Ausstellernews Fakuma 2021

Schmelzmetall AG
Führender Hersteller von kupferbasierten Hochleistungswerkstoffen

English text >>>

 

Texte français >>>


Seit 1959 ist die SCHMELZMETALL-Gruppe führender Hersteller von kupferbasierten Hochleistungs- werkstoffen.

Vertreten sind wir auf der ganzen Welt durch international agierende Verkaufsteams und Niederlassungen. Unsere HOVADUR® Werkstoffe stehen für höchste Qualität und ein faires Preis-Leistungs-Verhältnis.

Durch mehr als 50 Jahre Erfahrung in der Herstellung von Kupferlegierungen im Hochvakuum erreichen wir die hohe qualitative Gleichmäßigkeit unserer Werkstoffe. Wir beherrschen die Weiterverarbeitung zu Halbzeugen und Fertigteilen und wissen, wie sich unsere Werkstoffe optimal in Ihren Aufgabengebieten und Anwendungen einsetzen lassen.

Zusammen mit der Beherrschung der Weiterverarbeitung zu Halbzeugen und Fertigteilen sowie dem Wissen über Einsatz und Anwendung der Legierungen ergeben sich für unsere Kunden einzigartige Vorteile:

Hochleistungswerkstoffe mit präzise abgestimmten Eigenschaften, die den unterschiedlichsten individuellen Anforderungen gerecht werden.

►Download Firmenbroschüre >>>

Schmelzmetall AG - Ariane-Brennkammer
Brennkammer einer Ariane 5. SCHMELZMETALL ist massgeblich an der Entwicklung der Legierung für die Brennkammern beteiligt, welche seit 1996 bei der Ariane 5 zum Einsatz kommen.


Legierungen & Formate

HOVADUR® Legierungen

Ausgangsmaterial für alle Legierungen sind Rohmetalle wie Kupfer, Nickel, Kobalt, Chrom, Beryllium und Zirkon. Diese Metalle werden gewichtsmäßig vorbereitet und in den Tiegel des Vakuum-Ofens eingefüllt.

Das Nachchargieren während des Schmelzvorgangs erfolgt über eine Schleusenkammer. Nach abgeschlossenem Schmelzvorgang wird die Legierung unter Vakuum in eine oder mehrere Kokillen abgegossen.

Dank diesem Verfahren, unter völligem Luftausschluss, wird eine sehr hohe Reinheit und Qualität der Legierung erzielt. Negative Umwelteinflüsse werden völlig ausgeschlossen.

Über Partnerunternehmen erfolgt durch Schmieden, Walzen, Pressen und Ziehen die Umformung der Gussblöcke zu Halbzeugen. Diese werden anschließend wärmebehandelt. Dadurch erreichen wir die gewünschten Werk
stoffeigenschaften (Härte, elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit).

â–ºMehr Informationen finden Sie hier.

Schmelzmetall - HOVADUR Legierungen


Sonderlegierungen

HOVADUR®-Werkstoffe stehen für höchste Qualität.
Seit 1959 ist die SCHMELZMETALL-Gruppe führender Hersteller von kupferbasierten Hochleistungswerkstoffen.

Sie erhalten maßgeschneiderte Hochleistungswerkstoffe mit präzise, auf Ihre Anforderungen, abgestimmten Eigenschaften.

Auch wenn es darum geht Spezialprodukte zu entwickeln und den optimalen Werkstoff zu liefern, sind wir Ihr kompetenter Partner. Selbst Mengen unter 1000 kg sind realisierbar!

â–ºMehr Informationen finden Sie hier.

Schmelzmetall - Sonderlegierungen


Formate

Vorgefertigte HOVADUR® Legierungen:

HOVADUR® Legierungen werden von uns in folgenden Formen angeboten:
• Stangen >>>
• Ronden und Ringe >>>
• Schmiedeplatten >>>
• Gussbolzen und -blöcke >>>
• Fertigteile >>>

SCHMELZMETALL bietet Ihnen Schmiedestücke bis zu einem Gewicht von 1500 kg an. Zuschnitte, Sonderabmessungen und Profile fertigen wir nach Ihren Wünschen. Durch unser umfangreiches Lager ist es in den meisten Fällen möglich innerhalb kürzester Zeit zu liefern.

Ihr Produkt muss über besondere Eigenschaften verfügen? Kein Problem! Als Spezialist stellen wir uns gerne neuen Herausforderungen.

â–ºMehr Informationen finden Sie hier.

Schmelzmetall - Formate


Anwendungen

HOVADUR®: Besondere Legierungen für besondere Anwendungen

SCHMELZMETALL-Legierungen sind weltweit gefragt, wenn besondere Werte bei Wärmeleitfähigkeit, elektrischer Leitfähigkeit, Festigkeit und Gleiteigenschaft gefordert sind.

