Präzisionsbearbeitung von Pumpengehäusen aus duktilem Gusseisen QT500-7 für einen europäischen Baumaschinenhersteller

Anfang 2025 hatte ein führender europäischer Baumaschinenhersteller Schwierigkeiten, die Produktion hochzufahren. Ein Schlüsselelement seines neuen Hydrauliksystems – ein Pumpengehäuse aus duktilem Gusseisen (QT500-7) – wies während der Serienfertigung gleich mehrere Probleme auf: Lieferverzögerungen, steigende Kosten und eine Dichtung, die nicht den Standards entsprach. Das Bauteil ist komplex. Es verfügt über interne Ölkanäle und große Wandstärkenunterschiede und erfordert sehr dichte Gussteile, eine zuverlässige Abdichtung unter hohem Druck sowie eine präzise Bearbeitung. Die alte Lieferkette war fragmentiert – Guss, Bearbeitung und Qualitätskontrolle wurden von drei verschiedenen Zulieferern durchgeführt –, was zu mangelnder Koordination, hoher Ausschussquote und schwer nachvollziehbarer Qualität führte.

▶   Lieferdruck: Von der Zeichnung bis zu den ersten qualifizierten Mustern vergingen 16 Wochen – zu langsam, um den Markteinführungstermin der neuen Maschine einzuhalten.

▶ Leistungsziele: Das Bauteil muss die Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften gemäß QT500-7 (Zugfestigkeit ≥ 500 MPa) erfüllen, wobei durch die Verwendung dünnerer Wände das Gewicht gegenüber der vorherigen Generation um mehr als 8 % reduziert werden soll.

▶ Qualitätskontrolle: Die Hochdruckölkanäle müssen einen 100%igen Drucktest bestehen ( ≥ 200 bar, keine Leckage). Die wichtigsten Montageflächen müssen innerhalb von 0,05 mm plan sein, und alle Montagebohrungen müssen innerhalb von ± 0,05 mm positioniert sein.

▶   Kostenkontrolle: Senken Sie die Kosten pro Teil, ohne die Leistung zu beeinträchtigen – insbesondere durch die Reduzierung des Bearbeitungsausschusses.

Schritt 1: Gemeinsame Entwicklung und Prozesssimulation

▶ Unsere Ingenieure haben die Designprüfung innerhalb von zwei Wochen abgeschlossen und drei wichtige Vorschläge unterbreitet: Optimierung der Anguss- und Steigrohrkonstruktion, um das Risiko von Schrumpfung an Hotspots zu minimieren; direktes Gießen einiger tiefer Ölkanäle im geformten Zustand anstatt der Bearbeitung, um den Aufwand für die Tieflochbearbeitung zu reduzieren; und Vereinheitlichung des Bearbeitungsbezugs und des Spannplans, um Verformungen beim Spannen zu minimieren.

▶ Wir haben Gießsimulationssoftware eingesetzt, um den Füll- und Erstarrungsprozess zu analysieren und so mögliche Schwindungs- und Gasporositätsbereiche im Vorfeld zu vermeiden. Zusätzlich führten wir eine CAM-Bearbeitungssimulation durch, um die Machbarkeit des „Ein-Aufspannungs-Verfahrens“ zu bestätigen.

Schritt 2: Ein integrierter Fertigungsprozess

▶ Präzisionsguss: Wir verwendeten Harzsandformverfahren. Das duktile Gusseisen QT500-7 wurde in einem Elektroofen geschmolzen, kugelgehärtet und vor dem Gießen spektrometrisch und metallografisch geprüft. Dies gewährleistet eine hohe Dichte und gute innere Qualität und bildet eine stabile Grundlage für die weiteren Bearbeitungsschritte.

