Vollautomatische Dichtemessung in der pulvermetallurgischen Fertigung
Beim Sintern nehmen pulvermetallurgisch hergestellte Bauteile eine wichtige Stellung ein. Ihre Vorteile liegen in der hohen Formgenauigkeit und ihrem breiten Dichtespektrum, das von stark porös bis hochdicht eine große Varianz aufweist. In Verbindung mit der Vielfalt an möglichen Legierungen ergeben sich eine Vielzahl von Anwendungsbereichen in den unterschiedlichsten Branchen, was auch zu einer stark wachsenden Bedeutung von PM-Bauteilen in der Wirtschaft führt. Die Möglichkeit Bauteile ohne mechanische Nachbearbeitung zu fertigen, erlaubt die Produktion in hoher Stückzahl. Weitere Vorteile bestehen in der Herstellung komplexer Geometrien und der Verbindung von Legierungen, die in konventionellen Verfahren so nicht möglich sind.
Die Bedeutung der Dichte für PM-Bauteile
Die Dichte der Werkstücke spielt hierbei eine entscheidende Rolle. So beeinflusst beispielsweise die Schüttdichte des Pulvers die Festigkeit, Porosität und andere Kenngrößen des fertigen Bauteils. Das Pulver wird in Form gepresst und im Anschluss durch einen Brennprozess finalisiert. Die Einstellungen für diesen Vorgang müssen exakt an die Eigenschaften des Presslings angepasst werden, was eine Analyse der Dichte dieser Bauteile vor dem Brennen unabdingbar macht. Die Dichtebestimmung erfolgt üblicherweise durch komplexe Schliffbildanalysen in Laboren, bei denen das Prüfobjekt segmentiert und aufbereitet wird. Diese zeitintensiven Verfahren verursachen längere Maschinenstillstandzeiten, in denen keine Produktion erfolgen kann. Die Öfen werden jedoch weiter beheizt und verursachen durch den hohen Energieaufwand Kosten für den Betreiber. Um diesen Zustand zu optimieren und die Prüfung der Presslinge fertigungsnah in die Prozesskette zu integrieren, bedarf es ein alternatives Verfahren, das den zeitlichen Aufwand reduziert und benötigte Personalressourcen freigibt. Dies kann mit einer vollautomatisierten Dichtewaage realisiert werden. Die Dimensionics Density GmbH kann bereits Erfolge in anderen Branchen aufweisen, in denen die Dichtebestimmung von Bauteilen automatisiert wurde.
Große Varianz & maximale Flexibilität
Eine Marktanalyse zeigt, dass eine große Nachfrage für ein solches System bei Firmen aus dem Bereich der PM-Fertigung besteht. Teil der Analyse war es, die Kernpunkte und Anforderungen zu ermittelt, die für eine Automation relevant sind. Ähnlich wie die PM-Bauteile selbst weisen auch die Anforderungen an einen automatisierten Prüfprozess eine große Varianz auf. Ein solches System muss zwingend flexibel ausgelegt sein. Bei einer Dichtebestimmung nach archimedischem Prinzip, sind die konkreten Anforderungen und Richtlinien nach denen die Dichte bestimmt wird stark vom Kunden abhängig. Einige wünschen die gesamte offene Porosität mit Flüssigkeit erschlossen zu haben, während andere die Rohdichte ohne Wassersaugen präferieren. Dank des flexiblen Systemdesigns der DIMENSIONICS DENSITY Dichtewaage können individuelle Kundenanforderungen optimal in das bestehende Konzept eingepasst werden. Spezielle Bauteilträger sowie hochpräzise Laborwaagen mit großem Arbeitsbereich schaffen es, die große Varianz an Bauteilformen zu vermessen. Spezielle Entwicklungen für Aufnahmen komplexer Bauteile und Individualisierungsmöglichkeiten der Anlage ermöglichen es der Dimensionics Density GmbH optimal auf Kundenwünsche einzugehen. Gleichzeitig wurde die DIMENSIONICS DENSITY in verschiedene Baureihen untergliedert, um für spezielle Anforderungsprofile optimiert zu werden. Dabei sind die entscheidenden Kriterien für die Einteilung: Teilevarianz, Genauigkeit und Stückzahl.
Automatisierung ist alles
Kernthema war jedoch stets die Automatisierung bestehender Prozesse. Sie steigert die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse deutlich, was den gesamten Prozess transparenter gestaltet. Eine vollständige Integration in bestehende Fertigungslinien kann somit die Produktivität des Unternehmens steigern. Viele Endverbraucher wünschen ergänzend zu der Dichtebestimmung Automatisierungsvarianten für die Probenvor- bzw. Nachbehandlung. Aktuell befindet sich eine vorgelagerte Station für die Bauteilsegmentierung bei der Dimensionics GmbH in der Entwicklung. Diese soll den aufwendigen und händisch durchgeführten Prozess der Segmentierung von Bauteilen vollständig automatisieren. Bauteilsegmentierung ist für einige Sinterbauteile wertvoll, da durch unterschiedliche Pressstärken unterschiedliche Bauteildichten erzeugt werden. Daher sind individuelle Beurteilungen der Segmente gewünscht, meist erfüllen diese auch eine besondere Funktion am Bauteil. Vorteil eines solchen Systems ist die Verminderung des Verletzungsrisikos für Angestellte und Mitarbeiter beim Schneiden der Proben. Weitere Anwendungsbeispiele für Erweiterungen sind Reinigungs- & Trockenstationen für die Bauteile vor und nach dem Messen. Als Partner für die Entwicklung dieser Automatisierungskonzepte stellt die Firma Dimensionics GmbH als langjähriger Experte im Bereich Automation sowie Mess- & Prüftechnik einen kompetenten Partner dar.
Fazit
Für die optimale Steuerung des Fertigungsprozesses ist eine qualitative Untersuchung der Presslinge hinsichtlich der Dichte unerlässlich. So können die Parameter für die folgenden Prozesse wie Brenntemperatur und -dauer sehr genau eingestellt werden, was sich positiv auf die Qualität der Produkte auswirkt. Das frühzeitige Erkennen von fehlerhaften Prozessschritten sorgt für eine Reduzierung der Bearbeitungskosten, sowie des Ausschusses. Gleichzeitig können durch die Integration eines vollautomatisierten Systems die Maschinenstillstandzeiten verringert und damit die Produktivität des Unternehmens gesteigert werden. Durch eine optimale Auslegung des Systems und Erweiterungen anhand kundenspezifischer Anforderungen kann die Dimensionics Density GmbH dem Endverbraucher ein vollumfängliches System für die Dichtebestimmung von PM-Bauteilen gewährleisten.
DIMENSIONICS DENSITY Modelle
Unsere Dichtemessgeräte sind aktuell in 4 verschiedenen Standard-Ausführungen erhältlich. Die einzelnen Versionen der DIMENSIONICS DENSITY sind optimiert für die unterschiedlichen Aufgabenbereiche, können jedoch individuell an die verschiedenen Anforderungsprofile unser Kunde angepasst und erweitert werden.
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Wenden Sie sich für die weitere Beratung oder Fragen gerne direkt an uns! Machen Sie auch von der Möglichkeit Gebrauch, uns einige Dichtewürfel zuzusenden, um diese dann mit der DIMENISONICS DENSITY vermessen zu lassen! Wir helfen Ihnen gerne & melden uns umgehend zurück.
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