Wir stehen für eine kompetente technische Beratung, liefern Ihnen vorgefertigte Werkstücke oder übernehmen die Neukonstruktion Ihrer bestehenden Bauteile, auf Wunsch natürlich gerne auch nach Vorlage Ihres Musters. Die problemlose Abwicklung Ihrer Aufträge wird durch die Qualität und Bandbreite unseres internen Maschinenparks sowie die langjährige Erfahrung unseres qualifizierten und engagierten Fertigungsteams gewährleistet.

Ihre Vorteile liegen auf der Hand:
• Ein Ansprechpartner
• Ein Preis
• 100% SCHMELZMETALL-Qualität

Schmelzmetall - Anwendungen


Widerstandsschweißtechnik
HOVADUR® Legierungen kombinieren ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit mit werkstoffspezifischer, maximaler Härte.

Unsere Legierungen zeichnen sich aus durch:
•
Optimale Schweißeigenschaften
• Hohe Verschleißbeständigkeit

Ihre Vorteile:
• Erhöhung der Prozesssicherheit
• Erhöhung der Standzeit
• Verringerung der Maschinenstillstandzeiten

Unser Produktportfolio:
• Elektroden
• Elektrodenhalter
• Sonder-Elektroden
• Schweißkabel
• Lamellenbänder
• Schweißrollen
• Zangenarme

â–ºMehr Informationen finden Sie hier.

Schmelzmetall - Widerstandsschweißtechnik


Kunststoff-Formenbau
Die Anforderungen an die heutigen Spritzgießwerkzeuge sind zum Teil gegensätzlich. So muss die beste Spritzteilqualität bei kürzester Zykluszeit realisiert werden. HOVADUR® Legierungen kombinieren zahlreiche Eigenschaften, die hierbei einen wesentlichen Beitrag leisten.

Unsere Legierungen zeichnen sich aus durch:
•
Hohe Wärmeleitfähigkeit
• Hohe Bruchdehnung
• Gute Bearbeitbarkeit
• Gute Oberflächenbeschichtbarkeit
• Gute Oberflächenstrukturierbarkeit
• Gute chemische Beständigkeit

Ihre Vorteile:
• Kürzeste Zykluszeit
• Höchste Spritzteilqualität
• Hohe Wertschöpfung
• Niedrigere Bearbeitungskosten
• Konturnahe Temperierung

Unser Produktportfolio:
• Halbzeuge für Ihren Formenbau
• Konturnah vorbearbeitete Formkerne
• Stahl-/Kupfer-Verbundlösungen gemäß Ihren Vorgaben
• Einspritzdüsen und Vorkammerbuchsen
• Generativ erzeugte Formkerne

â–ºMehr Informationen finden Sie hier.

Schmelzmetall - Kunststoff-Formenbau


Gießereitechnik

Die HOVADUR®-Speziallegierungen mit ihrer herausragenden Wärmeleitfähigkeit sind wesentliche Konstruk- tions-Werkstoffe in der Gießereitechnik.

Ihre Vorteile:
• Geringer Kolbenverschleiß
• Erhöhung der Lebzeiten der Gießkammern
• Einfache Handhabung des Kolbensystems

Unser Produktportfolio:
• Gießkolben
• Kolbenadaptersysteme
• Gießkammern
• Entlüftungssysteme
• Stranggusskokillen

â–ºMehr Informationen finden Sie hier.

Schmelzmetall - Gießereitechnik


Elektrotechnik
Unsere HOVADUR®-Speziallegierungen sind durch ihre hervorragenden physikalischen Eigenschaften unentbehrlich, wenn es um Sicherheit und Zuverlässigkeit geht.

HOVADUR®-Legierungen zeichnen sich aus durch:
• Hohe elektrische Leitfähigkeit
• Ausgezeichnete Langlebigkeit (LONG LIFE CYCLE)

Ihre Vorteile:
• Optimale Kombination aus hoher Festigkeit und guter Leitfähigkeit
• Geeignet für Vakuumanwendungen
• Magnetisch neutrales Verhalten

Unser Produktportfolio:
• Kontaktfedern
• Hochstromschalter
• Kerne für Magnetspulen
• Polverbinder
• Spule für HMFL (High Magnetic Field Laboratory)
• Kurzschlussläuferringe

Mit unseren HOVADUR®-Speziallegierungen reduzieren Sie den Wartungs- bzw. Reparaturaufwand Ihrer Anlagen auf ein Minimum.

â–ºMehr Informationen finden Sie hier.

