Mit neuartigen Werkzeugen aus Werkzeugstahl kann die Industrie in Deutschland ihre Kosten durch eine nachhaltige Produktion reduzieren. Wie das funktioniert, beschreiben drei Anwendungsbeispiele. (Bild: voestalpine)
Die High Performance Metals Division des voestalpine-Konzerns arbeitet gemeinsam mit Werkzeugherstellern verschiedener Branchen intensiv an der Entwicklung innovativer Technologien. Mit schärferen Schneidemessern, robusterem Material oder neuartigen Fertigungsstrategien lassen sich Energie- und Verschleißkosten um bis zu 30 Prozent reduzieren.
„Unser Know-how im Bereich Werkzeugstahl kombiniert mit dem Wissen von Werkzeugherstellern eröffnet für die verarbeitende Industrie ganz neue Synergien für das Ziel, nachhaltiger zu produzieren”, sagt Reinhard Nöbauer, Vorstandsmitglied der High Performance Metal Division. „Deshalb haben wir maßgeschneiderte Komponenten - so genannte Engineered Products - entwickelt, die direkt in Produktionsprozessen eingesetzt werden können und sofort zu Effizienzsteigerungen und Energieeinsparungen führen.“
Nachfolgend gibt es dazu drei Beispiele aus der Praxis:
Beispiel Autobau
Praxisbeispiel Autobau
Im Karosseriebau gehen die Hersteller von E-Autos neue Wege: Die traditionelle Blechbauweise wird durch neue Fertigungsverfahren abgelöst, beispielsweise mit dem Aluminiumdruckguss für große Bauteile. Der Vorteil: Mit dem Gussverfahren können in Kombination mit additiven Fertigungsverfahren für Inserts Zeit und Kosten gespart werden. Bei der Einrichtung neuer Fertigungslinien werden so Fertigungs- und Investitionskosten maßgeblich reduziert. „Gemeinsam mit einem renommierten E-Auto-Hersteller konnten wir mit innovativen Ansätzen in den Bereichen additiver Fertigung, Beschichtung und Werkstoffauswahl für die Werkzeuge Zykluszeit und Ausschuss senken“, sagt Reinhard Nöbauer.
Beispiel Lebensmittelindustrie
Praxisbeispiel Lebensmittelindustrie
In der Lebensmittelindustrie arbeiten die voestalpine-Expert:innen mit den Herstellern von Werkzeugen für die Käseverarbeitung zusammen. Durch hochwertigen Klingenstahl und eine neuartige Präzisionssteuerung der Maschinen nutzen sich die Schneidmesser weniger ab. Die Vorteile: Maschinenlaufzeiten verlängern sich um das Dreifache, weil die Produktion zum Nachschärfen der Messer seltener angehalten werden muss. Das neue Maschinen-Engineering senkt den Energieverbrauch: Mit weniger Reibung beim Schnitt sinkt der erforderliche Kraftaufwand für den Einsatz der Messerwerkzeuge. Gleichzeitig sorgen schärfere Werkzeuge für eine Kostenersparnis bei den Lebensmitteln. Beim Schnitt von Premiumkäse lässt sich der teure Abrieb in der Verarbeitung deutlich senken und es kommt zu weniger Verlusten bei der Ware.
Beispiel Herstellung von Kunststoffbauteilen
Praxisbeispiel Herstellung von Kunststoffbauteilen
Die Recyclingwirtschaft führt dazu, dass die Kunststoffverarbeitung in der Industrie künftig nachhaltiger wirtschaften kann. Stichwort: Recyclate und Bioplastik. Die Lebensmittelindustrie arbeitet bereits daran, die neuen Werkstoffe für die Herstellung von Verpackungen aller Art einzusetzen. Zuletzt durch die Corona-Pandemie angetrieben, ist die Nachfrage nach in Kunststoff verpackten Lebensmitteln ein Mega-Trend. Bioplastik verhält sich allerdings in der Fertigung ganz anders als die klassischen Kunststoffe.
Diese Erfahrung machen auch die Hersteller von Kinderspielzeugen, medizintechnische Unternehmen oder Zulieferer von Kunststoffkomponenten verschiedenster Branchen und Unternehmensgrößen. Das Team der High Performance Metals Division hat in Zusammenarbeit mit den Herstellern von Spritzgussteilen neue Werkzeuge entwickelt. Damit spart die Produktion einerseits Energie, andererseits stärken Firmen mit der Einbindung des Betriebs in die Recyclingwirtschaft die Umweltfreundlichkeit der Wirtschaft insgesamt.
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High Performance Metals Division
Die High Performance Metals Division des voestalpine-Konzerns ist auf die Produktion und Verarbeitung von Hochleistungswerkstoffen und kundenspezifische Services, wie Wärmebehandlung, hochtechnologische Oberflächenbehandlung und additive Fertigungsverfahren unter zunehmendem Einsatz digitaler Technologien fokussiert. Die Division bietet Werkzeugstahl global an und ist eine Anbieterin von Schnellarbeitsstählen, Ventilstählen sowie anderen Produkten aus Spezialstählen, Pulverwerkstoffen, Nickelbasis-Legierungen, Titan und Komponenten auch auf Basis additiver Fertigungstechnologien. Wichtigste Kundensegmente sind die Bereiche Automobilzulieferindustrie, Öl- und Gasexploration, Maschinenbau sowie die Konsumgüterindustrie und die Luftfahrt.
Grundsätzliches über Werkzeugstahl
Werkzeugstahl ist ein Werkstoff in der Metallindustrie, der für die Herstellung von Werkzeugen und Formen verwendet wird. Er zeichnet sich durch seine hohe Härte und Verschleißfestigkeit aus und ist daher besonders für Anwendungen geeignet, bei denen es auf Präzision und Zuverlässigkeit ankommt.
- Werkzeugstahl muss die richtige Härte aufweisen, um den Anforderungen der jeweiligen Anwendung gerecht zu werden. Dies kann durch eine Härteprüfung festgestellt werden, bei der die Härte des Werkzeugstahls mithilfe eines speziellen Prüfgeräts gemessen wird.
- Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Zusammensetzung des Werkzeugstahls. Verschiedene Legierungselemente wie Chrom, Vanadium oder Wolfram können die Eigenschaften des Werkzeugstahls beeinflussen und ihn für bestimmte Anwendungen besser geeignet machen.
- Ein zusätzlicher wichtiger Faktor ist die Wärmebehandlung des Werkzeugstahls. Durch eine gezielte Wärmebehandlung können die Eigenschaften des Werkzeugstahls optimiert werden. Hierbei wird der Werkzeugstahl zunächst erhitzt und anschließend kontrolliert abgekühlt. Je nach Anwendung kann dabei unterschiedliche Wärmebehandlungen zum Einsatz kommen, wie zum Beispiel das Abschrecken oder das Anlassen.
- Schließlich muss Werkzeugstahl ausreichend geschützt werden, um seine Langlebigkeit zu gewährleisten. Er ist anfällig für Korrosion und sollte daher trocken und vor Feuchtigkeit geschützt gelagert werden.
Quelle: voestalpine
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