Test bestanden

Komtek war von einem Hersteller von Flugzeugmotoren beauftragt worden, ein mehr als 1 kg schweres Feinguss-Bauteil fertig zustellen. Der Feinguss-Spezialist mit Sitz in Worcester, MA, hat während der zwei vergangenen Jahre das Bauteil zu Test- und Entwicklungszwecken mehr als 800 Mal im Gießverfahren hergestellt. Formen für die ersten hundert Gießvorgänge wurden aus DSM WaterShed 11120 hergestellt. Inzwischen setzt Komtek das neue Kunstharz ProtoCast ein – und verzeichnet deutliche Verbesserungen.

Ursprünglich setzte Komtek im Gießverfahren QuickCast-Formen ein, die von dem Rapid-Prototyping-Dienstleister Express Pattern mit Sitz in Vernon Hills, IL, stammten. Normalerweise werden QuickCast-Formen von den Gießereien in einem Ofen erst ausgebrannt, dann wird die Gießkavität abgekühlt, die Restasche ausgewaschen, bevor die Kavität vor dem Gießen wieder erhitzt wird. Komtek hatte jedoch Bedenken, dass die Kavität wegen ihres speziellen Aufbaus während des Kühlvorgangs, der zum Auswaschen der Restasche notwendig ist, beschädigt werden könnte. „Wir können keinen Bruch der Kavität riskieren, sonst könnte geschmolzenes Metall austreten“, erklärt Ingenieur Chan Nguyen. Aus diesem Grund entschied man sich, auf das Entfernen der Restasche zu verzichten und mit dem Gießvorgang sofort nach dem Ausbrennen zu beginnen. Diesen Arbeitsschritt auszulassen, erhöht das Risiko, dass sich Gussblasen bilden, da das geschmolzene Metall mit der Asche reagiert. Dennoch ergeben sich auch einige Vorteile: Die Handarbeit, die mit dem Entfernen der Restasche verbunden ist, entfällt, eine mögliche Beschädigung der Kavität während des Abkühlvorgangs wird vermieden und der Herstellungsprozess verkürzt sich um einige Stunden. Formen für die ersten hundert Gießvorgänge wurden aus DSM WaterShed 11120 hergestellt, dem für QuickCast-Formen am häufigsten verwendete Kunstharz. Zwar gelang das Gießen der Formen nahezu zu 100 Prozent, doch die meisten Formen wiesen Gussblasen aufgrund der Restasche in der Kavität auf. So mussten an 60 Prozent der Gussformen aus WaterShed-Modellen Schweißarbeiten ausgeführt werden (Schweißen der fehlerhaften Stellen und Fräsen der Schweißnähte). Die durchschnittliche Arbeitszeit dafür lag bei 15 Minuten, so dass die Schweißarbeiten die Arbeitzeit pro ausgeliefertem Bauteil um neun Minuten erhöhten. Im vergangenen Jahr begann Express Pattern, das neue Kunstharz ProtoCast AF 19120 von DSM Somos Betatests zu unterziehen. ProtoCast ist nicht nur völlig Antimon-frei, sondern entwickelt deutlich weniger Restasche als die WaterShed-Kunstharz-Formen. Komtek setzte das neue Kunstharz versuchsweise ein in der Hoffnung, dass sich die Schweißarbeiten verringern ließen. Anfängliche Tests erwiesen sich als vielversprechend und das Unternehmen arbeitet seit dieser Zeit mit ProtoCast-Formen; mittlerweile sind mehr als 300 ProtoCast-Formen gegossen worden. Schweißarbeiten fallen nur noch bei 15 Prozent der Gussformen an, so dass die Herstellungskosten erheblich verringert werden konnten. „Ich entdecke sehr wenige Schlackeeinschlüsse bei den ProtoCast-Formen im Vergleich zu den WaterShed-Formen“, erklärt Chan Nguyen. Die Nachbearbeitungskosten liegen jetzt bei 2,25 Minuten pro Bauteil, das bedeutet, sie sind um 75 Prozent gesunken. Wenn sich das Gießverfahren und die laufenden Geschäftskosten auf insgesamt 60 Dollar pro Stunde belaufen, also einen Dollar pro Minute, so ließen sich die Herstellungskosten durch ProtoCast-Formen im Vergleich zu den WaterShed-Formen um 6,75 US Dollar pro Gießvorgang reduzieren. Außerdem fiel beim Ausbrennen der Formen deutlich weniger Rauch an. „Die geringere Rauchentwicklung hilft uns, unseren guten Ruf in der Nachbarschaft aufrecht zu erhalten“, sagte er. „QuickCast-Formen ermöglichen eine sehr rasche Herstellung von Qualitäts-Gießformen, und das bildet den Kern unserer Unternehmensstrategie, unseren Kunden außergewöhnliche Leistungen zu bieten“, betont Bob Kervick, Geschäftsführer von Komtek. „Da wir nun das ProtoCast-Kunstharz verwenden, gelingt uns das leichter.“

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