Schmelzmetall - Elektrotechnik


Maschinenbau

HOVADUR®- und HOVADUR® B-Legierungen – die besonderen Konstruktionswerkstoffe im Maschinenbau

HOVADUR®- und HOVADUR® B-Legierungen zeichnen sich aus durch:
• Hervorragende Wärmeleitfähigkeit
• Besondere Gleiteigenschaften
• Außerordentliche Beständigkeit gegen viele chemische Substanzen
• Funkenfreiheit (Explosionsschutz!)

Ihre Vorteile:
• Hohe Härte- und Druckfestigkeit
• Wartungsfreundlich
• Hohe Verschleißfestigkeit
• Gute Zerspanbarkeit
• Hohe Korrosionsbeständigkeit

Unser Produktportfolio:
• Keilleisten
• Schließleisten
• Lagerbuchsen
• Gleit- und Führungselemente

HOVADUR®-Legierungen eigenen sich in idealer Weise für hochbelastete Lager, chemikalien-resistente Armaturen, funkenfreie Bauteile sowie wärmeleitfähige Komponenten für den Sondermaschinenbau.

â–ºMehr Informationen finden Sie hier.

Schmelzmetall - Maschinenbau


Gleitlager

Durch ihre außergewöhnliche Kombination von Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Gleiteigenschaften sind unsere HOVADUR® B-Legierungen hervorragend für den Einsatz als hochbelastete Gleitlager geeignet.

Buchsen und Linearführungen aus HOVADUR® B kommen dann zum Einsatz, wenn Standard-Legierungen, wie z. B. Rotguss, überfordert sind.

Schmelzmetall - Gleitlager

Wenn Lager mit außergewöhnlichen Anforderungen und extremen Belastungen nötig sind, verlassen wir uns auf unseren Partner Materion und deren Kupfer-Nickel-Zinn Toughmet® Legierungen.

â–ºMehr Informationen finden Sie hier.

Schmelzmetall - Gleitlager Bild 2


Qualität

Prozesse beherrschen und mit Qualität Kundennutzen schaffen
SCHMELZMETALL verfügt über ein gruppenübergreifendes Management-System. Wir sind zertifiziert für die Entwicklung, die Herstellung und den Vertrieb von Halbzeugen und Fertigteilen aus Kupfer- und Nickellegierungen. Unser Zertifizierungspartner ist Bureau Veritas Certification.

Unser Qualitätsbewusstsein drückt sich in einem konsequenten, gruppenweiten Prozessmanagement aus. Die SCHMELZMETALL-Gruppe ist nach SN EN ISO 9001:2015 zertifiziert.

â–ºUnsere Zertifikate finden Sie hier.

Schmelzmetall - Qualität


Downloads
Flyer Generative Fertigungsverfahren (PDF-Datei)
Flyer Kupferpulver (PDF-Datei)


Fachartikel: Additiv gefertigte Komponenten für den Formenbau aus Hovadur® Kupferlegierungen
Die Forderung des globalisieren Marktes insbesondere für alle in Hochlohnländern produzierenden Unternehmen und Formenbauer ist so einfach wie gnadenlos. Eine exzellente Qualität des Spritzteils wird als selbstverständlich vorausgesetzt. Und das bei einem ständig wachsenden Kostendruck.  Damit sind die Anforderungen, die an das Spritzgießwerkzeug gestellt werden klar: beste Spritzteilqualität bei gleichzeitig kürzester Zykluszeit. Zudem sollen alle Komponenten kavitätsseitig- wie auch auf der „heißen Seite“  über die gesamte Lebensdauer des Spritzgießwerkzeuges möglichst unbeanstandet funktionieren.

Um die thermischen Anforderungen zu erfüllen ist eine hohe Wärmeleitfähigkeit des gewählten Werkstoffes eine wichtige Voraussetzung. Diese Voraussetzung erfüllen die hochwertigen Hovadur® - Kupferlegierungen der Schmelzmetall AG.

Das Unternehmen wurde im Jahre 1959 im kleinsten Kanton der Schweiz, im Kanton Uri in Gurtnellen, gegründet. Von Beginn an lag der Fokus auf der Entwicklung von Kupfer-Legierungen mit den für diese Legierungen bestmöglichen Eigenschaften. Die von der Schmelzmetall AG hergestellten Hovadur® - Legierungen werden in einer Einheit im Vakuum erschmolzen und vergossen. Hierdurch verhindern wir die Kontamination mit Sauerstoff- und Wasserstoff, die als die Hauptursache für die Sprödigkeit derartiger Legierungen anzusehen ist. Als Ausgangswerkstoffe werden nur reinste Elemente, wie Nickel, Chrom oder Kobalt und Master-Legierungen eingesetzt. Am deutschen Standort, der Schmelzmetall Deutschland GmbH, wurde zudem ein CNC-Bearbeitungszentrum aufgebaut um flexibel und schnell Kundenwünschen- und Anforderungen gerecht zu werden.

