Konzepte
Die Herstellung von Profilen im Strangpressverfahren erfordert eine gleichmäßige und präzise Erwärmung des Vormaterials. Als Vormaterial kommt Aluminium verschiedenster Legierungen zum Einsatz. Dieses wird in Form von Bolzen oder Stangen dem Prozess zugeführt. Für die Erwärmung können sowohl Gasöfen als auch Induktionsanlagen zum Einsatz kommen. Auch eine Hybridform der Erwärmung ist möglich, bei der die Grunderwärmung mittels Gas und die präzise Temperatureinstellung mittels Induktion erfolgt.
In Abhängigkeit von dem Strangpress-Prozess erfolgt eine gleichmäßige Erwärmung über die Länge des Bolzens oder es wird ein Temperaturprofil über die Länge des Bolzens eingestellt. Die Einstellung eines axialen Temperaturprofils erlaubt ein isothermes Strangpressen.
Die Strangpresse selbst kann nur bolzenförmiges Vormaterial verarbeiten, sodass jede Stange in mehrere Bolzen geteilt wird. Dies kann im kalten Zustand mittels einer Kaltsäge oder im warmen Zustand mit einer Warmsäge erfolgen.
In Abhängigkeit von der Form des Ausgangsmaterials sowie der eingesetzten Erwärmungstechnologie lassen sich verschiedene Anlagenkonzepte beschreiben.
In einem Gasofen wird häufig stangenförmiges Vormaterial erwärmt, am Auslauf werden die Stangen dann mittels einer Warmsäge oder –schere abgelängt und als Bolzen der Presse übergeben. Auch der Einsatz einer Kaltsäge oder –schere und die Erwärmung von Bolzen im Gasofen ist möglich. Die Einstellung eines Temperaturprofils über die Länge der Bolzen ist grundsätzlich möglich, aber hinsichtlich Genauigkeit begrenzt.
Bei der Erwärmung ausschließlich mittels Induktion in einem TEM-PRO Heater® kommen Bolzen zum Einsatz, die einzeln in einer Induktionsspule erwärmt werden. Die Teilung der Spule in mehrere Zonen in Abhängigkeit von der Bolzenlänge in Verbindung mit der präzisen Leistungssteuerung für jede einzelne Zone ermöglicht eine präzise Temperatureinstellung. Es kann eine gleichmäßige Erwärmung über die Länge genauso eingestellt werden wie ein axiales Temperaturprofil für ein isothermes Strangpressen.
Der Vorteil der präzisen Temperatureinstellung mittels Induktion wird auch bei der Hybridform genutzt, bei der die Grundtemperatur von typischerweise 400 °C in einem Gasofen erreicht wird.
In der Konfiguration inline bei dem von IAS entwickelten und patentierten HybroHeat® Ofens werden Stangen in einem Gasofen vorgewärmt, an dessen Auslauf eine Induktionsspule die letzte Zone bildet, bevor die Stange der ebenfalls in Linie angeordneten Säge zugeführt wird.
In der Konfiguration standalone kommt ein separat angeordneter TEM-PRO Heater® zum Einsatz und übernimmt aus dem Gasofen kommende, vorgewärmte Bolzen. Diese Konfiguration kann bei Neuanlagen von vorneherein geplant werden, um die Vorteile beider Energieträger zu nutzen. Auch die spätere Nachrüstung eines TEM-PRO Heater® ist möglich, um eine präzisiere Erwärmung oder auch eine Durchsatzsteigerung zu erreichen.
Wesentliche Unterschiede der verschiedenen Konzepte sind:
Gas | Gas + Induktion standalone | Gas + Induktion inline | Induktion | |
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Temperaturgenauigkeit | - | ++ | ++ | ++ |
Taper | ++ | ++ | ++ | |
Oberflächenqualität | + | + | ++ | |
Energiekosten | ++ | + | + | - |
CO2 | -- | + | + | ++ |
Legierungswechsel | - | - | - | ++ |
Platzbedarf | -- | - | - | + |
Investitionsvolumen | ++ | -- |