Investition in Gesundheit, Nachhaltigkeit und Qualität

Eine Alternative zum Salzbad ist das Laserhärten. Die MAPAL Experten bauten dazu eine vorhandene Maschine um, um Aufnahmen mit dem Laser zu härten. Die Maschine war eigentlich zum Laserauftragsschweißen gedacht. Ob sich das Verfahren allerdings belastbar für die Aufnahmen eignen würde, war zu diesem Zeitpunkt nicht klar. Dazu hat MAPAL gemeinsam mit dem Werkzeugmaschinenlabor, kurz WZL, der RWTH Aachen geforscht und die Torsionsbeständigkeit, also wie beständig eine lasergehärtete Aufnahme bei Verdrehung ist, untersucht. Mit positivem Ergebnis. Das Laserhärten kann das Salzbad bei Aufnahmen ersetzen.  

Seit rund zwei Jahren härtet MAPAL nun mit der umgebauten Maschine alle Aufnahmen mit der MAPAL eigenen Modul-Schnittstelle. Der Laser der Maschine erhitzt den Vergütungsstahl so stark, dass beim Abkühlen dieselben Strukturveränderungen wie beim Salzbad erfolgen und die Aufnahme entsprechend gehärtet wird. Möglich ist dieses Verfahren, da es sich bei Vergütungsstahl um sogenannten selbstabschreckenden Stahl handelt. Das heißt, dass der Vergütungsstahl die Wärme, die durch den Laser entsteht, sehr schnell nach innen zieht und sich so sehr schnell wieder abkühlt - sich also selbst abschreckt. Erst dadurch stellen sich die entscheidenden Strukturveränderungen ein. Allerdings ist dieses Verfahren sehr umständlich und zu aufwendig, um serientauglich Werkstücke zu härten. MAPAL begab sich auf Lösungssuche und fand mit dem Maschinenhersteller EMAG dafür den optimalen Partner.
 

Gemeinsam haben die Experten beider Unternehmen eine Maschine entwickeln, die den HSK innen und außen per Laser härtet – und das ohne großen Einstell- und Einspannaufwand. Viel Arbeit und zwei Jahre später war sie fertig – die bisher einzige Maschine weltweit, die Werkzeugaufnahmen mit dem Laser härtet. Sie steht in der Aalener Fertigung von MAPAL. 

Aktuell werden Schritt für Schritt alle gängigen Varianten auf das neue Verfahren umgestellt. Bis Ende des Jahres sollen alle Aufnahmegrößen auf der Maschine gehärtet werden. Dann ist das Salzbad in der Härterei Geschichte und mit ihm die widrige Arbeitsumgebung und alle Gefahren, die davon ausgehen. 
 

The new unit is therefore not only an advantage to the health of the employees, but also in terms of the quality of the connections. After all, the laser is much more precise than the salt bath when it comes to hardening. All upstream and downstream processes benefit from this. As a result, there are significantly fewer distortions in the material. It is no longer decisive exactly when the hardening procedure is incorporated into the process. And it is great that the work can be automated – after all, it is becoming more and more difficult to find employees who want to work in the hardening workshop or take on the evening or night shifts. Although at the moment the workpieces are still inserted into the machine by hand, this will soon be done by a robot. Then the process can be automated as far as possible, especially during the evening and night shifts.

In addition to the advantages mentioned already, the machine also has a measurable advantage in terms of sustainability. The EMAG machine saves more in the long run when you compare the 420,000 kilowatt hours of gas consumed by the molten salt with the 60,000 kilowatt hours of electricity consumed per year when hardening by laser. Everything considered, the machine therefore makes a huge contribution to more health, sustainability and quality.