Um zu verstehen, warum die Wärmeleitfähig eine entscheidende Rolle spielt bedienen wir uns der folgenden Gleichung
Q = ∆T * λ * A/s

Q ist dabei die transportierte Wärmemenge. Wirklich beeinflussbar sind dabei nur die Wärmeleitfähigkeit (λ ) des an der Wärmeleitung beteiligten Werkstoffes sowie der Weg s zum Kühlkanal. Beide Möglichkeiten bieten wir heute in Verbindung mit unseren Legierungen.

Als ein innovatives Unternehmen ist es für uns selbstverständlich, das wir bestrebt sind die Möglichkeiten der Kupfer-Legierungen stets weiter zu entwickeln. So sind und waren wir in diversen geförderten Entwicklungsprojekten aktiv. Im Rahmen dieser Projekte wurden über einen mehrjährigen Zeitraum sowohl das Laserstrahl-Auftragsschweißen (LMD- Laser Metal Deposition) wie auch das Laser-Generieren (SLM – Selective Laser Melting) entwickelt. 

Im Rahmen des in Deutschland bekannten „Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)“ des BMWi wurden unter dem Arbeitstitel: Innovative Maschinenkomponenten aus Kupferwerkstoffen mit lokalem Verschleißschutz durch Laserstrahl-Auftragschweißen für das Spritzgießen von Kunststoffen mehrere Komponenten beleuchtet, wie etwa:

-  Maschinendüse
-  Anguss-Düse
-  Anguss-Spitze


Maschinedüse
Die Maschinendüse, als das Bindeglied zwischen Extruder und Spritzgießwerkzeug, hat ganz besondere Anforderungen zu erfüllen. So muss der Kunststoff über die Maschinendüse möglichst ohne Temperaturverlust, in das Spritzgießwerkzeug transportiert werden. Bei verlängerten Maschinendüsen aus Stahl ist daher eine externe Beheizung unumgänglich. Müssen diese tief ins Werkzeug eintauchen ist zudem kein Platz für eine externe Beheizung gegeben. Maschinendüsen, die nur aus einer Kupferlegierung gefertigt werden zeigen sehr schnell einen nicht akzeptablen Verschleiß-Rissbildung an der Düsenspitze. Mit jedem Schuss werden diese an das Spritzgießwerkzeug angeschlagen. Aufgrund des Unterschieds im thermischen Ausdehnungskoeffizienten ergeben sich Probleme am Gewinde, mit dem die Düse in den Extruder eingeschraubt ist.

Die hier beschriebenen Maschinendüsen werden daher so ausgeführt, das der Düsenkörper aus einer Kupferlegierung besteht, die Düsenspitze und das Gewinde verschleißgeschützt ausgeführt werden. So dass der Gewindebereich in Stahl und die Düsenspitze meist aus einer sehr verschleiß- und korrosionsbeständigen Kobaltbasislegierung ausgeführt ist. So läuft bei der in den Extruder eingeschraubten Maschinendüse das Gewinde Stahl in Stahl! Der Materialauftrag erfolgt dabei mittels Laserstrahlauftragsschweißen.

Schmelzmetall - Maschinendüse
LMD optimierte Maschinendüse


Anguss-Düse
Die Anguss-Düse als eine Komponente im Heißkanalsystem bei der  der Hauptverschleiß- bereich, der vordere kavitätsnahe Bereich ist, muss in diesem besonders verschleißgeschützt ausgeführt sein. Mittels Laserstrahlauftragsschweißen sollte ein frei von Rissen oder Lunker geeigneter Verschleißschutz realisiert werden, der die einwandfreie Funktion im Praxiseinsatz sicherstellt. Werden diese Bauteile doch mit Einspritzdrücken von 2.000 bar und höher belastet.  Im Weiteren muss ein zu hoher Wärmeeintrag in die Kavität meist vermieden werden.

Schmelzmetall - Anguss-Düse
Anguss-Düse Hovadur® K265 plus Stellite 21

Der vordere Bereich der im Bild dargestellten Anguss-Düse wurde mittels Stellite 21 ausgeführt. Wird dieser Bereich zu Großzügig gewählt kann es dazu führen, das dem Kunststoff zu viel an Wärme entzogen wird und es zu  Vorerstarrung oder Kristallisation kommt.

Daher wurde im Rahmen des Projektes in einem weiteren Entwicklungsschritt mit den Experten am Fraunhofer Institut für Lasertechnik FhG-ILT in Aachen eine alternative Lösung erarbeitet. So gelang es in einer Matrix aus eine Hovadur® - Legierung einen hohen Anteil an TiC einzubringen. Das Titancarbid übernimmt so die Aufgabe des Verschleißschutzes. 


