Leichtbau aus Edelstahl dank Metal Injection Moulding

Leichtbau für Fahrzeuge mit Elektroantrieb ist auch für kleinste Komponenten relevant – und wird auch mit klassischen Materialien neu gedacht. Das zeigt ein neuer Klimaflansch vom MIMplus, der aus Edelstahl per Metal Injection Moulding (MIM) gefertigt wurde.

Der Klimaflansch ist Bestandteil einer CO2-Klimaanlage in Automobilen. Das 35x18x10mm kleine und leichte Bauteil aus Edelstahl ersetzt ein spanend gefertigtes Bauteil aus Aluminium. Es wurde komplett neu gedacht, der Werkstoff neu gewählt, das Design ressourceneffzient ausgelegt und die Funktion deutlich optimiert. Dies alles verbessert die Energieeffizienz der Klimanlage. Zudem sorgt die Herstellung mittels Metallspritzen für einen wettbewerbsfähigen Bauteilpreis und das Verfahren ist für die Großserie geeignet.

Die Landesagentur für Leichtbau Baden-Württemberg präsentiert diese Innovation mit ihrem ThinKing im April 2020. Mit diesem Label gibt die Leichtbau BW GmbH monatlich innovativen Produkten oder Dienstleistungen im Leichtbau aus Baden-Württemberg eine Plattform.

„Eigentlich hat uns gar nicht der Leichtbaugedanke angetrieben. Entscheidend war zunächst vielmehr die Materialfrage, denn der Klimaflansch musste aus Edelstahl sein, um die Verbindung zu den Wellrohrschläuchen der Klimaanlage aus Dichtigkeitsgründen schweißen zu können.“
(Thomas Klein, Vertriebsleiter MIMplus)

Die Fertigung per Metal Injection Moulding (MIM) macht die Fertigung des Edelstahlbauteils deutlich günstiger. Würde man es zerspanen, wäre es im Vergleich zu Aluminium um 60 bis 70 Prozent teurer. Beim MIM ist die Menge an Material für die späteren Bauteilkosten ausschlaggebend. Daher optimierte MIMplus den Klimaflansch in einem gemeinsamen Projekt mit einem Automobilzulieferer in Bezug auf Masseanhäufungen im Bauteil.

Das neue im Metallspritzguss gefertigte und ressourceneffizient gestaltete Bauteil aus Edelstahl ist etwa 20 Prozent leichter als das bisherige Bauteil. Der Prototyp ist zudem circa 50 bis 60 Prozent weniger hoch, so dass deutlich Bauraum eingespart wird. Dies führt wiederum dazu, dass Rohre in der Klimaanlage strömungsoptimiert eingebaut werden können. Die Anlage profitiert damit durch verbesserte Flowraten und arbeitet effizienter.

„Der Metallspritzguss lässt komplexe Geometrien zu, die nahezu den Möglichkeiten aus dem Kunststoffspritzguss entsprechen.“
(ThomasKlein, MIMplus)

Das Spritzgussverfahren – gegliedert in Compoundieren, Spritzen, Enbindern und Sintern – bietet vergleichsweise kurze Zykluszahlen und bietet sich damit für eine wirtschaftliche Herstellung großer Stückzahlen ab. Damit biete sich ein hohes Leichtbaupotenzial auch für andere Anwendungen, so Klein. Er ist überzeugt, dass es für etwa 30 Prozent aller konstruierten Metallteile möglich sein könnte, auf diesem Weg Material und damit Gewicht einzusparen. Wichtig dabei sei, auf Funktionsintegration und Materialoptimierung zu achten.

MIMplus sucht nun für ihren Klimaflansch einen Partner, um das Produkt in Serie zu bringen.

Bild oben: Der verbesserte Klimaflansch spart 20 Prozent Gewicht, die Höhe des Bauteils ist 50 bis 60 Prozent geringer als in der alten Variante (hinten im Bild) (Quelle: MIMPlus Technologies)


Quelle und weitere Infos: Leichtbau BW

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