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Mönchengladbach, 24. Februar 2021

Chinesische Alumiumschmiede setzt 3D-gedruckte Sprühköpfe ein

Erstklassiges Sprühbilder beim Reinigen, Kühlen und Beschichten von Gesenken

Ein chinesisches Unternehmen aus der Umformtechnik in der Provinz Zhejiang setzt von der SMS group über das Additive Verfahren hergestellte Gesenksprühköpfe erfolgreich ein. Reinigen, Kühlen und Beschichten sind die Aufgaben von Sprühköpfen in der Gesenk­schmiede. Vorteile der aus Aluminium additiv gefertigten Sprühköpfe sind erstklassige Sprühbilder, die Möglichkeit für höhere Drücke und dass sie praktisch wartungsfrei sind. 

Vollautomatische Schmiedelinie von der SMS group bestehend aus einer Gesenkschmiedepresse MP2500 und einer Reckwalze ARWS1A.

Funktionsoptimiert konstruierte und über den 3D-Druck hergestellte Gesenksprühköpfe eröffnen hierbei enorme Ver­besserungen in der Gesenkpflege bei der Herstellung von Aluminium-Schmiedeteilen. Die Leis­tungsfähigkeit und Effektivität der neuartigen Sprühköpfe haben den Kunden überzeugt. Mit einer ARWS1a Reckwalze als Vorformaggregat und der Gesenk­schmiedepresse MP2500 von SMS group werden in Zhejiang Fahrwerk­teile für einen namhaften Automobilhersteller von Elektroautos geschmiedet. Die leichten, aus Aluminium 3D-gedruckten Sprühköpfe arbeiten störungsfrei und überzeugen durch ein erstklassiges sehr präzises Sprühbild. Diese hervorragenden Eigenschaften unterstützen im Prozess die schnelle Taktung in optimaler Weise, die mittels einer speziell ausgeführten Hubbalkenautomatik von der SMS group erreicht wird.

Bisher wurden für solche Zwecke von der SMS group meist Plattensprühköpfe in Sandwichbauweise eingesetzt. Die neuen über das Additive Verfahren hergestellten Sprühköpfe weisen erhebliche Vorteile gegenüber den Plattensprühköpfen auf. Durch die Schichtung der Platten bei den herkömmlichen Sprühköpfen kann ein Betriebsdruck von maximal 3 bar aufge­bracht werden. Bei höheren Drücken könnten die Platten dem Druck ausweichen und Luft und Sprühmedium könnten seitlich austreten. Vierecki­ge Kanäle in konventionellen Sprühköpfen neigen im Gegensatz zu den runden und strömungsoptimierten Kanä­len der 3D-gedruckten Variante zur Anlagerung von Verunreinigungen oder Grafit, was regelmäßiges intensives Reinigen nötig macht.

Additiv gefertigte Sprühköpfe: Leichter, effektiver und schneller

Nicht so bei unserem neuen 3D-gedruckten Sprühkopf: Dieser ist nahezu wartungsfrei und besteht zudem aus viel weniger Teilen. Der 3D-gedruckte Sprühkopf toleriert Drücke von bis zu 10 bar. Durch den größeren Spielraum kann beim Justieren des Sprühnebels das Aerosol exakt ein­gestellt und positioniert werden. Bei Bedarf kann, bedingt durch den hohen Druck und die optimierte Sprühdüsen-Geometrie, auch eine größere Menge von Sprühmedium aufgebracht werden. Die strömungsgüns­tigen Kanäle verhindern Ablagerungen. Die Düsen bleiben somit dauerhaft durchgängig.

Wie beim Plattensprühkopf wird auch bei diesen Sprühköpfen das Prinzip der außenmischenden Zweistoffdüse angewen­det. Dies garantiert, dass es eine einheitliche Tröpfchengröße gibt und Entmischungen ausgeschlossen sind. Allerdings bietet die 3D-gedruckte Version zusätzlich noch den Vorteil, dass die Austrittsform individuell gestaltbar ist. Beim Plattensprühkopf besteht der Austrittstrichter lediglich aus einer einge­brachten Fase an den Außenplatten.

Bei den großen Sprühköpfen (Bild links) gibt es einen umlaufenden Kanal. Dieser versorgt den Sprühkopf mit der sogenannten „Blasluft“, die das Gesenk beim Einfahren der Sprühköpfe zunächst vom Zunder befreit und beim Ausfahren trocknet. Auch hier punktet der 3D-gedruckte Sprühkopf vor dem Plattensprühkopf, der immer von einem zusätzlichen Blasluftrohr umgeben werden muss.

Eine Besonderheit bei den Sprühköpfen in Zhejiang ist der erste Sprüh­kopf, der für das Vorgesenk zuständig ist. Die Düsen sind in Winkeln angebracht und sprü­hen schräg nach oben und unten. Dabei sind die Winkel so gewählt, dass die Sprühkegel exakt die Gravur der Vorform-Gesenke benet­zen. Die additive Fertigung und die damit verbundene funktionsoptimierte Konstruk­tion macht dieses Design möglich (Bild rechts). 

Die Sprühköpfe werden an gedruck­te Polyamidblöcke angeschlossen, in die die Anschlussschläuche der Medienversorgung enden. Das spart Gewicht, was bei den hohen Beschleuni­gungen des Sprüharms die Haltbarkeit der Mechanik erhöht. Was alle 3D-Sprühköpfe von SMS eint, ist die durchbrochene Form. Es können sich keine Wasserlachen bilden, die dann beim schnellen Zurückziehen in das Gesenk fallen.

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Die neuen 3D-gedruckten Sprühköpfe im Einsatz.
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Düsen in Winkeln angebracht
Neuer Online-Konfigurator

Auf den Webseite der SMS group steht ein Online-Formular zur Verfügung, mit dessen Hilfe man sehr leicht einen standardisierten Sprühkopf anfragen kann und nicht einmal eine eigene Kon­struktion mehr benötigt. Schrittweise legen Sie alle relevanten Parameter Ihres benötigten 3D-Sprüh­kopfes fest: die Maße des Sprühkopfes sowie die Anzahl und Koordinaten der Sprühpunkte. Unsere Ingenieure stehen selbstverständlich bei allen Fragen zum 3D-Sprühkopf-Konfigurator zur Verfügung.