Anguss-Spitze
Die folgende Grafik zeigt die Positionierung der Anguss-Spitze als Komponente im Heißkanalsystem am Beispiel eines Spritzgießwerkzeuges für Verschlüsse.  Die Spitze dieses Bauteils dichtet in dem Anguss-Einsatz und ist während des Einspritzvorganges aufgrund der hohen Einspritzdrücke besonders hoch belastet.

Schmelzmetall - Anguss-Spitze
Das Bild zeigt eine entsprechend optimierte Anguss-Spitze, bei der der vordere Bereich mittels Mikroauftragsschweißen mit Stellite 6 hoch verschleißfest ausgeführt wurde


Konturnahe Temperierung
Das direkte Laserformen, auch als Lasercusing oder Slective Laser Melting bekannt, ist ein Pulverbett basiertes generatives Fertigungsverfahren. Bei diesem werden Bauteile in Schichten von ca. 50 µm erstellt.

In einem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie geförderten Vorhaben 16IN0587; „InnoSurface“, unter dem Arbeitstitel: „Entwicklung von innovativen Werkzeugen auf der Basis oberflächenfunktionalisierter generativer gefertigter Formeneinsätze“ wurde der SLM Prozess auch für eine Hovadur® - Legierung entwickelt.

Dies versetzt uns in die Lage, die hohe Wärmeleitfähigkeit mit konturnaher Kühlung zu koppeln und so die kürzest mögliche Zykluszeit zu realisieren. Die Arbeiten im Projekt wurden an einem am Süddeutschen Kunststoffzentrum vorhandenen Vierfach-Werkzeug, ein Teelichtbecher-Werkzeug, in enger Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut für Lasertechnik in Aachen ausgeführt.

In Abhängigkeit der Laserleistung ist es gelungen Dichten von über 99,5% gesichert  zu realisieren.

Schmelzmetall - Lichtmikroskopische Aufnahme
Lichtmikroskopische Aufnahme, polierter Querschliff, Hovadur® K220; Laserleitung: 800 W

Mit der entsprechend angepassten Wärmebehandlung lassen gesichert Eigenschaften in generativ gefertigten Bauteilen erzielen, die denen der oberen Datenblatt-Werte für Hovadur® K220 entsprechen.

Vergleichende Untersuchungen zur Zykluszeit an dem oben erwähnten Teelichtbecher-Werkzeug haben gezeigt, das eine weitere Reduzierung der Zykluszeit um bis zu 10% möglich ist. Quelle: Abschlussbericht InnoSurface – Projekt 16IN2587.


Anguss-Einsatz und Formkern
Nun wäre es vermessen zu behaupten, das in jedem Falle und für alle Bauteile die generativen  Verfahren vollumfänglich auch wirtschaftlich sind. Von daher war es unser Bestreben und auch die Forderung des Marktes, Bauteile auf hybride Weise herstellen zu können. Hierbei sollte der konventionell einfach zu fertigen Teil des Bauteils auch auf konventionelle und somit wirtschaftlich günstig Weise erstellt werden und nur der Bereich, der sehr komplex und oder mit konturnaher Kühlung ausgeführt sein muss, auf generativem Wege zu fertigen. Wesentlich dabei ist es darauf zu achten, das die erste generative Lage Riss- und Lunkerfrei  mit dem konventionell gefertigten Part angebunden ist.

Auf diese Weise wurden Bauteile wie ein Formkern und der Anguss-Einsatz (siehe Grafik) erstellt. Diese hybride Bauweise ist jedoch nicht nur für artgleiche Werkstoffe möglich sondern, wie am Beispiel Anguss-Einsatz zusehen, auch für die Kombination mit Stahl möglich. Bei der Auswahl des Stahls ist darauf zu achten, dass die Wärmebehandlungsparameter auf die Hovadur®  - Legierung abgestimmt sein müssen.  In Bild 5 sind diese Bauteile zu sehen.

Schmelzmetall - Formkern und Anguss-Einsatz
Formkern und Anguss-Einsatz in Hybridbauweise


Zusammenfassung
Stets war es unser Bestreben die Einsatzmöglichkeiten der von uns hergestellten Hovadur® - Legierungen immer weiter auszudehnen. Welche Möglichkeiten durch die neuen generativen Verfahren, sei es Pulver-Düse oder Pulver-Bett basierend, heute angeboten werden können, wurde anhand verschiedenen Bauteile aufgezeigt. Das Team der Schmelzmetall AG steht Ihnen hierzu jederzeit gerne beratend zu Seite und begleitet die Umsetzung bis zur Serienreife.


