Welche Materialien können im HIP-Prozess wärmebehandelt werden?

Uniform Rapid Quenching (URQ®) (die schnelle gleichförmige Abschreckung) ist eine Erfindung von Quintus, die eine schnelle Abschreckung der Ofenladung mit ähnlichen Abkühlraten wie die Gasabschreckung erlaubt. Im HIP-System wird das heiße Gas im Ofen schnell durch kaltes Gas ersetzt, was die Ofenladung wirksam und gleichmäßig bei minimaler Belastung abschreckt.

Quintus hat Verfahren entwickelt, die während des HIP-Zyklus eine saubere Atmosphäre sicherstellen, was das Oxidationsrisiko während der Behandlung im Vergleich mit herkömmlichen Methoden reduziert. Es handelt sich um eine neue Technologie, die das HIP mit einem sauberen Prozess revolutionieren wird.

Beim HIP kommt ein Ofen in einem Druckbehälter zum Einsatz. Unter extrem hohem Druck stehendes Gas (in der Regel Argon) wird bei erhöhten Temperaturen dazu genutzt, Materialien zu konsolidieren und interne Mängel wie Porosität und Mikrorisse zu beseitigen. Da die Temperaturen beim HIP sehr hoch sind (bis zu 2300 °C), bewirkt der extreme äußere Druck Kriechen und Diffusion sowie die mechanische Verformung des Werkstoffes bzw. zur Beseitigung von Defekten.

Die größte Presse der Welt besitzt eine Heißzone mit einem Durchmesser von 2,05 Metern, ist 4,2 Meter hoch und ihr Eigner und Betreiber ist die Metal Technology Company in Japan. Es besteht jedoch ein hohes Interesse an noch größeren Maschinen.

Da HIP mechanische Mängel in den Pressstücken beseitigt, werden Materialeigenschaften wie die Lebensdauer, Ausdehnung und Stoßfestigkeit verbessert. Anschließendes Schleifen oder Polieren der Oberflächen offenbart eine hervorragende Rauheit und es zeigt sich keine unerwünschte Porosität. Diese wurde bereit durch das HIP behoben.

Flexform ist eine kostengünstige Blechumformtechnologie, die ideal für die Kleinserienfertigung geeignet ist. Bei Flexform kommen lediglich ein starres Halbwerkzeug und eine flexible Gummimembran zum Einsatz, unter der sich unter hohem Druck stehendes Hydrauliköl befindet. Typische Flexform-Produktionsläufe reichen von einigen wenigen Teilen pro Jahr und Werkzeug bis hin zu mehreren tausend Stück.

Flexform wird bereits seit Jahrzehnten in der Luft- und Raumfahrtindustrie bei der Produktion von Blechteilen für Flug- und Raumfahrzeugzellen sowie -triebwerke eingesetzt. Da die Luft- und Raumfahrtbranche extrem hochwertige, stark variierende Teile in verhältnismäßig kleinen Stückzahlen benötigt, ist die Technologie die perfekte Wahl. Außerdem eignet sie sich bestens für sämtliche Branchen, die den Bau von Prototypen oder die Kleinserienfertigung erfordern, wie etwa die Automobil-, Bus-, Lkw- und Baumaschinenindustrie, die Lebensmittelverarbeitung, die Haushaltsgroßgerätebranche oder der Fassadenbau.

Neben der hohen Qualität der Endprodukte sind die niedrigen Produktionskosten ein Aspekt, der häufig als Vorteil wahrgenommen wird. Grund hierfür sind die geringen erforderlichen Werkzeugaufwendungen. Außerdem gestattet der Prozess den Einsatz mehrerer Werkzeuge und die Produktion verschiedener Teile in derselben Umformoperation. Daraus ergibt sich mit der Flexform-Technologie ein typisches Einsparungspotenzial von 50 bis 90 % gegenüber herkömmlichen 2-teiligen Formwerkzeugen.

Unterstützt werden dünne Folien ebenso wie Bleche mit einer Dicke von bis zu ca. 10 mm, wobei typische Stärken 1 bis 5 mm betragen bei herkömmlichen Materialien für Luft- und Raumfahrtanwendungen wie Aluminiumlegierungen sowie Edelstahl und den meisten unlegierten oder wenig legierten Stählen. Außerdem können hochfeste Legierungen wie Inconel und Titan geformt werden.

