Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Ausgabe 12/2016, 09.12.2016

Vision «Guss 4.0» wird Realität

Zusammen mit der Fachhochschule Nordwestschweiz hat die Christenguss AG ihre Produktion auf neue Füsse gestellt: Die konsequente Digitalisierung der Prozesse in Kombination mit dem 3D-Printing-Verfahren für die Sandgussformen verhilft zu hoher Qualität, bereits ab Losgrösse 1.

(pi) Die Herstellung der Losgrösse eins erfordert absolute Präzision. Denn wird nur ein Stück produziert, sollte möglichst kein Ausschuss entstehen. Christenguss entwickelte deshalb in Zusammenarbeit mit der Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW) ein neues, digitales Produktionsverfahren, das laut Geschäftsführer Florian Christen «neue Massstäbe im Spezialguss setzen wird».

Die Christenguss AG wurde 1923 gegründet und ist heute ein Spezialgussbetrieb, der für die Maschinen-, Elektro- und Verkehrsindustrie komplett einbaufertige Gusskomponenten aus Aluminium-, Bronze- und Kupferlegierungen fertigt. Das Familienunternehmen kümmert sich auch um die gesamte mechanische Bearbeitung der Gussstücke. Geführt wird der 16 Personen umfassende Familienbetrieb in vierter Generation von Florian Christen.

Die Kooperation zwischen Christenguss und der FHNW begann mit einer Semesterarbeit der Hochschule für Technik FHNW. Zukünftige Wirtschaftsingenieure untersuchten die Produktionsprozesse der Metallgiesserei und präsentierten Ansätze einer Effizienzsteigerung. Davon inspiriert lancierte Geschäftsführer Florian Christen die Vision «Guss 4.0».

Auf Basis von digitalen Daten sollte der gesamte Fertigungsprozess automatisiert werden. Zusammen mit dem Know-how der Industrie-4.0-Experten der FHNW begann Christenguss mit der Realisierung der Vision. Eine der zentralen Herausforderungen dabei ist die Aufbereitung der Daten durch eine Software.

Sämtliche erforderlichen Fertigungsparameter lassen sich bei Christenguss inzwischen digital bestimmen, und neuartige Algorithmen optimieren den Gesamtprozess. Die übergeordnete Prozessplanung ist Teil eines sogenannten Cyber-physischen Systems (CPS). Jedes Gussteil verfügt dazu über einen eigenen ID-Code, dank dem der gesamte Fertigungsprozess von der Planung über die Ausführung bis hin zur abschliessenden Qualitätskontrolle komplett digital gesteuert und geregelt werden kann.

Die digitale Produktion ermöglicht die integrale Qualitätskontrolle jedes einzelnen Gussstücks und die In-situ-Anpassung der Fertigung. Dadurch kann Christenguss Produkte auf höchster Qualitätsstufe fertigen, die Normen wie beispielsweise die EN 9100 für die Luft- und Raumfahrt erfüllen.

Ein weiterer Vorteil der Digitalisierung: Die erforderlichen rotatorischen und kubischen Nachbearbeitungsschritte können bereits am digitalen Modell der Giesserei definiert, geplant und als Arbeitsanweisungen an den nachfolgenden Bearbeiter weitergeleitet werden.

Durch das CPS entsteht zudem die Möglichkeit, die technische Machbarkeit eines Kundenwunsches und die zugehörigen Herstellkosten oder den Endpreis automatisiert zu berechnen und über ein Internetportal als Entscheidungshilfe für Kunden anzubieten. Ausserdem schont das neue Produktionsverfahren auch Ressourcen, da nur so viele Einheiten produziert werden, wie effektiv notwendig sind.

Dank des 3D-Drucks der Gussformen lassen sich Positioniersysteme für ein Gussteil direkt ins Angussteil integrieren. Das heisst, es sind nur noch in geringem Mass spezifische Vorrichtungen für die mechanische Bearbeitung und das Verputzen der Teile notwendig. Heute betragen die Kosten für den Vorrichtungsbau ein Mehrfaches der Kosten für die mechanische Teilebearbeitung. Diese hohen Summen lassen sich dank der additiven Fertigung reduzieren, und die Herstellung von Einzelgussteilen als Prototypen oder in Kleinserien wird deutlich kosteneffizienter.

Bei so viel Automation kommt vielleicht der Verdacht auf, dass bei Christenguss in Zukunft nur noch Roboter und keine Menschen mehr arbeiten werden. Doch Geschäftsführer Florian Christen winkt ab: «Mit dem neuen Fertigungsverfahren wollen wir unsere Position weiter stärken, um nach wie vor zu den Besten unserer Nische zu gehören. Ich bin überzeugt, dass wir auf diesem Weg in naher Zukunft mehr Arbeitsplätze schaffen werden.»


Christenguss AG
8962 Bergdietikon, Tel. 044 740 97 11
info@christenguss.ch

Durch das 3D-Printing-Verfahren für Gussformen lassen sich die hohen Kosten für den Vorrichtungsbau deutlich reduzieren.


Florian Christen, Geschäftsführer: «Ich bin überzeugt, dass wir auf diesem Weg in naher Zukunft mehr Arbeitsplätze schaffen werden.»


Neue Wege: 3D-geprintete Sandform eines Alfa-Romeo-Zylinderkopfs von 1937, der mittels Computertomo-graphie vermessen wurde. (Bilder: Christenguss)