Fachartikel: Generative Fertigungsverfahren und Hovadur® K Hochleistungs – Kupferwerkstoffe
für den Kunststoff – Formenbau


Hovadur® K und B – Legierungen für den Kunststoff – Formenbau
Die Forderung des globalisieren Marktes insbesondere für alle in Hochlohnländern produzierenden Unternehmen und Formenbauer ist so einfach wie gnadenlos. Eine exzellente Qualität des Spritzteils wird als selbstverständlich vorausgesetzt. Und das bei einem ständig wachsenden Kostendruck.  Damit sind die Anforderungen, die an das Spritzgießwerkzeug gestellt werden klar: beste Spritzteilqualität bei gleichzeitig kürzester Zykluszeit.

Eine gute Spritzteilqualität erreicht man, wenn es gelingt, die über den Kunststoff eingebrachte Wärme so schnell wie möglich gleichmäßig entlang der Kavität zu verteilen umso eine gleichmäßige Werkzeugwandtemperatur einzustellen. Die kürzeste Zykluszeit erreicht man durch eine schnelle Wärmeableitung, um möglichst schnell von Einspritz- auf Entformungstemperatur abzukühlen. Um die thermischen Anforderungen zu erfüllen ist eine hohe Wärmeleitfähigkeit des gewählten Werkstoffes eine wichtige Voraussetzung.

Diese Voraussetzung erfüllen die hochwertigen Kupferlegierungen.

Schmelzmetall - Hovadur Bild 1

Sowohl für die Hovadur® K wie auch für die Hovadur® B Werkstoffe hat Schmelzmetall die Unbedenklich- keitszertifizierung gemäß den in der EU gültigen Richtlinien nach §64 des Lebensmittel- und Futtermittelgesetzes erwirkt und hält entsprechende Zertifikate für seine Kunden bereit.


Hovadur® K und LMD
Wie kann das Potential, das ohne Frage in den Hovadur®-Legierungen steckt weiter genutzt und ausgebaut werden. Es ein häufig geäußerter Wunsch, somit Anforderung und Herausforderung zu gleich, die Hoch- wärmeleitfähigen Hovadur®-Legierungen einsetzen zu können, wenn es gelingt, diese den Anforderungen entsprechend verschleißgeschützt auszuführen. Und dies im idealen Falle lokal, genau wie es die Anwendung benötigt.

Gerade hier bietet das Laserstrahl- Auftragsschweißen, auch Laser Metal Deposition LMD genannt, vielfältige Möglichkeiten. Durch gezielte langjährige Entwicklungstätigkeit ist es Schmelzmetall gelungen, dieses Verfahren auch für die Hovadur® - Legierungen nutzbar zu machen. Bei diesem Verfahren wird mittels eines Schutzgasstromes z.B. Metallpulver zugeführt. Grundwerkstoff und Auftragswerkstoff werden durch einen Laser aufgeschmolzen und dadurch metallurgisch verbunden.

Die Möglichkeiten bei den Auftragswerkstoffen sind vielfältig, so kann durchaus auch eine Pulver-Mischung aus einer Kupferlegierung und Hartstoffpartikel gezielt aufgeschweißt werden. Die folgenden Bilder, einer Maschinendüse, Anguss-Düse oder Anguss-Spitze zeigen beispielhaft die sich ergebenden Ansätze.

Schmelzmetall - Hovadur Bild 2

Schmelzmetall - Hovadur Bild 3


Hovadur® K und SLM
Nach wie vor wird die Zykluszeit eines Spritzgießprozesses von der Abkühlung  Einspritz- auf  Entformungstemperatur bestimmt. Je schneller die Wärme abgeführt werden kann, umso schneller kann das Spritzteil entformt werden. Neben der hohen Wärmeleitfähigkeit der eingesetzten Formwerkstoffe im Kavitätsbereich, ist eine konturnahe Kühlung ein weiteres wichtiges Element, dieser Anforderung gerecht zu werden.

Schmelzmetall - Hovadur Bild 4


Im Rahmen eines F&E-Projektes wurde das Lasergenerieren (Selektive Laser Melting SLM), auch als Laserformen oder Lasercusing bekannt, für eine Hovadur – Legierung (K220) entwickelt und so ein objektiver Vergleich von konventionell gefertigten Formeinsätzen gegen generativ gefertigte Formeinsätze ermöglicht. Damit gibt es erstmals die Möglichkeit die hohe Wärmeleitfähigkeit mit konturnaher Kühlung zu kombinieren. Bei diesem Pulverbett-Verfahren werden mittels Laser aus dem Pulver Schicht für Schicht – in Schichtdicken von 30 – 50 µm - Bauteile aufgebaut.

