Bauteil

Bild: Gleich Aluminium

Bauteilversagen, bedingt durch die Bildung von Ermüdungsrissen im Werkstoff, ist ein häufig auftretendes Problem, das durch zunehmenden Wettbewerbsdruck auf den Märkten und steigende Stillstandskosten moderner Anlagen längst in den Fokus jedes Konstrukteurs gerückt ist. Am häufigsten tritt eine Rissbildung unter dynamischen Belastungen auf, was wiederum auf die Gefügestruktur der Werkstoffe zurückzuführen ist. Gleich Aluminium löst dieses Problem durch die Entwicklung von G.AL Dynamic Spezialwerkstoffen, die durch eine erhöhte Dauerfestigkeit die Produktlebensdauer maßgeblich erhöhen.

Delaminierung

Schwellende Belastungen, wie sie in der Fluidtechnik üblich sind, führen bei herkömmlichen Aluminium-Walzwerkstoffen aufgrund der Gefügestruktur und des Herstellungsprozesses zu De-Laminierung der Werkstoffe. Bild: Gleich Aluminium

Viele Konstrukteure kennen bereits die Vorteile der spannungsarmen Aluminium-Gussplatten, mussten aber für Bauteile, die dynamischen Belastungen unterliegen, auf bekannte Walzprodukte entsprechender Festigkeitsklassen oder sogar Stahl zurückgreifen. Die Folgen sind eine hohe Ausschussquote während der Zerspanung sowie eine nicht ausreichende Formstabilität und daraus resultierenden Problemen in der Dicke und Ebenheit der Bauteile.

Lange Zerspanungszeiten lassen zudem die Bauteilkosten in die Höhe steigen. G.AL Dynamic Spezialwerkstoffe helfen, die Effizienz sowohl beim Endanwender als auch in den metallverarbeitenden Betrieben auf zwei Wege zu steigern: Zum Einen wird die Bauteillebensdauer durch eine erhöhe Dauerfestigkeit sowie ein deutlich verbessertes Bruchdehnungsverhalten und sehr gute dämpfende Eigenschaften erhöht.

Delaminierung

Bild: Gleich Aluminium

Hierdurch kann unplanmäßigen Stillstandzeiten sowie teuren Ersatzteilbeschaffungen vorgebeugt werden. Die Dauerfestigkeitsversuche wurden von einem akkreditierten Forschungsunternehmen in Deutschland durchgeführt und beinhalteten neben der Ermittlung von Dauerfestigkeitswerten auch das Erstellen von Wöhlerlinien, welche unerlässlich für die Konstruktion dynamisch belasteter Bauteile sind.

Zum Anderen lassen sich durch die exzellenten Zerspanungseigenschaften (Zerspanbarkeit + Formstabilität) die Fertigungszeiten und daraus resultierende Herstellkosten deutlich reduzieren. Die Eigenschaften der G.AL Dynamic Werkstoffe werden in einem aufwendig weiterentwickelten thermo-mechanischen Gießprozess mit anschließend mehrstufiger Wärmebehandlung eingestellt, bei dem eine einhundertprozentige Reproduzierbarkeit sichergestellt ist.

Durch diesen Produktionsprozess lässt sich außerdem ein besonders isotropes Gefüge, welches >99,9 Prozent frei von Poren und Mikroporen ist, herstellen. Dies wirkt sich wiederum positiv auf die Bauteillebensdauer aus. Die Produktreihe besteht aus dem mittelfesten G.AL C210 Dynamic (EN AW 5083) und dem höherfesten G.AL C330 Dynamic (EN AW 7021).

Die Werkstoffe finden überall dort Anwendung, wo Bauteile dynamischen Belastungen unterliegen. Häufig handelt es sich hierbei um Anwendungen aus der Fluidtechnik, dem Maschinen- und Anlagenbau, der Fördertechnik, der Vakuumtechnik und dem Formenbau.

Erste Anwendungstest mit Kooperationspartnern sind erfolgreich durchgeführt worden. So kämpfte beispielsweise ein namhafter Hersteller von Hydraulik-Steuerblöcken für Krane und Traktoren immer wieder mit Haarriss-bedingten Undichtigkeiten in bereits eingesetzten Hydraulik-Komponenten. Denn schwellende Belastungen, wie sie in der Fluidtechnik üblich sind, führen bei herkömmlichen Aluminium-Walzwerkstoffen aufgrund der Gefügestruktur und des Herstellungsprozesses zu De-Laminierung der Werkstoffe.

Neben dem ärgerlichen Ausfall des Bauteils und den damit verbundenen Austausch- und Stillstandskosten war der Hersteller sehr unzufrieden mit der mühsamen Zerspanung bei einer Ausschussquote von bis zu 20 Prozent während der CNC-Bearbeitung. Eingesetzt wurde die Legierung EN AW 7075 im Zustand T7351.

Erste Testreihen mit G.AL C330 Dynamic führten zu einem mehr als zufriedenstellenden Resultat: Der Werkstoff wird ab sofort in der Serienfertigung eingesetzt – ohne weitere Ausfälle der Hydraulik-Steuerblöcke. fa

Das Unternehmen Gleich Aluminium

Wolf Nawaratil

Autor: Wolf Nawaratil, Gleich Aluminium

Leichter durch Aluminium

Die Gleich Gruppe ist ein Familienunternehmen aus Kaltenkirchen, nahe Hamburg. 1980 von Günter und Christel Gleich gegründet, wird die Firmengruppe heute in zweiter Generation durch Roland Gleich geführt. Kerngeschäft ist seit Mitte der 1990er Jahre Entwicklung, Produktion und weltweiter Vertrieb von G.AL Aluminium Präzisionsplatten. Der Markenname G.AL steht für extrem verzugsarme, formstabile und homogene Aluminium Präzisions- und Formenbauplatten mit gleichbleibend guter Qualität.

Die Aluminium-Platten werden unter anderem im Maschinenbau, in der Laser- und Optischen Industrie, Medizintechnik, Formenbau und im Werkzeugbau eingesetzt. Die Gewichtsersparnis beim Einsatz von Aluminium hilft Ressourcen einzusparen. Gleichzeitig ist die einfachere mechanische Bearbeitung gegenüber Stahl ein häufig genutzter Kosten- und Zeitvorteil.

Gleich Aluminium gehört heute auf dem globalen Aluminium-Präzisionsplatten-Markt zu den weltweit führenden Produzenten. Über 20.000 Tonnen G.AL Aluminium werden jährlich bei einem Umsatz von 70 Millionen Euro weltweit umgesetzt. Die Firmengruppe beschäftigt knapp 190 Mitarbeiter und besteht aus neun Unternehmensteilen: der Holding und dem Hauptwerk in Kaltenkirchen mit zentraler Plattenproduktion, vier unabhängigen Service-Centern, drei Verkaufsbüros sowie einem CNC-Bearbeitungszentrum. (www.gleich.de)

Autor: Wolf Nawratil, Gleich Aluminium