Gießtechnikum Metakushalle - 1

Universität Kassel

Noch ist es ein grauer Novembermorgen hier in Baunatal. Ein riesiger Kran und mehrere Gabelstapler stehen bereit und erwarten gespannt die Ankunft der neuen Thixomolding-Maschine für das Gießtechnikum der Universität Kassel. Die Maschine hat einen weiten Weg hinter sich, kam mit Frachtcontainern aus China und wird heute in zwei großen Teilen mit mehreren Sattelschleppern angeliefert. Die Anschaffung der Thixomolding Maschine ist für das Fachgebiet für Gießereitechnik - GTK von großer Bedeutung, denn sie läutet damit ein zukunftsträchtiges Zeitalter für die Hersteller von innovativen Leichtbaulösungen aber auch für die Studierenden ein. Aber alles der Reihe nach.

Die größte Leichtmetallgießerei Europas steht bei Volkswagen in Kassel. Von dort aus wird mittlerweile jedes vierte Getriebe in die ganze Welt geliefert und zudem auch immer größere Strukturgussteile für Karosseriekomponenten. Ein derart renommierter Standort braucht auch eine vitale Forschung an seiner Seite. Da trifft es sich hervorragend, dass das „Zentrum für Gussleichtbau und Konstruktion“ der Universität Kassel in direkter Nachbarschaft zu VW steht. Denn dort wird am GTK der Studienschwerpunkt Gießereitechnik gelehrt, der neben den gießereitechnischen Grundlagen besondere Forschungsschwerpunkte auf die Themen Leichtbau, energie- und ressourceneffiziente Prozess- und Bauteilauslegung, die Entwicklung und Test neuer Werkstoffe bis hin zur Anwendung moderner CAx-Simulationstools und KI-Methoden legt. „Für die größte Leichtmetallgießerei Europas bei VW braucht es natürlich auch Nachwuchs, wissenschaftlichen Nachwuchs, Ingenieurnachwuchs“, erzählt uns Prof. Dr.-Ing. Martin Fehlbier, der seit 2012 für das damals völlig neu gegründete Fachgebiet Gießereitechnik verantwortlich ist. Der Standortvorteil dieses Studienganges liegt auf der Hand: „Wir sind eng verbunden mit Volkswagen, aber auch mit Audi, mit Daimler mit BMW oder Porsche. Aber“, betont er, „wir sind eigenständig und frei in der Forschung.“ Und die ist spannend!

In Kassel wird seit Kurzem an einem völlig neuen Verfahren geforscht, das Magnesium als Leichtbaumaterial einsetzt und auf der Technologie des Kunststoffspritzgießens basiert: Thixomolding. „Dieses Verfahren wird bislang in Europa nur an wenigen Standorten  industriell eingesetzt“, erklärt Prof. Dr. Fehlbier. „Die Besonderheit dabei ist: Normalerweise werden Metalle im flüssigen Zustand vergossen. Bei diesem Verfahren wird das Metall aber im teigigen, also teilfestem Zustand bei zum Teil deutlich niedrigeren Temperaturen verpresst.“ Das hat einige Vorteile: Die Luft im Formwerkzeug wird bei der laminaren Formfüllung nicht eingeschlossen, sondern vor der geschlossenen Schmelzefront herausgeschoben, wodurch man wesentlich höhere Bauteilqualitäten erreichen kann. Das Material ist schweißbar, druckdicht und wärmebehandelbar. „Magnesium ist damit der leichteste metallische Konstruktionswerkstoff“, sagt Fehlbier. „Im Bereich der E-Mobilität und der urbanen Mobilität sind Leichtmetallanwendungen aus Magnesium für innovative Automotive- und Elektronikprodukte/E-Bikes aber natürlich auch für Handwerkergeräte zunehmend gefragt. Auch das Verfahren zur Verarbeitung ändert sich. Durch Thixomolding mit Multiheißkanaltechnologie sollen zukünftig z.B. auch größere Bauteile für automobile Anwendungen aus Mg-Kaltkammerdruckguss substituiert werden. „Damit kann man 50 bis 70 % Material einsparen. Das hat CO2-Vorteile, Recyclingvorteile, auch Dünnwandigkeit ist ein Thema.“ Mit dünneren und damit leichteren Komponenten wird auch jede Menge Treibstoff gespart. Und ein weiterer Pluspunkt: „Magnesium ist zu 100 % recyclebar!“

Ein wesentlich geringerer Energieverbrauch, man braucht kein umweltschädliches Schutzgas mehr, es reicht stattdessen das harmlose Argon, und es hat wesentlich bessere mechanische Eigenschaften – Magnesium ist ein Werkstoff der Zukunft. „Die Anforderungen steigen“, bestätigt Prof. Dr. Fehlbier. „Und das ist mit diesem Verfahren darstellbar.“ Doch bevor es richtig losgehen kann, müssen die zwei großen Maschinenteile in die Halle und dort montiert werden. Und das ist nicht ganz so einfach wie es scheint…

Hier geht's zu Teil 2

Hier geht's zu Teil 3