Gieterij-industrie:
Grondstoffenbesparing en energie-efficiëntie in de focus
Rijk aan traditie,
veelzijdig en toekomst-georiënteerd
GIFA – 13e
internationale gieterijvakbeurs – toont van 16 tot en met 21 juni 2015
innovatieve oplossingen voor de gieterij-industrie
Metallurgische
gietonderdelen zijn in het dagelijks leven niet weg te denken. Ze zijn
nodig om auto’s te laten rijden, energiecentrales stroom op te laten
wekken, buizenleidingen gas, vloeibare substanties of andere strooibare
stoffen te laten transporteren en om vele andere technische systemen te
laten functioneren. Dat is dan ook de reden waarom de
gieterij-industrie een belangrijk onderdeel van de productieketen
binnen de belangrijkste industrietakken is en daarmee ook een
toekomst-georiënteerde hightech-branche. Naar schatting zal de
wereldwijde totale productie van gietonderdelen in 2015 een omvang in
de orde van 100 miljoen ton bereiken [1]. Zoals uit analyses van de
overkoepelende organisatie CAEF – The European Foundry Association
blijkt, zijn er alleen al in Europa meer dan 400 gieterijen die
ijzergrondstoffen of non-ferro metalen (NE-metalen) verwerken met in
totaal meer dan 200.000 werknemers (stand 2012).
Ook binnen
ondernemingen in de gieterij-industrie staat het terugbrengen van de
bedrijfskosten en gelijktijdig het uitbreiden van de
productietechnische kwaliteiten op de voorgrond. Zo zijn bijvoorbeeld
computergestuurde processen niet meer weg te denken om gietonderdelen
en de voor de productie benodigde vormen en kernen snel te kunnen
ontwikkelen en produceren. Ook de vele processen die in een gieterij
plaatsvinden kunnen enkel met gebruikmaking van elektronische systemen
worden bewaakt, bestuurd en geanalyseerd. Op al deze gebieden , maar
ook binnen de grondstof- en hulpmiddelensector zijn doorontwikkelingen
in volle gang. Er worden echter ook traditionele gietprocessen
gemodificeerd en door procescombinaties nieuw ontwikkeld.
De internationale
gieterijvakbeurs GIFA 2015, die van 16 tot en met 20 juni 2015 in
Düsseldorf plaatsvindt, biedt een blik op de veelzijdige ontwikkelingen
en een kijkje in de toekomst van de gieterijtechniek.
Rijk aan traditie
Gieten is een van de oudste vormgevingsprocessen voor grondstoffen.
Tegenwoordig worden verschillende, in de loop der jaren steeds verder
gemodificeerde gietprocessen toegepast, maar het productieprincipe is
steeds hetzelfde: een gesmolten vloeibare grondstof wordt in een holle
vorm gegoten, neemt de door de vorm bepaalde gestalte aan en stolt tot
een halffabricaat of een onderdeel dat klaar is om te worden ingebouwd.
In de vorm ingebrachte kernen laten in het binnenste van gietdelen
holle ruimtes ontstaan. Door gietprocessen kunnen vrijwel alle soorten
werkstukken worden vervaardigd, en juist ook die met een complexe
geometrie, holle ruimtes aan de binnenkant en een fijne structuur die
door andere vormgevingsproducties niet geproduceerd kunnen worden.
Gietprocessen bieden daarmee veelzijdige toepassingsmogelijkheden. Een
ander voordeel is dat gietproducten voor 100 procent recyclebaar zijn.
Typische gietgrondstoffen zijn ijzer-koolstoflegeringen op basis van
gietijzer en staal – waarbij gietijzer en staatgiet niet hetzelfde is -
maar ook NE-metalen op basis van koper, aluminium, magnesium, titaan,
lood, zink, tin, nikkel en hun gietbare legeringen. Terwijl de
gietbaarheid in het algemeen de voorwaarde is om een metallurgische
grondstof door gieten te kunnen vormen, zijn de individuele
eigenschappen – zoals hardheid, plasticiteit, breukgevoeligheid,
slijtageweerstand, corrosie- en chemicaliënbestendigheid, minimale en
maximale temperatuurbestendigheid, specifiek gewicht – met het oog op
de latere toepassing als werkstuk doorslaggevend bij de keuze voor de
grondstof.
Innovatief en
toekomst-georiënteerd
De grootste afnemers van de gieterij-industrie zijn de
automobielindustrie, de machinebouw, de installatiebouw, de
spoorwegindustrie, de lucht- en ruimtevaartindustrie, de
energie-installatiebouw, de scheepvaart en de maritieme techniek. Maar
ook producenten van dataverwerkingsapparatuur, muziekinstrumenten en
medische producten zoals implantaten behoren tot de afnemers. Met de
aanhoudende groeiende eisen die aan industriële ondernemingen worden
gesteld, werken deze branches, met de automobielindustrie voorop, als
‘innovatieaandrijvers’ van de gieterij-industrie. Typische
automobielcomponenten die uit – de meest uiteenlopende – metallurgische
grondstoffen door gietprocessen worden geproduceerd, zijn motorblokken,
pistons, cilinderkoppen, ventielkleppen, versnellingsbakomhulsels,
nokkenassen, trap-assen, drijfstangen, motoronderdelen, remschijven en
velgen, maar ook schakelaars, hendels, deurgrepen, gordelsystemen,
airbag-onderdelen en last but not least de merkplaatjes.
