Robotik Roboter übernimmt Tauchprozess beim Herstellen von Keramikformen

Im Feingussverfahren entstehen filigrane Turbinenräder für Pkw-Abgasturbolader. Um eine hohe Reproduzierbarkeit und gleichbleibende Qualität zu gewährleisten, wurde der Tauchprozess beim Herstellen der Keramikformen automatisiert. Ein Roboter führt dabei die komplexen Tauch- und Schwenkbewegungen aus.

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Im Laufe ihrer über 300-jährigen Geschichte hat sich die Zollern GmbH & Co. KG von einem einfachen Eisenwerk zu einem international tätigen Unternehmen entwickelt, das führend ist auf dem Gebiet der Gießereitechnik. Bei der Herstellung von Turbinenrädern für Pkw-Abgasturbolader ist das Verfahren des Feingießens gefragt.

Roboter übernimmt Eintauchen und Transport

Dieser auch als Wachsausschmelzverfahren bezeichnete Prozess zeichnet sich durch eine nahezu unbegrenzte Gestaltungsfreiheit der Gussteile und eine hohe Oberflächengüte aus. Feinguss kommt zum Einsatz, wenn Dünnwandigkeit, hohe Maßgenauigkeit und komplexe Konturen die Anforderungen an das Bauteil sind.

Der werkseigene Werkzeugbau von Zollern konstruiert für seine Kunden aus dem Automobilzulieferbereich zunächst die Spritzgießwerkzeuge, mit denen die Wachsteile zur Bauteilherstellung produziert werden. Auf einer Spritzgießmaschine wird eine spezielle Wachsmischung in ein Aluminium- oder Stahlwerkzeug gespritzt, um ein Eins-zu-eins-Modell des späteren Werkstücks zu bekommen.

Diese Wachsmodelle werden an Wachsbäumchen geklebt, die wiederum zu einer Modelltraube zusammengeführt werden. Die Modelltraube wird in einer Tauchzelle von einem Kuka-Roboter in den sogenannten Schlicker getaucht – eine keramische Masse aus feuerfestem Mehl und Bindemittel. Im Anschluss transportiert der Sechs-Achs-Roboter vom Typ KR 150 L130 die gut abgetropfte Modelltraube zum automatischen Besanden. Dort wird in einer Wirbelschicht oder durch Berieselung trockener Feuerfestsand auf die bestehende Maske aufgetragen.

Feuerfeste Keramik wird nach Gießen der Legierung in die Form zerstört

Diese beiden Vorgänge werden so lange wiederholt, bis die Form die gewünschte Stabilität und Keramikstärke erreicht hat. Die Modelle erhalten nach der Trocknung eine 6 bis 10 mm dicke feuerfeste Keramikschale. Im Ausschmelzofen schmilzt dann das Wachs bei etwa 170 °C und die Keramikform wird ausgebrannt. Nachdem die Legierung in die Keramikform gegossen wurde, zerstören Wasserstrahl oder Presslufthammer die Keramik und die fertigen Gussteile kommen zum Vorschein.

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