Herausforderungen abseits von Eisen und Aluminium – anspruchsvolle Gussteile aus Aluminiumbronze

Die Mecklenburger Metallguss GmbH aus Waren (Müritz) ist ein weltweit agierender Spezialist für die Auslegung, Optimierung, Herstellung sowie Bereitstellung von Service- und Reparaturleistungen von Fest- sowie Verstellpropelleranlagen im Bereich der maritimen Antriebstechnik.

Im Laufe der Jahre sind mit dem stetigen Wachstum des Schiffbaumarktes auch die Produktionskapazitäten gesteigert worden, so dass die MMG zurzeit ca. 130 Festpropeller mit einer Jahrestonnage von ca. 13.000 t und Durchmessern von 4 – 11m jährlich anbaufähig herstellen und liefern kann. Um diese Auslastung und den sich daraus resultierenden Umsatz generieren zu können, haben die Anforderungen in fast allen Betriebsteilen der MMG in den letzten 5 Jahren stark zugenommen. Speziell auf die Arbeit in der Gießerei bezogen bedeutet das einen noch kosten- sowie zeiteffizienteren Produktionsdurchlauf zu projektieren, um im Schiffbaumarkt, welcher vor allem in Asien besteht, wettbewerbsfähig bleiben zu können. Weiterhin steht in besonderem Maße die Qualität und das im Produkt enthaltene Knowhow im Fokus. Fast alle zurzeit ausgelieferten Propeller werden in der Forschungs- und Konstruktionsabteilung der MMG eigens für einen bestimmten Schiffstyp entwickelt und per Simulation auf optimale Festigkeits- und Strömungsverhalten ausbalanciert. Aufgabe der Gießereitechnologen ist es, dieses geometrische Optimum in einem Guss möglichst fehlerfrei herzustellen. Unterstützend für die Realisierung solch anspruchsvoller Gussteile wird mit modernsten Simulations- und Messtechnologien gearbeitet, um gezielt Rückschlüsse ziehen und damit auch Vorhersagen für das Schwindungsverhalten während der Erstarrung treffen zu können. Ein besonderes Augenmerk gilt auch der Oberflächengüte in Bezug auf Materialtrennungen, Gas- bzw. Porositätsfehlern, da diese durch die im Betrieb bestehenden Kavitationskräfte auf den Propellerflächen sehr schnell zu Wirkungsverlusten führen. Wie in vielen anderen Anwendungsbereichen für Gusserzeugnisse steht auch bei MMG die Steuerung der Materialeigenschaften der Gusslegierungen, speziell für Propeller die Aluminiumbronzen, eine gesonderte Rolle zu. Ziel soll es sein die spezifische Festigkeit des Bauteils, zugunsten einer Effizienzsteigerung der Propulsion, zu erhöhen, ohne gravierend in die bestehende Eigenschaftsmatrix einzugreifen. Im Einzelnen bedeutet dies nicht nur eine Weiterentwicklung der Metallurgie für Aluminiumbronzen, sondern zudem eine Anpassung des Formenbaus, der verwendeten Formstoffe und Formhilfsmittel, um gezielt auf das jeweils erforderliche Erstarrungsverhalten ansteuern zu können. Hierbei setzt die MMG aus verschiedensten Gründen gänzlich auf anorganische Bindersysteme in Form von Zement- und Wasserglasformstoff, welche gezielt auf die Erfordernisse aufbereitet werden. Zudem muss im Unternehmen, welches im Stadtgebiet des Luftkurortes Waren (Müritz) angesiedelt ist, besonders auf die Umweltverträglichkeit des Prozesses geachtet werden. Das gesteigerte Anforderungsprofil für die Gießerei bezieht sich auch auf die Formgebung. Das angebotene Produktspektrum besteht zu einem großen Teil aus Einzel- und Kleinserienteilen, was die Nutzung klassischer Modelle in der Gießerei aus Kostengründen zunehmend unattraktiver gestaltet. Daher wird der Entwicklung/Einführung alternativer Formverfahren, wie dem Formstofffräsen oder -drucken, in zunehmenden Maße Aufmerksamkeit geschenkt. In Zusammenarbeit mit Forschungs- und Bildungseinrichtungen bestehen zurzeit mehrere Forschungsprojekte und Machbarkeitsstudien in denen gemeinsam an den angesprochenen Herausforderungen gearbeitet wird. Auch mit den gießereirelevanten Zulieferern für Form- und Formhilfsstoffe sowie diversen Aggregate-Herstellern wird im ständigen Austausch daran gearbeitet die bestehenden und zukünftigen Herausforderungen erfolgreich meistern zu können.