In der Luft- und Raumfahrtindustrie lassen sich mithilfe der Hochdruckbehandlung in der Regel aufwendige Nacharbeitungen per Hand und eingeschobene Wärmebehandlungen reduzieren oder sogar vollständig eliminieren. Darüber hinaus unterstützt die Hochdruck-Umformung komplexe und anspruchsvolle Formen mit einer hervorragenden Wiederholgenauigkeit und Produktqualität für jede Branche.

Als wissenschaftlich fundiertes Verfahren wird die Hochdruckbehandlung (High Pressure Processing, HPP) von internationalen Aufsichtsbehörden nicht nur als ein antimikrobielles Verfahren mit außerordentlicher Wirkung bei der Deaktivierung vieler schädlicher Lebensmittelkeime anerkannt, sondern auch als ein Prozess, der das Wachstum von Fäulemikroorganismen verlangsamt und im Vergleich zu unbehandelten Lebensmitteln eine Haltbarkeitsverlängerung um das 2- bis 10-fache im gekühlten Zustand bietet. Diese beiden Vorteile können allein bereits eine erhebliche Bedeutung für die globalen Herausforderungen bei Lebensmittelsicherheit und Lebensmittelverschwendung haben. Darüber hinaus bergen die meisten konventionellen Lebensmittelbehandlungsverfahren auf Basis von Wärme und/oder Chemikalien Gesundheitsrisiken in sich oder beeinträchtigen den Nährstoffgehalt. Verbraucherinnen und Verbraucher fordern eine höhere Qualität von Lebensmitteln, besonders die Erhaltung der natürlichen Nährstoffe von frischen, rohen oder nur leicht verarbeiteten Produkten. Die HPP beeinträchtigt die Nahrungsbestandteile von Lebensmitteln kaum, da sie keinerlei Auswirkungen auf kovalente Bindungen hat, wodurch HPP-Produkte ihre Vitamine und bioaktiven Inhaltsstoffe behalten. Hersteller, die die HPP nutzen, können auf chemische Konservierungsstoffe verzichten, um das Wachstum von Mikroorganismen zu kontrollieren, und müssen weniger häufig die Sicherheit ihrer Lebensmittel testen. So kommen sie einerseits den Forderungen der Kundschaft nach zusatzstofffreien Lebensmitteln nach und reduzieren anderseits ihre Betriebskosten für eine Verbesserung der Geschäftsergebnisse. Aus diesem Grund ist die HPP mittlerweile der Prozess der Wahl bei der nicht-wärmebasierten Lebensmittelverarbeitung. Die sichere Deaktivierung von Lebensmittelkeimen im verpackten Zustand bietet Lebensmittel- und Getränkeherstellern einen geschäftskritischen Vorteil bei der Lebensmittelsicherheit, der gleichzeitig die Kundschaft, den Markennamen und die Reputation eines Unternehmens schützt.

Die HPP wird kommerziell bei einer breiten Palette von Lebensmitteln und Getränken, verzehrbereiten Fleischwaren, frucht- oder milchbasierten Getränken, Babynahrung, Milchprodukten, Haustiernahrung, zubereitungsfertigen marinierten Fleischwaren und Fertiggerichten, Meeresfrüchten sowie verschiedensten pflanzenbasierten Produkten wie Guacamole, Hummus, Salsa-Soßen, verzehrbereiten Salaten, Tofu und pflanzenproteinbasierten Fleischersatzprodukten genutzt. Die meisten Lebensmittel und Getränke eignen sich für die HPP. Zur Bestimmung der Bedingungen für die HPP und Erfüllung gesetzlicher Vorschriften und Richtlinien müssen jedoch einige interne und externe Faktoren berücksichtigt werden.

Wir unterstützen unsere Kundschaft über die gesamte Entwicklung des vollständigen HPP-Prozesses angefangen von der Rezeptur über die Verpackung bis hin zu Überprüfungs- und Validierungsleistungen vor Ort. Unsere umfassende Bewertung und Unterstützung ist darauf ausgelegt, Ihr Produkt schnell auf den Markt zu bringen.

Unser Quintus ® Care-Programm greift unsere Unternehmensphilosophie der echten Partnerschaft auf und basiert auf fast einem Dreivierteljahrhundert innovativer Drucktechnologie. Zu den unmittelbaren und langfristigen Vorteilen von Quintus ® Care gehören die Kontrolle der laufenden Betriebskosten, der garantierte Zugang zu Teilen, regelmäßige technische Überprüfungen und Schulungen, Anwendungssupport sowie die Möglichkeit der Teilnahme an laufenden Ausbildungsseminaren.

