Mit Hightech zum Vorteil des Kunden

Klaus Vollrath Fachjournalist in Aarwangen/Schweiz

„Um unsere Kunden optimal bedienen zu können, müssen wir uns mit den Anforderungen beschäftigen, die deren Märkte an sie stellen“, sagt Eric von Ballmoos, CEO und Delegierter des Verwaltungsrats der Benninger Guss AG in Uzwil/Schweiz. Qualität und Zuverlässigkeit, die Schnelligkeit bei der Markteinführung, der Service und natürlich der Preis sind dabei entscheidende Kriterien. Benninger Guss ist daher bestrebt, jeder Kombination dieser Faktoren bestmöglich zu entsprechen.

Mit rund 100 Mitarbeitern erzeugt das Unternehmen am Standort Uzwil pro Jahr etwa 6000 t Gussteile im Gewichtsbereich bis zu 5500 kg, wobei sowohl Standard-Gusseisenlegierungen mit Lamellen- oder Kugelgraphit als auch spezielle Werkstoffe wie verschleißfestes ADI, der besonders dehnbare Benodur-Werkstoff mit höherem Siliciumgehalt oder hoch temperaturbeständige Silizium-Molybdän-Gusseisen zum Einsatz kommen. Die Stückzahlen reichen vom Einzelstück über die Kleinserie bis zu mittleren Losgrößen. Zu den Kunden gehören vor allem Hersteller von Maschinen und Industrieanlagen sowie von Spezialfahrzeugen.

„Bestmögliche Bedienung des Kunden setzt umfassende Kompetenz bei den erforderlichen C-Techniken voraus“, ergänzt von Ballmoos. Das beginne bereits in der Konstruktionsphase. Hier muss der Gießer den Konstrukteur des Kunden unterstützen, indem er sein Wissen über die Möglichkeiten und Grenzen des Prozesses einbringt. Eine am Bildschirm erzeugte Wunschkonstruktion lässt sich in aller Regel nicht ohne Modifikationen produzieren, weil jedes Verfahren – egal ob Gießen, Schmieden oder Schweißen – seine Stärken und Grenzen hat. Optimale Konstruktionen entstehen, wenn sich der Gießereispezialist und der Konstrukteur des Kunden in einer frühen Phase der Produktentstehung zusammenfinden und das Prozesswissen des Gießers schon in der Entwurfsphase genutzt werden kann.

Besonders bei Um- und Neukonstruktionen lohnt sich eine solche Zusammenarbeit für den Kunden, weil der Gießer hier die Vorteile des Verfahrens – hohe geometrische Komplexität, belastungsgerechte Wanddickenverläufe und das Zusammenfassen von Einzelkomponenten zu integrierten Baugruppen mit hoher Funktionsintegration – zur Geltung bringen kann. Besonders herausfordernd wird die Kooperation beim Simultaneous Engineering, etwa wenn der Zeitdruck so groß ist, dass erste Schritte der Fertigung anlaufen müssen, obwohl manche Details noch nicht endgültig geklärt sind.

„Eine wesentliche Rolle spielt bei solchen Entwicklungen die Prozesssicherheit“, erläutert von Ballmoos. Im Vordergrund steht hierbei die Möglichkeit der computergestützten Simulation des Fließverhaltens der Schmelze und des Verlaufs der Erstarrung. Damit lassen sich die komplexen Abläufe vorab am Bildschirm verfolgen und mögliche Prozessfehler sowie daraus resultierende Schwachstellen im Gussteil vorab erkennen und die Wirksamkeit von Abhilfemaßnahmen austesten. Entscheidende Voraussetzung dafür ist eine möglichst genaue Kenntnis der thermophysikalischen Daten der verwendeten Legierungen. Hierfür wurde bei Benninger Guss eine Datenbasis mit den wesentlichen Eigenschaften der eingesetzten Gusswerkstoffe aufgebaut. Weitere Voraussetzung ist umfassendes Prozess-Know-how der betreffenden Mitarbeiter. Nur der erfahrene Gießer kann beurteilen, wie relevant eine angezeigte potenzielle Gefahr sein und welche Gegenmaßnahmen Sinn machen könnten. Der aus Sicht des Kunden wesentliche Aspekt ist letztlich, dass sowohl der Entwicklungs- als auch der spätere Produktionsprozess mit viel größerer Sicherheit als früher beherrscht werden können. Heute ist deshalb häufig schon das erste Gussteil eine Punktlandung.

