Eines Tages fahren alle Automobile vielleicht elektrisch und der Verbrennungsmotor ist Geschichte. Doch bis dahin werden Fahrzeughersteller weiterhin Motoren und Antriebe herstellen, die auf Metallgussteilen basieren. Zu diesen Komponenten zählen Zylinderköpfe, Motorblöcke, Getriebe- und Kupplungsgehäuse. Imprägniert werden dabei nicht nur große, sondern auch kleinere Bauteile, wie beispielsweise für Bremsen, Pumpen und Kompressoren. Unabhängig von ihrer Größe und Funktion aber müssen alle in Zukunft so gestaltet werden, dass sie so wenig Platz wie möglich beanspruchen, was komplexere Konstruktionen mit sich bringt.
Die Technologie der Verbrennungsmotoren steht keineswegs still. Jede neue Diesel- und Benzingeneration ist leichter und schlanker als die vorherige. Die eingesetzten Bauteile sind oft kleiner und dünnwandiger, müssen meistens jedoch höheren Temperaturen und Drücken standhalten als zuvor. Die Kerntechnologie zur Fertigung dieser Teile – der Metalldruckguss – entwickelt sich immer weiter, ist aber noch immer mit einem großen Problem behaftet, das Nachbearbeitung erfordert. Und je fortschrittlicher der Motor, desto wichtiger ist es, dieses Manko zu lösen – schnell und effektiv.
Dabei geht es um Porosität in Form mikroskopischer Lufteinschlüsse. Der Metalldruckguss führt nahezu unvermeidlich zu Teilen, die nicht vollständig massiv sind, sondern Lunker und vielleicht sogar Risse haben. Wenn diese Mängel in der Fertigung unbehandelt bleiben, können sie die Motorleistung beeinträchtigen und sogar Ausfälle verursachen. Bauteile mit derartigen Porositäten werden auch Leaker genannt. Leaker müssen erkannt, aus dem Fertigungsprozess genommen, repariert und so schnell wie möglich zurückgeführt werden – und dies vorzugsweise innerhalb weniger Stunden. Die beste Abhilfe gegen Leaker ist deren Imprägnierung im Vakuum. Dabei werden Poren und Risse mit einem niederviskosen, härtbaren Polymerharz aufgefüllt, das unter den extremen Betriebsbedingungen moderner Hochleistungsmotoren ein Fahrzeugleben lang hält. Die Vakuumimprägnierung spart dem Druckgussunternehmen und dem Endanwender Kosten, da es den Arbeitsaufwand reduziert und Teile rettet, die andernfalls Ausschuss wären.
Im Zuge des Trends zu kleineren, komplexeren Motoren, die gleichwohl so leistungsfähig wie ihre Vorgänger sind, nimmt die Anzahl der Bauteile mit Porositätsproblemen zu. Damit steigt auch der Bedarf an einer wirksamen Imprägnierungsmethode.
Imprägnierlösung für alle Metalle und Gießverfahren
Einer der weltweit führenden Imprägnierdienstleister ist Henkel. Das Unternehmen bietet Loctite-Imprägnierlösungen mit Methacrylharzen, die zu einem undurchlässigen duroplastischen Polymer aushärten. Damit lassen sich Poren permanent abdichten und die Fertigung hochwertiger, leichter und dünnwandiger Druckgussteile sicherstellen. Henkel bietet diese Lösungen in einer wachsenden Anzahl von Servicezentren, die entweder in der Nähe großer Metallgießer liegen oder beim Anwender vor Ort betrieben werden.
Die Imprägnierung mit Loctite sichert die erforderliche Zuverlässigkeit moderner Fahrzeuganwendungen. Sie eignet sich für alle Metalle und Gießverfahren. Die Abdichtung ist darauf ausgelegt, Drücken bis zu den strukturellen Grenzen der Gussteile selbst standzuhalten. Die porösen Teile werden auf Dauer abgedichtet und bleiben so permanent vor gängigen Kfz- und Industriemedien wie Kraftstoffen, Reinigern, Schmierstoffen, Säuren und Kühlmitteln geschützt.
Die Gussteile werden in Körben in eine Kammer eingebracht, die dann versiegelt wird, um alle Gase aus der Umluft sowie aus Rissen und Poren der Teile mittels Vakuum zu entfernen. Anschließend wird die Kammer mit einem niederviskosen reaktiven Methacrylharz geflutet, damit dieses alle Risse und Poren füllt. Wenn das Harz ausgehärtet ist, dichtet es die Porositäten permanent ab.
Nach dem Vakuumimprägnieren beginnt das Harz entweder unter Luftabschluss (anaerob) oder unter Wärmeeinwirkung (thermisch) zu polymerisieren. Unabhängig von der Aushärtungsmethose wird sämtliches überschüssiges Harz von den Außenflächen der Teile in mehreren Spülgängen entfernt.
Metallgießereien verfügen im Allgemeinen über wenig oder kein eigenes Know-how im Imprägnieren und beauftragen damit meist ein erfahrenes und qualifiziertes Partnerunternehmen. Die Anzahl der porösen Teile kann sehr schwanken, und eine Gießerei kann unter Umständen nur schwer beurteilen, welche Investition in das Imprägnieren für ihren spezifischen Bedarf am besten ist. Aus diesem Grund entscheiden sich viele für Henkel als ihren Imprägnierpartner, da das Unternehmen den Ruf genießt, seine Kapazitäten gezielt den jeweiligen Anwenderanforderungen anzupassen.
