Schlanke Produktion von Gusseisenprodukten
Mit dem Gießen, einem der vielen Metallverarbeitungsverfahren, können komplexe Formen erzielt werden, die mit anderen Verfahren nur sehr schwierig oder mit hohem Kostenaufwand erreichbar sind. Geschmolzenes Metall wird in eine Form gegossen und nach dem Erkalten zur weiteren Verarbeitung aus ihr entfernt. Ein großes Konsortium aus 14 Partnern aus 5 EU-Ländern rief das EU-finanzierte Projekt FLEXICAST (Robust, and flexible cast iron manufacturing) ins Leben, um das herkömmliche (in Chargen durchgeführte) Gießverfahren zu einem flexiblen Prozess weiterzuentwickeln, mit dem zahlreiche Formen direkt nacheinander befüllt werden können. Das Team nutzt Prinzipien der schlanken Produktion, bei der Maschinen in Fertigungszellen gemäß den Teilen oder Produkten angeordnet werden, die sie produzieren. Solche Zellen erhöhen die Effizienz, da kurze, konzentrierte Verarbeitungswege auf wenig Raum entstehen. Auch der Ausschuss wird gesenkt und weniger Nacharbeit ist erforderlich, da Probleme nahe an ihrer Quelle entdeckt werden können. Die Wissenschaftler machen sich Fortschritte bei Schmelztechnologien und Automatisierung zunutze. Zur Qualitätssicherung des produzierten Gusseisens werden Sensoren und weitere Instrumente integriert. Die Integration eines Steuersystems, das auf künstlicher Intelligenz basiert und chemische sowie mikrostrukturelle Daten analysiert, wird große Vorteile mit sich bringen. Mit einer Roboterzelle wird das automatisierte Politurverfahren durchgeführt werden. Das Team lieferte eine detaillierte Konstruktion der Gusseisen-Fertigungszelle, und ein Großteil der Geräte und Instrumente befindet sich in einem fortgeschrittenen Stadium der Konstruktion und Inbetriebnahme. Darüber hinaus wurden mehr als 100 Gusseisen-Prüfstücke hergestellt. Numerische Modelle unterstützen die Konstruktions- und Optimierungsarbeit. Die Technologie wird in einer Pilotanlage unter realen industriellen Bedingungen demonstriert werden. Es wird erwartet, dass die Technologie den Energieverbrauch um mindestens 30 % senken, die gleichmäßige Erhaltung der Schmelztemperatur beim Gießen verbessern, Überhitzung vermindern sowie Defekte und Ausschuss minimieren wird. Die Wissenschaftler von FLEXICAST implementieren derzeit Praktiken der schlanken Produktion in einer Gusseisen-Fertigungszelle, um Erwärmungs- und Gusstechnologien sowie computerisierte automatische Steuerung weiterzuentwickeln. Durch Lebenszyklusanalyse wird sichergestellt, dass die Technologie die Wettbewerbsfähigkeit kleiner und mittlerer Gießereien in Europa auf nachhaltige Weise erhöht wird. Die Ergebnisse werden in Leitlinien formalisiert und werden möglicherweise die europäische Standardisierung auf diesem Gebiet unterstützen.
Schlüsselbegriffe
Schlanke Produktion, Gusseisen, KMU, Gießerei, Fertigungszellen
