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SPECIAL
ALUMINIUM CASTING
tions – from individual diecasting machines,
through complete diecasting cells and up to
the turn-key equipment of complete diecasting
foundries, including the moulds. In light of the
numerous projects implemented over decades,
the company not only has the know-how for
providing complex plant systems but also understands
how to optimise the casting process
and how it can be developed further in a process-technological
sense. At its main location
in Schorndorf-Weiler in Swabia a technical
centre with four diecasting machines has been
set up, where not only test runs for customers
are carried out but also the company’s own
trials and the testing of new developments.
Furthermore, long-term tests under industryrelevant
conditions of use can be carried out at
the sister-company Moneva Leichtmetallguss
in Winterbach.
Energy optimisation, from furnace
technology to machine design
Nowadays the energy issue is important not
only in the context of furnace technology, but
also in relation to the casting machine itself.
Most of the energy in a foundry is needed for
melting, whereas the kinetic energy for operating
the casting machine is by comparison
of secondary importance. “Nevertheless, we
pay attention to aspects that enable us to create
and implement appropriate utility for the
customer,” says Mr Erhard, and continues: “In
our machines designs and throughout the
process chain we strive for energy-optimised
designs. In the machine context this entails
keeping the moving masses as low as possible
– since during every cycle they have to be
moved, that is accelerated and braked, which
costs energy and, moreover, is also associated
with a wear component.”
At an early stage Frech began investigating
various drive technologies – servo-electric
and hydraulic drive systems – and incorporating
them into their machines. “Already in
1999 we introduced a fully electrically driven
hot-chamber diecasting machine and we are
probably the only manufacturer to have a machine
of that type in our product range. We offer
hybrid technology, with which the locking
side of the machine is driven fully electrically
and the casting side hydraulically, because in
the latter case large forces and high dynamics
are required.”
Of course, at Frech they are also concerned
with the question of how a pump drive system
can be made as energy-efficient as possible.
Mr Erhard stresses that this question has to
be considered in a differentiated way. “It is
easy for a machine manufacturer to equip his
fährt fort: „Wir achten beim Maschinendesign
und über die gesamte Prozesskette auf eine
energieoptimierte Auslegung. Bei der Mechanik
geht es darum, die bewegten Massen möglichst
gering zu halten – weil sie bei jedem Zyklus
bewegt, also beschleunigt und abgebremst
werden müssen, was Energie kostet und darüber
hinaus mit einer Verschleißkomponente
verbunden ist.“
Frech hat schon früh damit begonnen, unterschiedliche
Antriebstechnologien – servoelektrische
und hydraulische Antriebe – zu
untersuchen und in die Maschinen zu bringen.
„So haben wir bereits 1999 eine vollelektrisch
angetriebene Warmkammer-Druckgießmaschine
am Markt vorgestellt und sind
wohl nach wie vor der einzige Hersteller, der
eine solche Maschine im Produktportfolio
hat. Wir bieten Hybridtechnik an, bei der die
Schließseite der Maschine vollelektrisch und
die Gießseite hydraulisch angetrieben wird,
weil dort hohe Kräfte und eine hohe Dynamik
gefordert sind.“
Natürlich beschäftigt man sich bei Frech
auch mit der Frage, wie ein Pumpenantrieb
möglichst energieeffizient gestaltet werden
kann. Erhard betont, dass man diese Frage
differenziert betrachten muss. „Es ist für einen
Maschinenhersteller leicht, seine Maschinen
an den Pumpen mit frequenzgeregelten
Servomotoren auszustatten. Entscheidend für
den Energieeffizienzgewinn ist aber, wie diese
Maschine arbeitet. In einem Zyklus, in dem
über lange Zeiten ein einziges Teil, ein sogenannter
Dauerläufer, produziert wird und dies
stets mit einer hohen Taktrate am Zykluslimit
der Anlage geschieht, macht Umrichter- und
Servomotorentechnik wirtschaftlich keinen
Kaltkammer-Druckgießmaschine im Produktionsumfeld
Cold chamber diecasting machine in production environment
Sinn. Anders bei stark wechselndem Formeinsatz,
wo mal schnell und hochfrequent, mal
langsam produziert werden muss und das
immer auf ein und derselben Anlage. Dort ist
die Flexibilität in der Prozessanpassung nutzbar.
Wir zeigen unseren Kunden daher diese
Optionen auf, wie er wirtschaftlicher arbeiten
kann.“
Mit der Meltec hat Frech eine eigene Tochterfirma,
die in der Ofen- und Schmelztechnik
erfahren ist. „Dort arbeiten wir kontinuierlich
daran, beim Schmelzen Energieverluste zu
minimieren, sei es durch entsprechende Isolationswerkstoffe
oder durch innovative Temperaturführung:
dass man nicht zu stark überhitzt,
um Wärmeverluste an anderer Stelle zu
kompensieren, sondern besser dort ansetzt,
wo die Verluste auftreten – beispielsweise in
dem man vermeidet, dass Wärme mangels Isolation
ins Maschinengestell abgeführt wird.“
Ein weiteres energierelevantes Thema,
gerade im Aluminiumdruckguss, betrifft das
Temperieren der Gießform. Oft ist die Temperierung
suboptimal, sodass die Oberfläche
der Form durch intensives Besprühung abgekühlt
werden muss. Dabei entstehen mitunter
Oberflächenspannungen in den Formen,
die zu Rissen führen können; das heißt man
hat ein Verschleißthema die Form betreffend,
man benötigt sehr viel Trennmittel und hat
damit unter Umständen ein Umweltthema
durch den hohen Anfall an Sprühnebeln und
Sprühstoffen. „Wenn man hier die richtige
Balance findet, kann man viel Energie einsparen.
Das alles ist Teil unseres Knowhows, das
wir einbringen können, wenn der Kunde uns
an seinem Prozess teilhaben lässt“, erläutert
Erhard.
ALUMINIUM · 11/2012 29