Egal, welcher Autotyp: Um alle Systeme im Fahrzeug im optimalen Temperaturfenster zu betreiben, ist ein zuverlässiges Thermomanagement unerlässlich. Für den reibungslosen Transport von Flüssigkeiten, wie zum Beispiel Kühlwasser, werden Pumpen mit Lagern und Dichtungen benötigt. Um eine hohe chemische, thermische und mechanische Beständigkeit dieser Komponenten sicherzustellen, hat Schunk ein Produktionsverfahren für Bauteile entwickelt, die nicht nur besonders effizient und langlebig sind, sondern sich auch in großer Stückzahl und komplexen Geometrien herstellen lassen.
Ein neues Graphit-Spritzguss-Verfahren verbindet die Vorteile von Graphitwerkstoffen mit denen des Spritzgussverfahrens. Das Ergebnis sind zum Beispiel Lager für Kühlwasserpumpen, die besonders widerstandsfähig sind und über optimale Schmiereigenschaften verfügen.
→ Welche Vorteile das Verfahren bietet und wie es funktioniert, erklären die Schunk Experten Matthias Kienholz und Patrick Rauber in unserem kostenlosen Whitepaper „Spritzgussteile aus Graphit: Innovation für die E-Mobilität.“ Dort erfahren Sie unter anderem, wie sich im Graphit-Spritzgussverfahren selbst komplexe Geometrien in großer Stückzahl herstellen lassen, und wie die Teile kundenseitig an individuelle Anforderungen angepasst werden können. Lesen Sie bereits hier die Antworten auf häufig gestellte Fragen zu unserem Graphit-Spritzguss-Verfahren.
Interview
Herr Rauber, von welchen Vorteilen profitieren Kunden, die sich für Pumpenlager auf Graphitbasis entscheiden?
Patrick Rauber: Die Lebenszyklen der Pumpen, die mit unseren graphitbasierten Lagern laufen, sind deutlich länger. Außerdem können wir durch das innovative Verfahren sechs bis acht Teile auf einmal fertigstellen. Weiterhin liegt die Temperaturbeständigkeit bei bis zu 180 Grad Celsius, kurzzeitig sogar noch höher. Insgesamt schaffen wir mehr und beständigere Bauteile in gleicher Zeit und sind deutlich günstiger als der Wettbewerb.
Wie hoch ist denn die Mindestanzahl an Teilen pro Jahr, damit das Spritzgussverfahren wirtschaftlich ist?
Matthias Kienholz: Die Mindeststückzahl liegt bei 500.000 Teilen pro Jahr. Aber diese Zahl hängt auch von den Werkzeugkosten und der Anzahl der Kavitäten ab. Für geringere Stückzahlen bieten wir alternativ Fertigungsverfahren wie zum Beispiel Maschinenbearbeitung oder Formpressen an.
Warum sind Kunden aus der Automobilindustrie bei Ihnen an der richtigen Adresse, wenn sie nach einer Möglichkeit suchen, Bauteile in großen Stückzahlen kosteneffizient und in Serie zu beziehen?
Patrick Rauber: Für Kunden kann es manchmal schwierig sein zu entscheiden, wer der beste Anbieter ist. Denn es geht bei der Zusammenarbeit nicht ausschließlich um niedrige Kosten. Wir überzeugen darüber hinaus mit der hohen Qualität unserer Materialien, unserem langjährigen Know-how in Bezug auf Werkstoffe und Verfahren sowie den Dienstleistungen rund um den Planungs- und Herstellungsprozess. Wer sich im Umfeld der Automobilindustrie durchsetzen will, muss außerdem schnell sein. Qualität, Kosteneffizienz und Geschwindigkeit sind also ausschlaggebend. Deshalb entscheiden sich unsere Kunden für die Zusammenarbeit mit Schunk.
Sie erwähnen die Geschwindigkeit. Wie lange dauert es von der Anfrage bis zur Lieferung eines Werkzeugteils?
Matthias Kienholz: Das hängt grundsätzlich immer von den Stückzahlen, den Toleranzen und den Geometrien ab. Aber normalerweise sprechen wir hier von einem Zeitraum von sechs Monaten.
Welchen Herausforderungen stehen Sie und Ihr Team aktuell gegenüber?
Patrick Rauber: Die Automobilindustrie verlangt nach Bauteilen in hoher Stückzahl. Je nachdem, welcher Quelle man folgt, rechnen Experten mit bis zu 80 Millionen verkaufter Hybrid- und Elektroautos im Jahr 2040. Und selbst wenn wir unter dieser Schätzung bleiben sollten, reden wir bei unseren Bauteilen noch immer von immensen Jahresmengen, die wir „just in time“ zur Verfügung stellen müssen. Mit dem Spritzgussverfahren können wir hohe Stückzahlen herstellen und sind damit nicht nur zeitsparend, sondern auch kosteneffizient unterwegs. Allerdings wollen wir künftig den Anguss reduzieren und die Entsorgung optimieren, um insgesamt nachhaltiger produzieren zu können – eine Anforderung, die alle Industrien derzeit umtreibt.
Warum setzen Sie für Ihre Produkte auf Graphitwerkstoffe?
Matthias Kienholz: Diese Frage ist sehr leicht zu beantworten: Graphit meistert die bekannten Herausforderungen in der Automobilindustrie. Wenn Anwendungen also nicht mit Metallen, Kunststoffen oder anderen Werkstoffen funktionieren, sollte man nach Kohlenstoff, Graphit oder Keramik fragen.
Welche Herausforderungen meinen Sie genau?
Matthias Kienholz: Zum Beispiel Reibungsverluste. Diese sind natürlich unerwünscht, denn sie gehen mit hohen Temperaturen oder Verschleiß einher. In einigen Anwendungen ist die Verwendung von Schmiermitteln wie Fett oder Öl jedoch aufgrund der Temperaturen nicht möglich, oder die Teile können aufgrund ihrer Lage nicht gewartet werden. Weitere bekannte Herausforderungen sind geringes Gewicht, die Beständigkeit gegen Korrosion oder Oxidation unter aggressiven Medien und immer öfter auch komplexe Geometrien.
Und wie können Bauteile auf Graphitbasis diese Herausforderungen meistern?
Matthias Kienholz: Hier profitieren wir sowohl von den Werkstoffeigenschaften des Graphits als auch von unseren verschiedenen Herstellungsverfahren. Wir können Materialien mit niedrigem Reibungskoeffizienten, hervorragenden Trockenlaufeigenschaften, hoher Beständigkeit gegen aggressive Medien oder hohe Temperaturen anbieten. Zusätzlich bieten unsere Werkstoffe eine geringe Dichte und sind somit oftmals leichter. Leichtbau ist ein Schlüssel zur effizienteren Mobilität.
Für welche Pumpen sind Bauteile aus Graphit-Spritzguss-Materialien am besten geeignet?
Patrick Rauber: Aufgrund der genannten Eigenschaften ist unser Material für fast jede Pumpenanwendung die richtige Lösung. Überall dort, wo höchste Gleitfähigkeit oder aggressive Medien gefordert sind, passen unsere Werkstoffe und Herstellungsverfahren perfekt. Zum Beispiel für
