfähig.

Für größere Investitionssummen stehen natürlich auch noch widerstandsfähigere, Seriengussformen bzw. automatisierte Werkzeuge zur Verfügung: So lassen sich große Serien bei gleichbleibender Qualität und zu geringeren Einzelstückpreisen herstellen.