Inhaltsverzeichnis
1. Ebenheit entsteht allein durch das Abkühlen
2. Konstruktive Optimierung spart Ressourcen
3. Nicht nur leicht, sondern auch standfest und stabil
4. Magnesium: der Spezialist unter den Leichtbau-Werkstoffen
5. Die Vorteile auf einen Blick
Magnesium ist allein aufgrund seiner geringen spezifischen Dichte ein Leichtbaumaterial. „Doch die wirkliche Innovation steckt nicht in der Materialsubstitution, sondern in der gewichtsoptimierten Konstruktion und der Herstellung der Platte“, erzählt Dr. Cyrus Bark, Geschäftsführung der Torun Bark Magnesium GmbH, Schömberg.
Die Platte ist allein schon durch ihre Größe eine Herausforderung, denn bis dato im Unternehmen hergestellte Magnesiumplatten sind deutlich kleiner. Sie misst etwa 45 cm × 75 cm × 1 cm und besitzt eine die Herstellung erschwerende Aussparung, in der später das Sägeblatt geführt wird. Die Portale, d. h. die Untergestelle, sowie die Tischplatte der Tischkreissäge sind aus Magnesium-Druckguss.
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„Die Bauteilgeometrie der Platte war hier eine besondere Aufgabe, denn sie muss topfeben sein, um die Werkstücke beim Sägen sauber führen zu können. Hinzu kommt, dass auch die Oberflächenqualität der Platte entscheidend ist, denn der Qualitätseindruck, den das Elektrowerkzeug macht, ist bei der Festool GmbH, Wendlingen am Neckar, einem Premiumhersteller für Elektrowerkzeuge, ein wichtiges Kriterium für die professionellen Anwender wie Schreiner, Tischler und Zimmerleute“, berichtet Bark von den spezifischen Anforderungen für dieses Bauteil.
Ebenheit entsteht allein durch das Abkühlen
Sehr oft werden diese Platten für Tischkreissägen aus Aluminium hergestellt, die Oberfläche nach dem Druckguss CNC-bearbeitet und beschichtet. Bei Torun Bark Magnesium wird die Ebenheit der Magnesiumplatte nicht durch eine zusätzliche Bearbeitung hergestellt, sondern durch „Vorspannung“ im Druckguss-Werkzeug. In der Herstellung des Bauteils entfällt dadurch ein aufwendiger Bearbeitungsschritt.
„Wir gießen das Bauteil im Druckguss-Werkzeug absichtlich krumm, sodass es sich beim Abkühlen im Nachgang zum Gießprozess gerade zieht und dann absolut eben ist“, beschreibt Bark lächelnd den Herstellprozess: „So muss die Oberfläche nicht nachbearbeitet werden, sondern erhält nur eine Pulverbeschichtung, die sie vor Korrosion schützt.“
Konstruktive Optimierung spart Ressourcen
Gelungen ist dies durch eine innovative Angussgestaltung sowie ein – aufbauend auf mehreren Simulationen – optimiertes, ausgeklügeltes und dünnwandiges Bauteildesign. Stellenweise liegt die Wandstärke unter 1,5 mm Dicke.
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Für die notwendige Steifigkeit befinden sich auf der Unterseite der Platte Verrippungen und Wabenstrukturen. Diese Strukturen erhöhen nicht nur die Stabilität der Platte bei gleichzeitig deutlich weniger Masse, sondern sie sorgen, gemeinsam mit Fließhilfen, beispielsweise den sogenannten „Krähenfüßen“, im Druckgussprozess für das optimale Verteilen des flüssigen Metalls in der Form.
Nicht nur leicht, sondern auch standfest und stabil
Die so hergestellte Platte ist besonders dünnwandig und deshalb nicht nur leicht, sondern auch materialeffizient. Im Vergleich zu den knapp 4 kg schweren Aluminiumplatten ist die 2,5 kg schwere Magnesiumplatte mehr als 30 % leichter. Zusammen mit den Portalen aus Magnesium-Druckguss ergeben sich insgesamt mehr als 3 kg weniger Gewicht – für die gesamte Tischkreissäge macht das am Gesamtgewicht von etwa 45 kg knapp 10 % aus.
Denn Stabilität und Mobilität müssen in dieser Anwendung fein ausbalanciert sein. Für die Mobilität auf der Baustelle bedeutet die Gewichtsersparnis eine spürbare Erleichterung. Dennoch bleibt die Tischkreissäge insgesamt schwer genug und bringt so die zum Sägen notwendige standfeste Stabilität mit.
Magnesium: der Spezialist unter den Leichtbau-Werkstoffen
Um Magnesium als Leichtbau-Werkstoff sinnvoll einzusetzen, bedarf es bestimmter Schlüsselfaktoren. Ideal ist der Werkstoff dann, wenn das Bauteil besonders leicht sein soll. Das wird durch die niedrige spezifische Dichte des Magnesiums und die mögliche dünnwandige Ausführung erreicht. Zudem ist das Nichteisenmetall zu 100 % recyclingfähig und sehr temperaturbeständig. Allerdings ist es im Unterschied zu Aluminium oder GFK korrosionsanfällig. Außerdem rechnen sich Bauteile im Druckgussverfahren allgemein erst ab mittleren bis größeren Serien.
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„Die Erfahrungen, die wir bei diesen Bauteilen gewonnen haben, lassen sich auch auf andere Branchen übertragen. Bisher war der Werkstoff z. B. in der Luftfahrt nicht zugelassen. Doch es gibt heute schwer entflammbare Magnesiumlegierungen, die auch druckgießfähig sind, sodass sich weitere Anwendungsfelder u. a. in der zivilen Luftfahrt und in der Elektromobilität ergeben“, gibt Bark einen Ausblick auf die Zukunft des leichten Werkstoffs.
Das Video gibt einen Einblick in den Leichtbau mit Magnesium-Druckguss
Zum Download der Leichtbau-App von Leichtbau BW
Kontakt:
Leichtbau BW GmbH
Landesagentur für Leichtbau Baden-Württemberg
Breitscheidstraße 4
70174 Stuttgart
Tel.: 0711 128988–40
E-Mail: info@leichtbau-bw.de
Website: www.leichtbau-bw.de
Kontakt:
Torun Bark Magnesium GmbH
Birkenweg 8
72355 Schömberg
Tel.: 07427 9403–0
E-Mail: info@cc-bark.de
Website: www.cc-bark.de
Die Vorteile auf einen Blick:
- leicht: etwa 10 % Gewichtseinsparung durch ein um mehr als 3 kg verringertes Gewicht im Vergleich zu Aluminiumdruckguss
- materialeffizient durch konstruktive Optimierung
- kostengünstig: Herstellung um einen Prozessschritt verkürzt
- Handling der Säge wird vereinfacht
