Der grosse Schritt zum Aluminiumguss

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Redaktionsbüro Klaus Vollrath

Technologieentwicklung auf höchstem Niveau

«Dass wir zu diesem Entwicklungsteam hinzugezogen wurden, verdanken wir unserem Ruf als Technologiepionier auf dem Gebiet der Herstellung grosser Strukturgussteile aus Aluminium und Magnesium», weiss A. Schmidt. Zudem habe man in jahrelanger Entwicklungspartnerschaft umfassendes gegenseitiges Vertrauen aufbauen können. Aufgabe des Teams war die Schaffung aller Voraussetzungen für einen termingerechten Anlauf der Produktion der neuen C-Klasse mit vier Start-of-Production-Terminen auf vier Kontinenten innerhalb von nur sieben Monaten. Dazu mussten die Kostenstrukturen, die Produktionsketten und die Qualifizierungskonzepte entwickelt und optimiert werden. Um vergleichbare Produktionsabläufe und -ergebnisse sicherzustellen, musste ein gemeinsamer Standard für Prozesse, Werkzeuge, Vorgaben und Qualitätsprüfungen definiert werden. Das ging bis hin zu Details wie dem Umfang von Stanz- und Bearbeitungsvorgängen, den Aufnahme- und Spannpunkten bei der mechanischen Bearbeitung oder den Stellen für die Entnahme von Werkstoffproben. Weitere Aspekte betrafen die Gestelle sowie die Parameter für die Wärmebehandlung, das Richtkonzept einschliesslich der verbindlichen Auslegung für die Richtlehren oder ein einheitliches Verpackungs- und Versandkonzept.

Hinzukamen noch weitere Gesichtspunkte, die eine reibungslose weltweite Versorgung aller Produktionswerke mit den benötigten Strukturgussteilen sicherstellen sollen. Beispielsweise mussten Strategien und Prozeduren für die Qualifikation neuer Lieferanten und Standorte, die bisher noch keine Erfahrungen mit solchen Strukturgussteilen hatten, erarbeitet werden. Auf Grund der Unterschiede im Niveau der Technologiebeherrschung und in der Mentalität, der Zeitverschiebung und nicht zuletzt der Sprachprobleme waren der Aufbau und die Umsetzung der Serienproduktion in China die vielleicht grösste Herausforderung bei diesem Projekt. «Wir bei DGS sind besonders stolz darauf, als erster europäischer Druckgiesser diese enorme Herausforderung angenommen und erfolgreich bewältigt zu haben», freut sich Axel Schmidt.

Giessen der hinteren Längsträger

«Von den sieben Strukturgussteilen der Karosserie giessen wir vier, die beiden hinteren Längsträger und sowie die beiden vorderen Federbeinkonsolen», sagt A. Schmidt. Für die Längsträger mit Abmessungen von 480 mal 315 mal 290 Millimeter und 1,4 Kilogramm Bauteilgewicht bei Wanddicken von 2,0 bis 3,0 Millimeter hat sich DGS im Werk St. Gallen ein besonders innovatives Giesskonzept einfallen lassen. Erstmalig giesst man dort ein derartiges grosses Strukturgussteil in einer Vierfachform auf einer Druckgiessmaschine «Carat 320» von Bühler. Mit einer Schliesskraft von 3200 Tonnen ist sie die grösste in der Schweiz installierte Giesszelle. Nach dem Giessen werden die Teile in Wasser abgekühlt und durch Stanzen vereinzelt. Anschliessend werden sie sofort auf die speziell gestalteten Bauteilaufnahmen der Wärmebehandlungsgestelle gesteckt, um danach eine zweistufige Wärmebehandlung zu durchlaufen. Dadurch erhalten die Gussteile die vorgeschriebenen mechanischen Kennwerte: Zugfestigkeit Rm ≥180 MPa, Dehngrenze Rp 0,2 ≥ 120 MPa und Bruchdehnung A5 ≥ 10 %. Zusätzliches Kriterium ist ein an einer Flachprobe ermittelter Biegewinkel von mindestens 60 Grad bis zum Bruch. Mit diesem Kriterium lässt sich die Eignung des Materials zum Fügen mittels Stanznieten nachweisen.

Besonders hohe Anforderungen sind bezüglich der Fehlerfreiheit der Gussteile zu erfüllen. Zur Sicherstellung eines einwandfreien Gefüges erfolgt das Giessen unter Hochvakuum. Um Gas- und Feststoffeinschlüsse in den Gussteilen zu verhindern, wird die Schmelze vor dem Vergiessen sorgfältig gereinigt und mit Edelgas gespült. Für Formtrenn- und Kolbenschmierstoffe gelten strenge Vorgaben bezüglich Auswahl und Art des Einsatzes. Besondere Anforderungen gelten darüber hinaus auch für die Gefüge- und Oberflächenqualität der Teile, insbesondere mit Blick auf die nachfolgenden Fügeprozesse im Karosseriebau.

Die Fertigung der Teile für den Verbau in Deutschland und Südafrika mit Jahresstückzahlen von bis zu 370 000 Einheiten erfolgt im DGS-Stammwerk in der Schweiz, während die bis zu 130 000 Einheiten pro Jahr für China durch die chinesische DGS-Tochterfirma in Nansha produziert werden. Die Belieferung des Daimler-Werkes in den USA erfolgt über den mexikanischen Zulieferer Bocar, der im Zuge dieses Projektes eine enge Kooperation mit der Firma DGS einging.

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