Die Arbeiten im Projekt wurden an einem am Süddeutschen Kunststoffzentrum vorhandenen Vierfach-Werkzeug, ein Teelichtbecher-Werkzeug, in enger Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut für Lasertechnik in Aachen ausgeführt.

In Abhängigkeit der Laserleistung ist es gelungen Dichten von über 99,5% gesichert  zu realisieren. Das SLM- Verfahren ermöglicht eine nahezu grenzenlose Konturfreiheit.

Schmelzmetall - Hovadur Bild 6
Abb. Zeigt einen aufgeschnittenen Formeinsatz aus Hovadur® K220 und die Kühlkanalführung

Die Vergleichsuntersuchungen zur Entformungstemperatur wurden für verschiedene Zykluszeiten durchgeführt. Begonnen mit 27,2 Sekunden wurde diese auf 10,8 Sekunden gesenkt. Verarbeitet wurde ein Polypropylen PP504P der Firma Sabic.

Deutlich zeigte sich, dass bereits mit konventionellen Formeinsätzen aus einer Hovadur®-Legierung die Zykluszeit gegenüber Einsätzen aus Stahl um bis zu 30% gesenkt werden kann. Vergleicht man zudem den konventionellen Formeinsatz aus Hovadur® K220 mit dem generierten Formeinsatz aus Hovadur® K220 so erkennt man, das eine weitere Zykluszeitreduktion von bis zu 10% möglich ist.

Die folgende Grafik zeigt die ermittelten Entformungstemperaturen, die mittels einer Thermokamera gemessen wur
den. Dies sowohl für die konventionellen Formeinsätze wie für die generativ gefertigten Formeinsätze.
KonventionellGenerativ
 
Schmelzmetall - Hovadur Bild 5

Mit der entsprechend angepassten Wärmebehandlung lassen gesichert Eigenschaften in generativ gefertigten Bauteilen erzielen, die denen der oberen Datenblatt-Werte für Hovadur® K220 entsprechen.

Neben den thermischen Untersuchungen wurden auch Untersuchungen zum Verschleißverhalten generativ gefertigter Formeinsätze durchgeführt. Für diese Untersuchungen wurde ein Polyamid (PA) mit 50% Glasfaseranteil verarbeitet. Die Formkerne wurden mittels Ätztechnik funktionalisiert; es wurden Rauten an der Stirn- und Mantelfläche erzeugt, beschichtet und mittels µ-scan einem berührungslosen Oberflächenmessgerät vermessen. Das beste Verschleißverhalten wurde an Formeinsätzen ermittelt, die mit „Chemisch Nickel“ (CNBV) der Firma NovoPlan beschichtet wurden.

Gegenwärtig liegen die Aufbauraten für Hovadur® K220 bei ca. 4 cm3 / Stunde. Oder auf den reinen SLM-Prozess bezogen bei ~ 20 €/cm3. Dies ist jedoch nur eine Momentaufnahme, die Aufbauraten werden steigen und der SLM-Prozess für unsere Hovadur®-Legierungen somit sukzessive wirtschaftlicher.

Unser Bestreben war es daher bereits jetzt eine Antwort geben zu können. Nicht immer muss das ganze Bauteil, der ganze Formeinsatz mittels SLM generiert aufgebaut werden. Vielfach ist es nur in dem Bereich notwendig eine aufwendige konturnahe Kühlung anzubieten, wo diese auch gebraucht wird. So lassen sich Formeinsätze auf hybride Weise herstellen, konventionelle gepaart mit generativer Fertigung ermöglicht eine wesentlich wirtschaftlichere Herstellung von Formeinsätzen. Und dies nicht nur Artgleich, sondern auch in der Kombination mit angepassten Stählen. So lassen sich neben einer Zykluszeitreduktion gegebenenfalls auch Energieeinsparungen erreichen.

Schmelzmetall - Hovadur Bild 7

Um die, an die heutigen Spritzgießwerkzeuge gestellten Anforderungen erfüllen zu können müssen vielfältige Aspekte bei deren Konstruktion bedacht werden. Es gilt die an die jeweiligen Werkzeugkomponenten gestellten Ansprüche und die auf diese einwirkenden Beanspruchungen zu erkennen und die geeigneten Maßnahmen abzuleiten.

In vielen Fällen können Kupferlegierungen einen sehr großen Beitrag zur Erfüllung der Forderung nach bester Spritzteilqualität und kürzester Zykluszeit erbringen. Mitunter ist eine Kombination verschiedener Werkstoffe der ideale Weg, dies kann durch Beschichtungen oder Verbundtechnologien erreicht werden.

