Vakuumunterstütztes Gießen mit trockenen Schraubenvakuumpumpen
Evakuierung von Formen für vakuumuntestütztens Gießen
Trockenverdichtende Schraubenvakuumpumpen
Vakuumguss wird bei der Herstellung wichtiger mechanischer Teile wie Motorkomponenten, Turbinenschaufeln, Wellen und Zahnräder eingesetzt. Diese Technologie vereint mehrere Vorteile, darunter verbesserte Effizienz, reduzierte Mängel und minimale Materialverschwendung, was die Produktion zuverlässiger und nachhaltiger macht.
In der heutigen Fertigungswelt wird Nachhaltigkeit immer wichtiger. Unternehmen konzentrieren sich nicht mehr nur auf Effizienz und Gewinn, sondern auch auf die Reduzierung von Abfall und Umweltauswirkungen. Vakuumunterstütztes Gießen ermöglicht den verantwortungsvollen Einsatz von Ressourcen und die ordnungsgemäße Wartung der Geräte, was zu einer verbesserten Leistung und einem geringeren Energieverbrauch führt. Dieser Prozess ist ein wesentlicher Bestandteil der modernen Fahrzeugproduktion für Automobile, Flugzeuge und Züge.
Moderne trockenverdichtende Vakuumpumpen benötigen keine Verdichtungsöle und sind sehr wartungsarm.
Vakuumguss für hochpräzise und extrem langlebige Teile
Vakuum spielt beim Gießen eine entscheidende Rolle, indem es Lufteinschlüsse verhindert, Oxidation reduziert, die Formfüllung verbessert, die Oberflächenqualität verbessert, die Metallverfestigung kontrolliert und die Herstellung dünnwandiger Leichtbaugussteile ermöglicht. Durch die Schaffung einer kontrollierten Niederdruckumgebung verringert das vakuumunterstützte Gießen das Porositätsrisiko. Außerdem verbessert es die Formfüllung und erhöht die Oberflächenqualität der Gussteile. Dieses Verfahren ist besonders vorteilhaft für die Herstellung hochpräziser und äußerst langlebiger Teile und damit eine wichtige Technologie in der modernen Guss- und Komponentenfertigung.
Guss mit ölgeschmierten Vakuumpumpen
In Gießereien können verschiedene Arten von Vakuumpumpen mit unterschiedlichen Funktionsprinzipien eingesetzt werden. In der Vergangenheit wurden ölgeschmierte Sperrschieberpumpen oder ölgeschmierte Drehschieberpumpen eingesetzt, die häufig mit Rootspumpen kombiniert wurden, um das Saugvermögen in niedrigeren Druckbereichen zu erhöhen. Ölgedichtete Vakuumpumpen haben sich im Allgemeinen einen guten Ruf erworben und ihre Zuverlässigkeit über viele Jahre hinweg unter Beweis gestellt. Öl, das als Arbeitsflüssigkeit in Vakuumpumpen dient, wirkt als Kühl-, Schmier- und Dichtmittel. Es hat jedoch auch den Nachteil, dass Verunreinigungen wie Metallstaub, Partikel und Prozessnebenprodukte, die während des Gießprozesses entstehen, absorbiert werden. Ein regelmäßiger Wechsel des Vakuumöls in diesen Pumpen ist unerlässlich, um ihre Leistung aufrechtzuerhalten und hochwertige Gussteile sicherzustellen.
Realität des Umgangs mit einer ölgedichteten Vakuumpumpe.
Trockenverdichtendes Vakuumsystem
Moderne trockenverdichtende Vakuumpumpen verursachen aufgrund ihres ölfreien Verdichtungsmechanismus nicht dieselben Probleme. Das modernste Pumpprinzip ist das einer Schraubenpumpe mit einem schnell drehenden Schraubenrotorpaar. Der Einsatz dieser Art von Pumpe in einer Gießmaschine reduziert die Wartungs- und Betriebskosten des Vakuumsystems erheblich. Der Vergleich der jährlichen Betriebskosten eines ölgeschmierten Systems mit denen eines trockenverdichtenden Vakuumsystems mit ähnlicher Leistung führt zu erheblichen Kosteneinsparungen.
Leistungsaufnahme:
An den meisten Betriebspunkten verbrauchen moderne trockenlaufende Schraubenpumpen allein aufgrund der Ölviskosität weniger Energie als ölgeschmierte Pumpen. Moderne trockenverdichtende Vakuumpumpen verfügen über schnell drehende Schraubenrotoren, die sich im Verdichtungsraum reibungsfrei drehen, was zu einem geringen Energieverbrauch führt. Die Vakuumpumpen arbeiten die meiste Zeit sogar bei Drücken von < 10 mbar (Abbildung 2), wo die Leistungsreduzierung am größten ist.
