Vor dem Hintergrund der vollständigen Umsetzung der Dual-Carbon-Strategie und der umfassenden Modernisierung der Leichtbaufertigung hat sich Aluminiumlegierung aufgrund ihrer leichten und gleichzeitig hochfesten Eigenschaften zu einem wichtigen Ersatz für Stahl in Elektrofahrzeugen, Schienenfahrzeugen, der Luft- und Raumfahrt, der Windkraft, dem Baumaschinenbau und anderen Branchen entwickelt. Die Nachfrage nach komplexen integrierten Gussteilen wie Motorgehäusen, Batteriehalterungen, Fahrgestellrahmen und Zylinderköpfen steigt kontinuierlich.

Als gängiges Fertigungsverfahren für Aluminiumgussteile mit komplexen Hohlräumen bietet das Kaltformverfahren herausragende Vorteile wie hohe Formgenauigkeit, schnelle Aushärtung und geringen Energieverbrauch. Aktuell werden Kaltformharze in der Industrie kontinuierlich weiterentwickelt, um geringe VOC-Emissionen, geringe Rauchentwicklung, hervorragende Entformungseigenschaften, geringe Dosierung und hohe Kernfestigkeit zu erzielen. Herkömmliche Universal-Kaltformharze sind jedoch für die niedrigen Gießtemperaturen beim Aluminiumguss ungeeignet. Hinzu kommen drei seit Langem bestehende Probleme, die den Ausbau der Produktionskapazität und die Einhaltung von Umweltschutzstandards einschränken.

I. Drei traditionelle Prozessschwierigkeiten in der Aluminiumgussindustrie

Die Gießtemperatur von Aluminiumlegierungen liegt bei nur etwa 700 °C und damit deutlich niedriger als die hohe Gießtemperatur von 140 °C für Gusseisen. Der Harzbindefilm kann sich bei hohen Temperaturen nicht vollständig zersetzen, was eine Reihe damit verbundener Probleme auslöst:

1. Mangelhaftes Ausrütteln der Bohrkerne, was zu hohen Kosten für die Sandreinigung führt

   Die hohe Gießtemperatur von Gusseisen lässt den Harzfilm vollständig abbrennen und ermöglicht so ein einfaches Entformen. Die unzureichende Temperatur von geschmolzenem Aluminium hingegen hinterlässt eine hohe Restfestigkeit des Harzes. Formsand haftet hartnäckig in Wasserkanälen, Luftkanälen, tiefen Hohlräumen und engen Schlitzen. Die manuelle Sandentfernung ist zeitaufwändig und arbeitsintensiv und verlangsamt die Produktionsleistung der gesamten Fertigungslinie.

2. Starke Rauchentwicklung beim Gießen, was zu doppelten Verlusten hinsichtlich Umweltauflagen und Anlagen führt.

   Die meisten Aluminiumgießanlagen verwenden offene oder halboffene Gießstationen. Herkömmliche Harze setzen unter Hitzeeinwirkung große Mengen reizender Dämpfe frei. Diese Dämpfe erschweren nicht nur die Einhaltung der Emissionsnormen in der Werkstatt und gefährden die Gesundheit der Bediener, sondern führen auch zu ständigen Verschmutzungen von Formen und Werkzeugen. Dies erhöht den Arbeitsaufwand für Polieren, Reinigen und Warten und treibt somit die Produktionskosten in die Höhe.

3. Gegensätzlicher Widerspruch zwischen Rumpfstabilität und Umweltleistung, beides gleichzeitig nicht erreichbar

   Komplexe Aluminiumgusskerne weisen ungleichmäßige Wandstärken und schlanke Strukturen auf, was hohe Anforderungen an die Festigkeit bei Raumtemperatur und die Lagerfestigkeit stellt. Die gängige industrielle Lösung besteht darin, die Harzzugabe zu erhöhen, um die Kernfestigkeit zu gewährleisten. Eine höhere Harzdosierung führt jedoch gleichzeitig zu verstärkter Gasentwicklung, verschlechtert das Ausformverhalten und erhöht die Rauchemissionen, wodurch ein Teufelskreis entsteht, der die gesamte Branche belastet.

II. Xinda Cold Box Resin speziell für Aluminiumguss: Vier zentrale Leistungsinnovationen überwinden die Engpässe der Branche

Um die spezifischen Herausforderungen beim Aluminiumguss unter Niedrigtemperaturbedingungen zu bewältigen, hat Xinda ein eigenes, speziell für den Kaltguss entwickeltes Harz geschaffen. Dieses Harz vereint vier herausragende Eigenschaften: geringe Dosierung, hohe Kernfestigkeit, ausgezeichnete Entformbarkeit und geringe Rauchentwicklung. Damit löst es das Dilemma herkömmlicher Harze hinsichtlich der Leistungsfähigkeit.

1. Extrem niedrige Dosierung reduziert die Gas- und Rauchentwicklung direkt an der Quelle.

   Handelsübliche Standard-Zweikomponenten-Kaltboxharze erfordern üblicherweise eine Zugabemenge von ≥1,0 ​​%, während das Produkt von Xinda nur 0,65 % benötigt, um die Anforderungen für die Kernherstellung vollständig zu erfüllen. Der drastisch reduzierte Harzverbrauch verringert direkt die thermischen Zersetzungsprodukte der Rohstoffe und senkt somit die Gasentwicklung und die Rauchemissionen erheblich.