Als weiteren wichtigen Aspekt beim Einsatz von C-Techniken nennt Benninger-Chef von Ballmoos die Weiterverwendung von CAD-Geometriedaten für den Modell- und Formenbau sowie das Drucken von Sandformen und -kernen. Komponenten für die Modelle werden in einem CNC-Bearbeitungszentrum gefräst. Im Vergleich zum konventionellen Modellbau spart das Zeit und senkt die Kosten. Benninger Guss besitzt auch die Möglichkeit, Sandformen und -kerne mit Hilfe des Rapid Prototping-Verfahrens, sehr schnell und ab den 3D-Daten herzustellen. Die dafür eingesetzte Anlage hat einen Bauraum von 1800 mm x 1000 mm x 750 mm. Und aus den erzeugten Komponenten kann ohne weiteres eine noch größere Form zusammengebaut werden. Besonders interessant ist dabei, dass zusätzliche Freiheitsgrade verfügbar werden. So wird es möglich, auf Aushebeschrägen zu verzichten sowie Hinterschneidungen oder Hohlkerne mit definierter Wanddicke zu erzeugen. Auf diese Weise können – je nach Komplexität – Prototypen oder Serienteile ohne Werkzeug- oder Modellkosten innerhalb drei bis vier Wochen hergestellt werden. Von besonderem Wert ist diese Technik auch im Zusammenhang mit Reverse-Engineering-Aufträgen beispielsweise bei Ersatzteilen, für die es keine Modelle oder CAD-Daten mehr gibt.

„Wesentlicher Bestandteil unseres Leistungspakets ist auch die Beratung unserer Kunden bezüglich der optimalen Werkstoffwahl“, sagt von Ballmoos. Angesichts immer höher geschraubter Anforderungen des Marktes an die Leistungsfähigkeit von Gussteilen wurde auch die Legierungspalette systematisch erweitert. Mit dem klassischen Grauguss wird nur noch ein vergleichsweise kleiner Umsatzanteil erzielt. Zu den leistungsfähigeren Alternativen zählt Gusseisen mit Kugelgraphit. Unter der Bezeichnung Benodur entwickelte Benninger eine Legierungsvariante, die sich durch eine höhere Streckgrenze bei zugleich entscheidend verbesserter Zähigkeit auszeichnet. Und für noch höhere Festigkeitsanforderungen gibt es die sogenannten ADI-Gusseisen. Für Einsatzbereiche, bei denen es vor allem auf hohe Temperaturbeständigkeit ankommt, etwa bei Krümmern für schwere Dieselaggregate, bieten die Uzwiler spezielle SiMo-Gusseisen an.

„Als wichtigen Bonus für unsere Kunden können wir ihnen ein breites Spektrum zusätzlicher Bearbeitungs- und Veredelungsleistungen anbieten“, verrät von Ballmoos. Ermöglicht werde dies durch die Einbindung der Gießerei in ein Netzwerk weiterer mittelständischer Spezialisten. Leadpartner ist die Knoepfel AG als Spezialist für den Bereich Zerspanung. Hinzu kommen je nach Aufgabenstellung weitere Unternehmen aus den Bereichen Wärme- und Oberflächenbehandlung, Härten, Engineering, Prototyping, Schmieden, Metallguss oder Oberflächenveredelung. Alle diese Firmen sind bestens aufeinander eingespielt. Das ist laut von Ballmoos eine entscheidende Voraussetzung, um sich gegenseitig völlig unbürokratisch und praktisch auf Zuruf Aufträge zu übergeben, deren termin- und sachgerechte Erfüllung die Basis wichtiger Kundenbeziehungen sind.

Benninger Guss unterhält ein umfangreiches Lager an Halbzeugen aus im Kokillen- oder Strangguss erzeugten Gusseisenwerkstoffen. Ergänzt wird das Angebot durch Halbfabrikate sowie variable Logistikangebote, wobei der Gießereibetrieb auch mit der Distributionsplattform Metal4you kooperiert. Darüber hinaus werden auch vorbearbeitete Elemente, komplett nach Zeichnung gefertigte Bauteile und sogar vormontierte Baugruppen wie zum Beispiel Aufspannplatten angeboten. Ein weiterer Logistikservice betrifft die Kanban-Lagerung von unbearbeiteten Gussteilen für Kunden, die solche Teile fallweise relativ kurzfristig abrufen wollen. Das widerspricht zwar dem heute weitverbreiteten Ansatz, möglichst keine „Ware in Arbeit“ am Lager zu halten, doch mitunter macht dieser Service Sinn.

Für Kunden aus dem europäischen Ausland liefert Benninger ab Lager Konstanz – verzollt und versteuert, mit allen erforderlichen Zertifizierungen und zu Preisen, die europäischem Niveau entsprechen.