De meeste motorblokken van kleine en middelgrote afmeting bestaan uit
gietijzer, sferoïde gietsel (een speciaal gelegeerde gietijzersoort
waar meer eisen aan gesteld worden) of vanwege het relatief lage
gewicht, uit aluminium-gietlegeringen. Een van de meest gecompliceerde
opgebouwde componenten is de cilinderkop. In deze moeten de in- en
uitlaatkanalen voor ventielen, holle ruimtes voor de motoraandrijving,
stuur- en koelsystemen, boringen voor olie- en eventueel brandstof en
een deel van de verbrandingsruimte worden verenigd. Een cilinderkop
moet dus naast veeleisende eigenschappen met betrekking tot de
stevigheid tevens een hoge vormstabiliteit, een goede warmtegeleiding
en een geringe thermische uitzetting hebben, en in het geval van een
dieselmotor ook een aanhoudend hoge druk kunnen incasseren. De
gieterij-industrie heeft met haar ontwikkelingen in belangrijke mate
bijgedragen aan de ontwikkeling van de motorbouw.
Concurrentie en
concurrentiepositie
Net als andere industriebranches moeten de ondernemingen binnen de
gieterij-industrie rekening houden met een groeiende internationale
concurrentie. Om economisch gezond te kunnen blijven, worden ze
gedwongen om zuinig om te gaan met grondstoffen en energie. Gieterijen
die op dit gebied efficiënter worden, zullen in de toekomst een
voordeel hebben. Overige mogelijkheden om de concurrentiepositie te
versterken, zijn het updaten van het machinepark, het optimaliseren van
productieprocessen, de doorontwikkeling van gietgrondstoffen, van vorm-
en kernstoffen en het op de voet volgen van gietprocessen. Tevens is
het essentieel om klanten maatwerk eigenschappen te kunnen aanbieden.
Ondanks alle vooruitgang die direct of indirect invloed heeft op de
gietprocessen, hangt de concurrentiepositie van een gieterij
hoofdzakelijk af van de ambachtelijke vaardigheden van de medewerkers.
Het is dan ook een grote uitdaging om goed gekwalificeerde krachten aan
te trekken.
Technische tendensen
Net als voor andere industriebranches geldt ook voor
gieterijen dat ze de kosten moeten reduceren en laag moeten houden,
maar tegelijkertijd moeten ze ook in staat zijn om veeleisende
producten bij steeds kortere ontwikkelingstijdens aan te kunnen bieden.
Het spaarzaam inzetten van energie en grondstoffen voor gietdelen,
kernen en vormen is een absolute must om kosten te reduceren ne de
uitwerking van gietproductie op het milieu te verminderen. Daar er
parallel aan het gietproces vele andere processen – zoals de productie
van vormen en kernen, het legen van de vormen, het poetsen en testen
van gietdelen, het opnieuw voorbereiden of verwerken van giet- en
kernenstof – min of meer gelijktijdig plaatsvinden, zijn elektronische
procesbesturingssystemen onontbeerlijk geworden. Daarmee kan de gehele
productie worden gemonitord en gecontroleerd. Ook bij de ontwikkeling
van gietdelen en de productie van prototypes, vormen en kernen speelt
elektronica een onmisbare rol. Met computergestuurde processen kunnen
de ontwikkelingsfases bij het gieten en de uitwerking op de
gietkwaliteit gedetailleerd worden gesimuleerd en zo ook snel voor de
desbetreffende opdracht optimaal afgestelde gietdelen worden
geconstrueerd. In plaats van de vroeger zeer tijd- en arbeidsintensieve
productie van vormen voor zandgieting, een heel gangbare manier van
gieten, zijn er nu computergestuurde 3D-drukprocessen waarmee kunsthars
gebonden zandvormen en kernen relatief snel te produceren zijn. Op het
gebied van gietgrondstoffen en gietprocessen staat de ontwikkeling ook
niet stil: zo werken grondstofproducenten aan de ontwikkeling en
doorontwikkeling van gietlegeringen. Onderzoeksinstituten testen in
samenwerking met machineproducenten en gieterijen nieuwe processen,
bijvoorbeeld samengestelde gietprocessen, waarmee verschillende metalen
zoals staal en koper met elkaar kunnen worden ingezet. Relatief nieuw
zijn ook speciale drukgietprocessen, aangeduid als squeezing-processen,
waarbij de gietdelen, NE-metalen met relatief lage smelttemperaturen,
voor het definitieve stollen, nageperst worden.
De vakbeurs GIFA 2015
Om efficiënt te kunnen zijn, hebben gieterijen
innovatieve machines, installaties, softwaresystemen en veel andere
zaken nodig. Daarover en over de ontwikkelingen van de toekomst
informeert de internationale gieterijvakbeurs GIFA, die parallel aan de
thematisch aansluitende vakbeurzen METEC, THERMPROCESS en NEWCAST onder
het gezamenlijke motto ‘The Bright World of Metals’ van 16 – 20 juni
2015 in Düsseldorf plaatsvindt, haar bezoekers.
|