Das Imprägniersystem von Henkel ist vollständig automatisiert und bietet so vom ersten Korb am Morgen bis zum letzten Korb am Abend eine konsistent hohe Abdichtungsqualität. Darin eingeschlossen ist eine hochpräzise Systemsteuerung und Überwachung der Harzleistung. Jedes von Henkel betriebene Servicezentrum ist nach ISO/TS 16949 zertifiziert, einem Qualitätsmanagementsystem, dessen Spezifikationen auf der ISO 9001 aufbauen und dazu dienen, in der Lieferkette der Automobilindustrie Fehlern vorzubeugen, Schwankungen zu reduzieren und Abfall/Ausschuss zu vermeiden. Henkel unterhält ein eigenes Qualitätssicherungsteam, das die Servicezentren neben der externen Zertifizierung mehrmals jährlich auditiert.
Umweltverträglichkeit gesichert
Großes Augenmerk wird auch auf die Umweltverträglichkeit der Imprägnierzentren gelegt, die alle nach ISO 14001 und darüber hinaus nach dem Sicherheitsstandard Ohsas 18001 zertifiziert sind. Kunden können daher darauf vertrauen, dass sie eine Dienstleistung erhalten, die konsistent hohe Qualität, Betriebssicherheit und hohe Umweltverträglichkeit gewährleistet.
Zur Vakuumimprägnierung von Metallgussteilen stehen mehrere Loctite-IS-Methacrylharze zur Verfügung. Sie unterscheiden sich in ihrer Viskosität und Temperaturbeständigkeit sowie gemäß der zu behandelnden Porositäten. Eines der neueren Harze ist außerdem vollständig recycelbar. Der Spülbehälter und die Recyclingeinheit arbeiten als geschlossenes System ohne Abwasser und mit einer sehr hohen Rückgewinnungsrate an Harz aus dem Spülwasser.
Anwenderspezifischer Service weltweit
Schnelles Handeln ist beim Imprägnieren von Metallgussteilen entscheidend. Leaker müssen unverzüglich wieder in den Produktionsfluss zurückgeführt werden, sodass auch das gesamte Imprägnierverfahren möglichst wenig Zeit beanspruchen sollte. Darin liegt eine der Stärken von Henkel, mit Servicezentren nahe oder direkt beim Kunden vor Ort und mit der Kapazität, Teile falls nötig innerhalb weniger Stunden zu imprägnieren und dem Kunden wieder bereitzustellen. Transportkosten und Durchlaufzeiten werden auf diese Weise minimiert. Wird die Imprägnierung vor Ort durchgeführt, können die Teile schon in einer Stunde wieder in die normale Produktion zurückgeführt werden. Der Vor-Ort-Imprägnierservice ist ein herausragendes Geschäftsmodell von Henkel, das ein hohes Maß an Flexibilität und Kundenzufriedenheit bietet.
Normalerweise testen Kunden die Teile in ihrer Gießerei unmittelbar nach der Fertigung auf Leckagen. Je nach festgestellter Leckagequote entscheiden sie dann, ob die gesamte Produktion oder nur die Leaker zur Imprägnierung gegeben werden. Falls erforderlich, kann auch unmittelbar nach dem Imprägnieren direkt im Servicezentrum eine weitere Leckageprüfung erfolgen, um gegebenenfalls eine nochmalige Imprägnierung vorzunehmen – was aber nur selten für nötig befunden wird.
Der Service wird auf globaler Ebene angeboten. Die meisten Anwender sind weltweit tätig, und so ist es für sie sehr wichtig, an jedem ihrer Standorte die gleiche Servicequalität zu erhalten. Henkel verfügt bereits über 17 Imprägnierservicezentren allein in Europa, sieben davon bei Kunden vor Ort. In den USA sind es vier Vor-Ort-Zentren von insgesamt neun. Und auch in Asien baut das Unternehmen den Imprägnierservice aus. Zwei Zentren in China sind schon in Betrieb, beide extern aber in Kundennähe. Ziel ist die Einrichtung zweier weiterer Zentren pro Jahr in der Nähe von Schlüsselkunden in Asien.
Flexibles, modulares Imprägniersystem
Es kann vorkommen, dass Kunden Porositäten erst dann als großes Problem erkennen, wenn die Gussteile schon auf dem Weg in die weiterführende Produktion sind. In diesen Fällen ist natürlich eine schnelle Lösung gefragt. Unter bestimmten Umständen mag es dann möglich sein, die Teile in einem externen Zentrum imprägnieren zu lassen. Als Alternative dazu können die Spezialisten von Henkel in kurzer Zeit ein Modulares Imprägniersystem (MIS) konfigurieren, das unverzüglich vor Ort installiert werden kann. Dem Kunden entstehen dadurch keinerlei Investitionskosten, denn das MIS wird von Henkel betrieben und er bezahlt nur für die Anzahl der behandelten Teile.
Das MIS-Konzept ist dem ursprünglichen Loctite Circular Impregnation System (CIS) entlehnt. Es wurde gezielt entwickelt, um über das flexibelste und kostengünstigste Imprägniersystem im Markt zu verfügen, und besteht aus drei einzigartigen Einheiten: einer Vakuumimprägnierkammer, einer Zentrifuge und einem rotierenden Spül- und Aushärtungsmodul für das Harz; modulare Skalierbarkeit bis zur sechsfachen Kapazität. Alle Einheiten sind eigenständig, was die Erweiterung und die Wartung erleichtert. bec