Zudem bieten die generativen Fertigungsverfahren wie Laser Metal Deposition LMD, auch als Laserauf- tragsschweißen bekannt und das Selektive Laser Melting SLM, auch als  Lasercusing oder Laserschmelzen bekannt, enorme Möglichkeiten, die es gilt zu nutzen um wettbewerbsfähig zu bleiben.

Zudem ist Schmelzmetall ein Partner, der sehr innovativ auch neue Wege beschreitet, um auch in der Zukunft Antworten geben zu können.


Besuchen Sie uns auf der Fakuma. Wir freuen uns auf Ihren Besuch an unserem Stand:
Halle B2 – Stand 2112

Schmelzmetall AG - LogoSCHMELZMETALL AG
Fabrikstrasse
CH-6482 Gurtnellen/UR

Tel. +41 41 886 80 40
Fax +41 41 886 80 41

info@schmelzmetall.com
www.schmelzmetall.com


SCHMELZMETALL Deutschland GmbH
Raiffeisenstrasse 8
DE-97854 Steinfeld-Hausen

Tel +49 9359 9720 0
Fax +49 9359 9720 40

info@schmelzmetall.com
www.schmelzmetall.com

Keywords
Automatendrehteile / Baugruppen für den Apparatebau / Be- und Verarbeitung von Edelstahl-Feinblechen / Beizen von Kupfer / Beratung, schweißtechnische / Beryllium-Kupfer-Bänder / Beryllium-Kupfer-Draht / Beryllium-Kupfer-Stangen / Berylliumlegierungen / Bolzen aus Kupfer / Bronze / Buntmetallhalbzeuge / CNC-Drehteile / CNC-Frästeile aus Kupfer / Drehteile aus Kupferlegierungen / Drehteile aus verschiedenen Werkstoffen / Drehteile für den Fahrzeugbau / Drehteile für den Maschinenbau / Drehteile für die Armaturenindustrie / Drehteile für die Elektrotechnik / Edelmetalllegierung / Formenbau / Formenbau für Thermoplaste / Formenbaumaterial / Freiformschmiedestücke / Gießereianlagen / Grundplatten für den Werkzeug- und Formenbau / Gussblock / Halbzeug aus Kupferlegierungen / Halbzeug aus Kupfer-Tellur / Halbzeuge / Konstruktionsteile für den Formenbau / Kupfer / Kupferbänder / Kupferberatung / Kupferbleche / Kupfer-Chrom-Zirkon-Legierungen / Kupfer-Cobalt-Beryllium-Legierungen / Kupferdraht / Kupfergusslegierungen / Kupferhalbzeug / Kupferkokillenplatten für Stranggießanlagen / Kupferlegierungen / Kupfernickel-Halbzeug / Kupferprofile / Kupferringe / Kupferrohre / Kupferrohre, nahtlose / Kupferschmiedearbeiten / Kupferschmiedeerzeugnisse / Kupferschweißen / Kupferstangen / Kupferverarbeitung / Kupferzuschnitte / Lamellenbänder aus Kupfer / Legierungsdrähte / Litzenkabel aus Kupfer / Metallbänder / Metalldrähte / Metallhalbzeuge / Metalllegierungen / Metallscheibe / Metallstange / Metallumformung durch Tiefziehen / NE-Metalle / NE-Metallhalbzeug / Ringe / Ringe, geschmiedete / Ringe, nahtlose / Ronden / Rundstange / Schmiedeplatte / Schmiedestangen / Schwermetalllegierung / Sonderlegierungen (Kupfer-Nickel-Zinn) / Vakuumgiessen / Vakuumgiessverfahren / Vakuuminduktionsschmelzen / Vakuumschmelze / Vakuumtechnik / Vakuumtiefziehteile / Zirkonlegierungen / Zubehör für den Formenbau

 

Startseite

Suchen

 

≡Messe-Spezials

Fakuma 2023

Fakuma 2021

Fakuma 2018

 

≡Messeinformationen

Ausstellerliste 2023

Tickets & Öffnungszeiten

Messebeschreibung

Ausstellungsprogramm

Social Media

Anreise         

Unterkunft            

Tipps für Besucher

Tipps für Aussteller

 

≡Varia

Swiss Plastics Expo Spezial

K Messe Spezial

Kunststoff-Guide

News-Corner

Impressum / Kontakt

 

 

 

 

Fakuma Spezial
Das Messe-Spezial rund um die Fakuma - präsentiert
von Kunststoff-Schweiz und Kunststoff-Deutschland

Kunststoff-Schweiz - Das Kunststoff-Portal für die Schweizer Kunststoff-Industrie
Kunststoff-Deutschland - das Kunststoff-Portal für die deutsche Kunststoff-Industrie
Suchen
Fakuma 2024