​​Fiorenzo Dioni und Richard Oberle​

Gewinner des Europäischen Erfinderpreis 2024

Bei herkömmlichen Produktionsverfahren wird der komplexe Unterboden aus Dutzenden von Druckgussbauteilen zusammengesetzt, die alle einzeln hergestellt werden. Als weltweit größte Aluminium-Druckgussmaschine mit besonders hoher Presskraft markiert die Giga-Presse einen Paradigmenwechsel in Sachen Produktionskapazität und -geschwindigkeit. Sie rationalisiert den Fertigungsprozess, indem der gesamte Fahrzeugunterboden aus lediglich zwei bis drei großen Bauteilen hergestellt werden kann.

Im ersten Verarbeitungsschritt wird die Aluminiumlegierung in den Öfen der Druckgießmaschine geschmolzen. Im Anschluss daran presst das patentierte 5S-Einspritzsystem (kurz für "Strong, Simple, Stable, Smooth & Sustainable") die Metallschmelze unter hohem Druck in die Form. Dabei werden mehr als 100 Kilogramm geschmolzenes Aluminium mit einer Geschwindigkeit von 10 Metern pro Sekunde gleichmäßig in die Druckgussform injiziert. Ein Vakuumsystem mit einem Fassungsvermögen von 4000 Litern entfernt kleinste Gaseinschlüsse aus dem Werkstück. Der hohe Druck bleibt auch während des Abkühlungs- und Erstarrungsvorgangs aufrechterhalten, sodass die Nachspeisung des Werkstücks gewährleistet ist; danach wird das Werkstück beschnitten und mit einem Röntgenprüfsystem und spezieller Computersoftware innerlich wie äußerlich auf Defekte untersucht. Der gesamte Prozess kann alle 120 Sekunden wiederholt werden, sodass sich in drei Acht-Stunden-Schichten insgesamt 500 Druckgussbauteile herstellen lassen.

Auf dem Weg in eine nachhaltige Zukunft

Fiorenzo Dioni spielt seit seinem Berufseinstieg 1995 als Ingenieur eine zentrale Rolle bei der IDRA-Gruppe. 2009 wurde er zum Head of Engineering ernannt, 2016 begann er mit der Arbeit an der Giga-Presse. Richard Oberle, der bereits in den 1970er Jahren für die IDRA-Gruppe arbeitete und 2016 als Berater zu ihr zurückkehrte, war an der Entwicklung des 5S-Einspritzsystems beteiligt. Das System führt die Hydraulikflüssigkeit, mit deren Hilfe die Formen beim Befüllen zusammengepresst werden, der Anlage erneut zu, sodass sich ein besonders effektiver und verlustfreier Betrieb ergibt. Neueste Verbesserungen der Giga-Presse haben Ausschussrate, Energieverbrauch und CO2-Emissionen weiter reduziert und ermöglichen ein Endprodukt, das sich deutlich kostengünstiger herstellen lässt. Ein weiterer Pluspunkt der Anlage besteht im Recycling von Aluminimiumverschnitt, da die Abfälle dem Schmelzofen direkt wieder zugeführt und darin aufgeschmolzen werden.

Die Giga-Presse wirkt nicht zuletzt als Katalysator für weitere Innovationen in der Automobilindustrie. So beobachtet Dioni, dass die IDRA-Wettbewerber "auf breiter Front nachziehen" und ebenfalls an alternativen Ansätzen für die Fahrzeugproduktion arbeiten. Obwohl die neue Druckgussmaschine für die Fertigung von Elektroautos entwickelt wurde, ist Dioni überzeugt: "Die Giga-Presse kann Strukturbauteile sowohl für elektrisch betriebene als auch für konventionelle Fahrzeuge produzieren."