KMU-innovativ Erforschung der Herstellung von neuen nickel- und bleireduzierten Schlüsseln aus Kupferbasiswerkstoffen im Druckgussverfahren (Gussschlüssel)

Problemstellung
Jeder hält tagtäglich Schlüssel in der Hand. Aufgrund der vielseitigen Anforderung an Design, Verarbeitung und technischen Eigenschaften wurde bei deren Herstellung bislang vor allem Neusilber als bevorzugtes Material eingesetzt, welches für die gewünschte Farbe und Bearbeitbarkeit die Elemente Nickel und Blei enthält. Diese werden von der EU als gesundheitsschädlich eingestuft. Weiterhin ist die Herstellung solcher Schlüssel mit Kopierschutz sehr aufwändig und macht üblicherweise bis zu 20 oder 30 Prozent der Kosten eines Schließsystems aus. Aufgrund der kostenintensiven Produktionsschritte erfolgt heutzutage ein Großteil der Herstellung in weniger lohnintensiven Ländern außerhalb Deutschlands.

Zielsetzung
Ziel des KMU-innovativ Projektes Gussschlüssel ist es, ein neues Produktionsverfahren für den „Schlüssel der Zukunft“ zu entwickeln, um damit technisch hochwertige Schlüssel mit verbessertem Kopierschutz herstellen zu können. Der bessere Kopierschutz resultiert aus der Möglichkeit, in der gießtechnischen Fertigung komplexere und völlig neue 3D-Schlüsselgeometrien abbilden zu können, welche in den bisherigen Schmiede-/Fräsverfahren technisch und wirtschaftlich nicht möglich sind. Für die deutschen Hersteller von Schließsystemen bietet das vollautomatisierbare Druckgussverfahren großes Potenzial, um wirtschaftlich konkurrenzfähig zu sein.

Vorgehensweise
Für das neue Produktionsverfahren wird eine neuartige Legierung auf Basis von Kupfer und Zink entwickelt, welche ohne bzw. mit deutlich reduzierten Mengen an Nickel und Blei auskommt. Die bisherige Produktion von Schlüsseln ist dazu durch ein neues Fertigungsverfahren zu ersetzen. Bisher war Blei für die Umformbarkeit im festen Zustand beim Schmieden notwendig. Da beim Druckgießen im Gegensatz zum Schmieden keine Verformung stattfinden muss, ist Blei nicht mehr erforderlich. Hierzu wird im Formenbau des beteiligten Anwendungspartners prototypisch eine exakte und stabile Gussform erforscht, entwickelt und hergestellt. Weiterhin wird ein neuartiges Konzept erarbeitet, wie die Schmelze den Schlüssel ausfüllt, damit dieser die gewünschten Eigenschaften aufweist. Um die finalen Oberflächeneigenschaften einzustellen, wird für die neu entwickelte Legierung ein geeignetes Gleitschleifverfahren erforscht und konzipiert.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Durch das neue Produktionsverfahren und den Druckguss von Schlüsseln mit einer innovativen Legierung werden zunächst Schlüssel für den Bau- und Industriebereich sowie den Automobilbereich hergestellt. Das Verfahren ist perspektivisch auf weitere Bauteile ausdehnbar, welche bisher aufwändig gefräst oder im Feingussverfahren hergestellt werden. Die Projektergebnisse sollen auf Industriemessen für die Gießereiindustrie (z. B. Euroguss in Nürnberg) und für die Schloss- und Beschlägeindustrie (z. B. Security in Essen) vorgestellt werden.

• Breuckmann GmbH & Co. KG
• Dörfler & Schmidt Präzisionsfinish GmbH