▶ CNC-Präzisionsbearbeitung: In einer temperaturkontrollierten Werkstatt bearbeiteten wir alle Oberflächen, Bohrungen und Öldurchführungen in einem Arbeitsgang auf einem großen 5-Achs-Bearbeitungszentrum. Dank der Strategie „Eine Aufspannung, mehrere Bearbeitungsgänge“ konnten wir die Ebenheit und die Bohrungspositionen exakt einhalten.

▶ Vollständige Inspektion: Wir haben eine 100%ige Inspektion in Originalgröße mit einer Koordinatenmessmaschine (KMM) durchgeführt und die Hochdruckölkanäle mit bis zu 200 bar druckgeprüft, um sicherzustellen, dass nichts leckt.

▎ Projektergebnisse und Daten

▶ Lieferung: Von der Bestätigung der endgültigen Zeichnung bis zu den ersten qualifizierten Mustern vergingen nur 9 Wochen – 7 Wochen weniger als ursprünglich vom Kunden geplant.

▶ Leistung: Die Endprodukte weisen eine stabile Zugfestigkeit von über 520 MPa und eine Nodularität von über 90 % auf. Die Ebenheit liegt innerhalb von 0,03 mm, alle wichtigen Befestigungslöcher sind innerhalb von ± 0,03 mm positioniert, und die Ölkanäle bestehen den Drucktest zu 100 %.

▶ Kosten: Durch integrierte Fertigung und Prozessoptimierung konnten wir die Gesamtkosten pro Teil für den Kunden um etwa 18 % senken.

▶ Serienproduktion: Nach der Freigabe der Muster konnten wir reibungslos in die Serienproduktion übergehen. Bisher haben wir über 3.000 Pumpengehäuse mit einer Ausschussquote von 99,6 % ausgeliefert.

▎ Kundenfeedback

„ Matech ist mehr als nur ein Lieferant – sie sind eine Erweiterung unseres Projektentwicklungsteams. Ihre proaktiven Gussvorschläge und die reibungslose Zusammenarbeit vom Rohguss bis zum fertigen Bauteil haben unsere größten Probleme im Bereich Abdichtung und Koordination gelöst. Es geht hier nicht nur um ein einzelnes Bauteil, sondern um den gesamten Produktionsstart unserer Maschine.“

— Leiter der Kundenprojektabteilung

▎ Unsere Mission und unser Engagement

Der Erfolg dieses Projekts beruht auf der Servicephilosophie, die Matech seit jeher verfolgt:

„Wir sind nicht nur ein Teilehersteller – wir sind ein Mitgestalter des Produkterfolgs unserer Kunden.“

Wir versprechen Ihnen, dass wir bei jedem kundenspezifischen Projekt Folgendes gewährleisten:

▶ Volle Verantwortung: Von der Designprüfung bis zur endgültigen Auslieferung begleitet ein festes Team das Projekt von Anfang bis Ende, sodass jeder Schritt gut miteinander verbunden ist und die Verantwortlichkeiten klar definiert sind.

▶ Technologie zuerst: Wir nutzen aktiv unsere Fertigungserfahrung, um Design for Manufacturing (DFM) zu betreiben und so das Design von Anfang an zu verbessern – für bessere Leistung und niedrigere Kosten.

▶ Qualität als unser Fundament: Wir setzen auf ein vollständig rückverfolgbares Qualitätssystem – vom Rohmaterial bis zum fertigen Bauteil. Wir lassen die Daten sprechen, damit jedes einzelne Teil zuverlässig und problemlos ist.

▶ Pünktliche Lieferung: Wir halten jeden Meilenstein strikt ein und informieren Sie transparent über den Produktionsfortschritt, damit Sie stets gut informiert und beruhigt sind.

Wir sind überzeugt, dass wahrer Mehrwert darin besteht, Kunden bei der Lösung ihrer Kernprobleme zu unterstützen – und nicht nur Aufträge abzuwickeln. Matech hat sich zum Ziel gesetzt, Ihr vertrauenswürdigster Partner für Präzisionsfertigung zu sein – mit Professionalität und handwerklichem Können.