Abbildung 3: Leistungsaufnahme an Betriebspunkten zwischen 1.000 mbar (Atmosphäre) und 0,01 mbar mit drei Vakuumpumpentypen: SOGEVAC SV 750 (ölgedichtet), DRYVAC DV 650 (trocken) und 3x VARODRY VD 200 (trocken).
Service- und Wartungsanforderungen:
Gießen ist keine saubere Anwendung. Vakuumpumpen nehmen erhebliche Mengen an Staub auf. Selbst bei Verwendung eines Staubfilters verschleißen ölgeschmierte Pumpen, da kein Filter feinste Staubpartikel aufnehmen kann, die sich dann im Pumpenöl zu einer Art „Schleifpaste“ ansammeln. In trockenlaufenden Pumpen werden solche kleinen Partikel jedoch einfach zum Auslass transportiert und verursachen keinen Verschleiß. Die Integration von trockenlaufenden Pumpen in ein Gießsystem (idealerweise mit der geeigneten Filtration zur Abscheidung potenziell großer Partikel) reduziert die Wartungs- und Betriebskosten im Zusammenhang mit Vakuumsystemen erheblich. Durch den Vergleich der jährlichen Kosten eines ölgeschmierten Systems mit denen eines trockenlaufenden Vakuumsystems derselben Kapazität erzielen Gießereibetreiber erhebliche Kosteneinsparungen.
Intelligente Funktionen
Die Vorteile trockener Vakuumsysteme gehen über den geringeren Stromverbrauch und Wartungsbedarf hinaus (einschließlich reduziertem Arbeits- und Ressourcenbedarf wie Öl, Ersatzdichtungen und Rotorblätter). Moderne trockenlaufende Verdichtungspumpen bieten Funktionen oder Zubehör zur Optimierung des Energieverbrauchs, wie Energiesparer, frequenzgesteuerter Betrieb und intelligente
Steuerungen, die die Pumpeneffizienz bei Bedarf maximieren. Während des anfänglichen Pumpens der Form vom Atmosphärendruck auf 1 mbar arbeitet eine trockene Lösung in der Regel mit voller Leistung. In nachfolgenden Schritten, wie Kühlen, Heizen, Vorwärmen oder Leerlauf, können trockenlaufende Vakuumpumpen ihre Drehzahl jedoch auf das erforderliche Grundniveau reduzieren, um noch mehr Energie zu sparen. Wenn die Haupt-SPS das Neustartsignal an den Frequenzumrichter oder den Schaltschrank des Vakuumsystems sendet, kehrt die Pumpe innerhalb von Sekunden zur vollen Drehzahl zurück. Das Produktportfolio von Leybold umfasst eine Reihe von trockenlaufenden und ölgedichteten Pumpen, die auf die Gießereiindustrie zugeschnitten sind.
Effizienz und Nachhaltigkeit
Das vakuumunterstützte Gießen spielt in der Welt der Industriemaschinen eine wichtige Rolle. Um die globalen Anforderungen an Ressourcenoptimierung und Abfallmanagement zu erfüllen, sind die Minimierung der CO2-Emissionen, die Optimierung des Energieverbrauchs und die Verbesserung der Zuverlässigkeit und Sicherheit der Geräte von entscheidender Bedeutung. Der Einsatz von trockenverdichtenden Vakuumsystemen geht einen Schritt weiter, um diese Ziele zu erreichen und bietet eine verbesserte Effizienz und Nachhaltigkeit.
Vakuumunterstütztes Gießen ist in der modernen Fertigung von strategischer Bedeutung, insbesondere in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Bahnindustrie. Sie erhöht die Effizienz, reduziert Mängel und minimiert Materialverschwendung und macht die Produktion nachhaltiger. Die Vakuumtechnologie verbessert die Formfüllung, reduziert die Porosität und verbessert die Oberflächenqualität durch die Schaffung einer kontrollierten Niederdruckumgebung.
Herkömmliche ölgeschmierte Vakuumpumpen haben sich in der Vergangenheit bewährt, erfordern jedoch aufgrund von Ölverunreinigungen häufige Wartung. Moderne trockenverdichtende Vakuumpumpen hingegen beseitigen dieses Problem und senken Betriebskosten und Energieverbrauch. Durch die Reduzierung des Stromverbrauchs, des Wartungsbedarfs und der Ressourcenabhängigkeit tragen trockenverdichtende Vakuumsysteme auch maßgeblich zu einer höheren Effizienz und Nachhaltigkeit des Gießprozesses bei.
