Herstellung von Bauteilen durch Magnesium-Spritzgießen

Beim Thixospritzgießen von Magnesium wird - ähnlich wie beim Spritzguss von Polymerwerkstoffen - Magnesiumgranulat beim Transport in einer Extruderschnecke erwärmt und ständig geschert. Die teilflüssige und durch die Scherung thixotrope Metallschmelze wird anschließend unter hohem Druck in die Kavität des Gießwerkzeuges eingespritzt.

Schematische Darstellung eines Thixospritzgieß-Aggregates.

Der teilweise erstarrte Zustand hat gegenüber der vollständig flüssigen metallischen Schmelze Vorteile hinsichtlich der Bauteileigenschaften und der Wirtschaftlichkeit. Durch eine geschlossene Füllfront wird das Einschleppen von Gasen und Oxiden minimiert. Die mechanischen Eigenschaften werden verbessert und der Werkstoff ist wärmebehandelbar und schweißbar. Daneben führt die reduzierte Schrumpfung bei der Erstarrung zu einer hohen Maßhaltigkeit der Bauteile. Der geringere Energieaufwand und die geringere thermische Belastung der Gießwerkzeuge birgt das Potential für geringere Kosten.
Bislang wird das Thixospritzgießen hauptsächlich in Asien und Nordamerika in der Produktion eingesetzt. Derzeit werden vor allem Gehäusebauteile für die Elektronikindustrie aus AZ91 hergestellt.

Durch Thixospritzgießen hergestellte Magnesium-Bauteile verschiedener Hersteller.

Bei NMF wurde im März 2002 die erste Thixomolding®-Maschine der Firma Japan Steel Works in Europa aufgebaut. Die Maschine mit einer Schließkraft von 220 t erlaubt Schussgewichte bis 660 g. Die entsprechenden Peripheriegeräte (wie z.B. Entnahmeroboter, Sprühroboter etc.) für vollautomatischen Betrieb der Anlage sind ebenfalls vorhanden.

Thixospritzgießmaschine der Firma Japan Steel Works mit 220 t Schließkraft bei Neue Materialien Fürth GmbH.

Es wurden bereits eine Reihe von Demonstrationsbauteilen mit unterschiedlichen Wandstärken bei unterschiedlichen Parametern abgegossen und die Eigenschaften der Bauteile (z.B. Festphasenanteil, Zugfestigkeit, Porosität etc.) untersucht. Es konnte u.a. gezeigt werden, dass die Porosität der Gussteile durch Verarbeitung der Legierung bei niedrigen Temperaturen (d.h. hohen Festphasenanteilen) deutlich reduziert werden kann.

Durch Verarbeitung bei niedrigen Temperaturen (d.h. mit hohen Festphasenanteilen) kann die Porosität von dickwandigen Gussteilen deutlich reduziert werden.

In der Zukunft soll anhand von Bauteilen, die heute durch Druckgießen hergestellt werden, ein Vergleich zu konventioneller Gießtechnik hergestellt werden und das Potential der neuen Technik für den Automobilbau untersucht werden. Dazu sollen u.a. Kleinserien verschiedener Bauteile hergestellt werden. Weitere Schwerpunkte bei NMF werden in der Weiterentwicklung der Technik liegen. Hier sind z.B. neue Legierungen, partikel- und faserverstärkte Bauteile oder die Heißkanaltechnik zu nennen.