Leichtgewicht als Herzstück

Aluminiumfeingusskomponenten - Eine Faustregel für die Wirtschaftlichkeit bei den unterschiedlichen Gießverfahren lautet: Das Feingießen ist besonders dann günstig, je komplizierter das Bauteil gestaltet ist und je schwieriger es bearbeitet werden kann.

09. Oktober 2006

Die Möglichkeit beim Feingießen besonders komplexe und dünnwandige aber feste Formen herauszuarbeiten und der Fakt, dass bei diesem Verfahren die fertig gegossenen Teile in der Regel auch einbaufertige Teile sind, waren wohl die Hauptgründe dafür, dass Siemens Dematic genau dieses Verfahren zur Herstellung ihres neuen Bestückkopfes ausgewählt hat. Als Partner für dieses Projekt nahmen sich die Münchener die Gießspezialisten von Feinguss Blank aus dem schwäbischen Riedlingen. Dabei standen fertigungstechnische Anforderungen des Feingussteils sowie Bedingungen der Funktion im Vordergrund. Filigrane Geometrien, sehr dünnwandige Bereiche und auch Hinterschneidungen wurden konstruktiv umgesetzt.

Die Gusskomponente sollte aus zwei Einzelteilen bestehen, welche zu einem späteren Zeitpunkt nach spanender Bearbeitung in der Endmontage des kompletten Bestückkopfes zu einer Einheit zusammengeführt werden. Hohe spezifische Festigkeiten im fertigen Bauteil mussten umgesetzt werden. Dennoch, das Herz musste zwingend ein ›Fliegengewicht‹ bleiben, um extrem hohe Beschleunigungen zu ermöglichen.

Im Vergleich zum Druckgussverfahren können beim Feingussverfahren Hinterschneidungen realisiert werden und eine hohe Maßgenauigkeit gegenüber dem Sand- und Kokillenguss erreicht werden. Wie üblich wurden auch vom Bestückkopf erste Referenzmuster anhand des Thermojet-Protoyping-Verfahrens hergestellt. Anhand von CAD-Daten wurden Wachsmodelle hergestellt, welche die Basis für das Feingussverfahren bildeten. So hergestellte Prototypen werden oft als erste Verbaumuster eingesetzt. Auf dieser Basis konnte nun sehr gut das komplette Bauteil realitätsnah optimiert werden. Weitere konstruktive Überarbeitungsphasen erfolgten. Ein besonderes Augenmerk wurde in diesem Stadium den Bearbeitungszugaben gewidmet. Bohrungen, Gewinde, Sachlöcher sowie Flächen mit extrem hohen Forderungen bezüglich der Ebenheit wurden festgelegt. Das fertige Bauteil bildet eine Art Käfig für einen Bestückkopf, in welchem ein mit Vakuumpipetten bestückter Revolver läuft. Dieser Bestückkopf positioniert elektrische und elektronische Bauteile auf Platinen.

Präzise, schnell und leicht

Die Bestückköpfe, also die ›Herzen‹ der Bestückautomaten, sind einzeln oder auch paarweise auf einem Portal angeordnet und haben zwei Arbeitspositionen. Sie nehmen einmal die Bauteile aus einem Magazin per Vakuum auf, zum anderen setzen sie wiederum Bauteile auf Platinen an. Verständlich, dass hier sehr hohe Anforderungen an die Positioniergenauigkeit gestellt sind. Der Wechsel zwischen den beiden Arbeitspositionen ist in Bruchteilen von Sekunden erfolgt, deshalb sind extrem hohe positive und auch negative Beschleunigungen zu bewältigen. Aufgrund der Anforderungen an das Bauteil wurde der Grundwerkstoff G-AlSi7Mg gewählt. Dieser Werkstoff bietet ein sehr hohes Festigkeitsniveau und eine gut ausreichende Bruchdehnung. Durch die spezielle Warmbehandlung wird die Festigkeit zudem noch weiter erhöht.

Petra Kleß, Feinguss Blank GmbH

FAKTEN

- Mit dem Feinguss-Verfahren können Gussstücke mit einer Masse von 0,001 bis zu 50 kg vergossen werden.

- Die Toleranzen liegen dabei bei etwa ± 0,4 bis ± 0,7 % vom Nennmaß.

- Es können Stähle und Legierungen auf Eisen-, Aluminium-, Nickel-, Kobalt-, Titan-, Kupfer-, Magnesium- oder Zirkoniumbasis vergossen werden.

Erschienen in Ausgabe: 07/2006