2. Hohe Festigkeit bei niedriger Dosierung, wodurch Kernbruch und Ausschussrate reduziert werden

   Durch die optimierte Formulierung eines innovativen Polymerbindemittelsystems ist die Gesamtkernfestigkeit unseres Produkts bei einer geringen Zugabemenge von 0,65 % um 15–20 % höher als bei Konkurrenzprodukten. Schlanke, dünnwandige und großformatige Komplexkerne widerstehen Rissen und Beschädigungen beim Transport, beim Schließen der Form und beim Gießen, reduzieren den Verschnitt bei der Kernherstellung und stabilisieren die Gießausbeute.

3. Speziell entwickelt für niedrigtemperiertes, geschmolzenes Aluminium mit überlegener Rüttelwirkung zur Vereinfachung der Rüttelvorgänge

   Die Rezeptur wurde speziell für die niedrigen Gießtemperaturen von 700 °C optimiert und verbessert die thermische Zersetzungsfähigkeit des Harzbindemittelfilms bei niedrigen Temperaturen deutlich. Die Kernausbeute nach dem Gießen liegt bei über 68 %. Formsand in tiefen Hohlräumen, sich kreuzenden Wasserkanälen und schmalen Zwischenschichten löst sich von selbst und fällt ab. Dadurch werden manuelle Rüttel- und Aushubarbeiten drastisch reduziert und die Produktivität an der Ausbeulstation erheblich gesteigert.

4. Drastisch reduzierte Rauchentwicklung vor Ort für verbesserte Arbeitsbedingungen in der Werkstatt

   Durch die Kombination einer geringen Dosierung mit einer raucharmen Molekularstruktur konnte in Vor-Ort-Tests die Rauchentwicklung beim Gießen im Vergleich zu Konkurrenzprodukten um 30–50 % reduziert werden. Belästigende Gerüche in der Werkstatt werden deutlich verringert, wodurch ein gesünderes Arbeitsumfeld für die Mitarbeiter geschaffen wird. Gleichzeitig werden Schimmelbildung und Kohlenstoffablagerungen verlangsamt, was die Reinigungsintervalle der Werkzeuge verlängert und die Wartungskosten senkt. So lassen sich strenge Umweltauflagen problemlos erfüllen.

III. Anwendungsbeispiele aus der Praxis – Leistungsvorteile durch reale Testdaten bestätigt

Fallbeispiel 1: Ein großer Hersteller von Aluminiumgussteilen

Vergleichende Testergebnisse gegenüber Konkurrenzprodukten unter identischen Kernherstellungs- und Gießbedingungen:

• Die Rumpfmuskulatur hat sich um 17 % erhöht.

• Die Gasentwicklung wurde um 0,6 ml/g reduziert.

• Die Schüttelleistung wurde um 6 % verbessert.

• Die vor Ort entstehenden Gießdämpfe wurden um ca. 30 % reduziert.

Fallbeispiel 2: Eine Gussanlage für Fahrgestelle von Elektrofahrzeugen (Niederdruckguss für Hilfsrahmen)

Ergebnisse der Serienfertigungstests von komplexen Dünnwandkernen für Chassisbauteile:

• Die Rumpfmuskulatur verbesserte sich um 15–20 %.

• Die gesamte Gasentwicklung sank um 10–15 %.

• Die Shakeout-Performance wurde um 10 % gesteigert.

• Die Rauchentwicklung wurde um bis zu 50 % reduziert, was die Einhaltung der Umweltauflagen in der Werkstatt erheblich erleichterte.

  
  

Die globale Fertigungsindustrie beschleunigt ihre grüne Transformation. Die Nachfrage nach integrierten Aluminiumlegierungsgussteilen wächst stetig in High-End-Branchen wie Elektrofahrzeugen, Luft- und Raumfahrt, Schienenverkehr und Windkraftanlagen. Der Markt hat vier verbindliche Standards für Kaltbox-Harze festgelegt: geringe Zugabemenge, hohe Kernfestigkeit, geringe Rauch- und VOC-Emissionen sowie ausgezeichnetes Entformungsverhalten bei niedrigen Temperaturen.

Früher war es eine Herausforderung, alle vier Indikatoren gleichzeitig zu erfüllen. Xindas spezielles Kaltformharz für Aluminiumguss erzielt jedoch eine ausgewogene, multidimensionale Leistung. Angetrieben von drei Hauptanforderungen – strengere Umweltauflagen, Kostensenkung und Effizienzsteigerung im Unternehmen sowie die Produktion von leichten und hochpräzisen Gussteilen – bietet dieses Harz gleich mehrere Vorteile: geringere Materialkosten, weniger Arbeitsaufwand beim Ausformen, längere Werkzeugstandzeit, verbesserte Arbeitsbedingungen in der Werkstatt und höhere Gussausbeute. Es dient als umweltfreundliche und hocheffiziente Bindemittellösung, maßgeschneidert für die hochwertige Aluminiumgussfertigung.