Bleifrei
Good News
Die Giesserei von Nussbaum arbeitet ab sofort zu 100 % bleifrei. Dies dank einer neuen, von Nussbaum mit grossem Aufwand entwickelten Legierung. Diese patentierte Legierung ermöglicht eine gleichbleibend hohe Qualität der Gussstücke ohne Blei-Anteil. Sämtliche Werkstücke aus der Nussbaum Giesserei entsprechen damit vollständig den aktuellen respektive zukünftigen Vorgaben. Sie können uneingeschränkt für alle Installationen verwendet werden.
Kraftakt
Seit gut 20 Jahren ist klar, dass der bleifreie Guss auf regulatorischer Stufe durchgesetzt wird. Nussbaum hat sich des Themas früh und mit der notwendigen Konsequenz angenommen. Nach rund einem Jahrzehnt aufwendiger Forschung können nun die Früchte der harten Arbeit geerntet werden. Dank der Erfüllung der gesetzlichen Vorgaben durch die bleifreie Produktion kann die Firma Nussbaum den Grundstein für den Weiterbetrieb ihrer Giesserei in der Schweiz legen und das Know-how für den Werkplatz Schweiz bewahrt werden.
Clevere Arbeit
Beim Guss wird Blei seit vielen hundert Jahren eingesetzt. In den Legierungen gewährleistet es einerseits die Dichtigkeit, weil es die Kapillaren im Gussstück schliesst. Andererseits ermöglicht es die Spanbrechung bei der Bearbeitung der gegossenen Stücke. Alternativen zum bleihaltigen Guss schienen unmöglich – jedenfalls bis zur Entwicklung der neuen, bleifreien Nussbaum Legierung. Sie gewährleistet identische Eigenschaften wie eine herkömmliche Legierung. Dank umfangreichen Simulationen mit Hilfe einer «virtuellen Giesserei» konnte die neue Legierung Schritt für Schritt entwickelt, getestet und für gut befunden werden. Hinter dem Resultat steht das Entwicklungs- und Produktionsteam von Nussbaum zu 100 %.
Grosser Vorteil
Nussbaum engagiert sich stark für die Trinkwasserhygiene und bietet mit seinem Drei-Stufen-Konzept eine einfache, gut umsetzbare Methodik. Bereits die bisherigen Nussbaum Gussstücke sind dank sehr tiefer Bleiwerte (deutlich unter den erlaubten Grenzwerten) problemlos für Trinkwasserinstallationen verwendbar. Mit den neuen, vollständig bleifreien Stücken können die aktuellen Vorgaben noch besser erfüllt werden und die Legierung ist zudem frei von Konfliktmineralien. Selbst bei einer allfälligen Verschärfung der Vorschriften bleiben die Nussbaum Systeme deshalb stets auf der sicheren Seite.
Zum Trinkwasser-Hygienekonzept
Mit Ausdauer zum Erfolg
Bleifreie Legierung für hochwertige Rotguss-Komponenten
Zu Beginn der 2000er Jahre war das Giessereihandwerk eine anstrengende, manuelle und analoge Tätigkeit. «Unsere Modellschreiner stellten hölzerne Modellformen von Hand her, um die herum der Sand verdichtet wurde», erinnert sich Andreas Nussbaum, Leiter Produktion bei Nussbaum. Dieser Prozess, der über mehrere hundert Jahre nur kleinere Änderungen erfahren hatte, musste völlig auf den Kopf gestellt werden.
Denn 2005 entwickelte und patentierte Nussbaum eine neue, bleifreie Rotguss-Legierung. Die exakte Zusammensetzung wurde in den folgenden Jahren hinsichtlich Giessbarkeit und Bearbeitbarkeit verfeinert. Die sich schon früh abzeichnende Verschärfung der Bleigrenzwerte für Trinkwasser konnte damit zwar erfüllt werden, doch die neue Legierung verhielt sich beim Guss völlig anders als der klassische Rotguss. Um einen neuen, funktionierenden Gussprozess zu erarbeiten, spannte Nussbaum mit einem Startup der École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) zusammen und beteiligte sich an der mehrere Jahre dauernden Entwicklung einer speziellen Simulations-Software. «Das war eine verrückte, aber auch sehr spannende Zeit. Wir mussten eine Software erarbeiten, die es nicht gab, um eine Legierung zu simulieren, von der wir noch fast keine Parameter kannten, um herauszufinden, wie der Guss trotz dieser vielen Unbekannten gelingen konnte», sagt Patrik Zeiter, Leiter Grundlagen, Werkstoffe und Schutzrechte bei Nussbaum.
Dank der erfolgreichen Simulation, welche auf der Finite-Elemente-Methode basiert, gelang das Kunststück. Doch als der Guss realitätsnah simuliert werden konnte, tauchte das nächste Problem auf. In der Bearbeitung verhielten sich die Komponenten aus der neuen Legierung komplett anders, denn das fehlende Blei führte zu einer viel höheren Materialhärte. Die bisher üblichen Schnittwerkzeuge verschlissen innerhalb von Minuten. «Nach dem Gussprozess mussten wir auch die Bearbeitung völlig neu erfinden, uns mit Schnittwinkeln und Beschichtungen auseinandersetzen und alles von Grund auf im Lauf einer mehrjährigen Fleissarbeit herausfinden», sagt Andreas Nussbaum.
Als Guss und Bearbeitung klappten, erschien das dritte und letzte Hindernis, die Montage der Komponenten. «Blei ist sehr weich und hat gewissermassen eine Schmierwirkung. Manche Ventile, die jahrzehntelang anstandslos funktioniert hatten, liessen sich nun nicht mehr reibungslos öffnen. So mussten wir auch neue Schmierstoffe suchen respektive erfinden», berichtet Patrik Zeiter.
Am Ende des langen, sehr aufwendigen, aber letztlich erfolgreichen Weges steht eine rundum erneuerte Entwicklungs- und Fertigungskette. Das Entwicklerteam bei Nussbaum kann neue Teile digital modellieren, mit einer Simulation auf ihr Strömungsverhalten prüfen und am Bildschirm optimieren. Die hölzernen Gussmodelle werden nicht mehr von Hand, sondern mit hochpräzisen CNC-Maschinen gefertigt. Der anschliessende Guss, die Bearbeitung und Montage folgen ebenfalls neuen, im Zug der Umstellung entwickelten Prozessen.
«Auch wenn wir nach wie vor Legierungen bei über 1000 Grad Celsius schmelzen und etwas Physisches herstellen, sprechen wir von einer digitalen Giesserei. An der Oberfläche sieht unser Handwerk noch gleich aus, doch wir haben es radikal verändert und in die Gegenwart geholt», sagt Andreas Nussbaum. Der enorme Aufwand habe sich gelohnt: «Vom Entwurf einer neuen Komponente über den bleifreien Guss bis zur Bearbeitung und Montage können wir heute alles aus einer Hand und auf dem aktuellen Stand der Technik bieten und sind dabei den Normvorgaben voraus. Die Arbeitsplätze in unserer Giesserei können wir so langfristig erhalten und dazu beitragen, den Werkplatz Schweiz attraktiv zu halten.»