Bei der HPP erreicht der Druck Werte von bis zu 6.000 bar (87.000 psi). Unter einem solchen Druck werden Produkte um etwa 15 % ihres Ursprungsvolumens komprimiert. Das heißt, Verpackungen für die HPP müssen wasserdicht und hermetisch verschlossen sein und aus flexiblen Materialien bestehen, die einer Komprimierung um mindestens 15 % standhalten. Aus diesem Grund werden in der Regel Kunststoffmaterialien für die HPP gewählt, da diese häufig über eine ausreichende Flexibilität verfügen, um Gefäße zu erhalten, die ohne Beschädigung komprimiert werden können und nach der Behandlung wieder ihre ursprüngliche Form annehmen. Außerdem erlauben solche Verpackungen die Nutzung verschiedener nachhaltiger Alternativen für die HPP wie rPET, PP, PLA und andere biologisch abbaubare Lösungen. Zu den häufig für die HPP gewählten Verpackungen zählen unter anderem Flaschen, Becher und Schalen in Kombination mit verschiedenen Folien oder Deckeln. Die Dichtflächen von Folien müssen verhältnismäßig breit, gleichförmig und vorzugsweise flach sein. Verschweißbarkeit (Heißsiegelstärke) ist ein wichtiges Element von Verpackungen, die einer HPP unterzogen werden. Gitterartige Muster sind nicht geeignet, da sie die Diffusion von Sauerstoff in die Verpackung und so wiederum einen oxidationsbedingten Verderb der Produkte zulassen.

Wir verfügen über zwei Kundendienstkanäle in den USA und in Europa, die abhängig von der Zeit beide genutzt werden können.

• techsupport@quintusteam.com, USA
• techsupport@quintusteam.se, EU und Asien

Unsere Kundendienstleistungen erfolgen nach Priorität. Kunden mit Quintus Care Full werden prioritär behandelt, dann folgen Kunden mit Quintus Care Base und anschließend der allgemeine Markt. Jedem Quintus Care-Kundenunternehmen steht eine Kundenbetreuungsperson zur Verfügung, die zwischen dem Quintus-Kundendienst und Ihnen als Kundenunternehmen vermittelt. Möchten Sie mehr über Quintus Care erfahren?

Unsere Anlagen sind zuverlässig. Wir sind der Weltmarktführer mit 60 Jahren Erfahrung und unsere Kundenunternehmen profitieren mit unseren Pressen in der Regel von äußerst niedrigen Betriebskosten. Dennoch tritt an jeder Maschine irgendwann ein Defekt auf, wobei nicht vorherzusehen ist, wo und wann. Wenn wir einen Ausfall aufgrund von Abnutzung vorhersagen könnten, wird dieser ins Wartungshandbuch aufgenommen und vermieden. Die beste Strategie für maximale Verfügbarkeit ist:

• Vorbeugende Wartung der Maschine nach bewährtem zeit-/zyklusbasiertem Plan
• Vorsorge für unvorhergesehene Ausfälle mit dem technischen Kundendienst von Quintus, der in Quintus Care enthalten ist, sodass größere Produktionsunterbrechungen vermieden werden können

Studien zeigen, dass die jährlichen Wartungskosten einer normalen Maschine im industriellen Bereich etwa 6 bis 7 % der ursprünglichen Investition betragen und die Kosten von Quintus Care liegen in der höchsten Deckungsstufe deutlich unter dieser Summe. Der Kundendienstvertrag mit umfassender Deckung bietet Ihnen volle Kontrolle über Ihre Materialkosten. Im Gegensatz dazu wird der Materialbereich vom Basisvertrag nicht abgedeckt, sodass Material nach Bedarf von Quintus oder anderen Lieferanten bezogen werden muss.

Über die Jahre haben wir unsere Kundendienstverträge mit verschiedenen Deckungsstufen entwickelt. Dementsprechend wird Quintus Care in zwei Hauptvarianten angeboten. In der Basisvariante erhalten Sie prioritären Kundendienst, technische Fernunterstützung, Anwendungssupport (in einigen Ländern nicht verfügbar), jährliche Präsenzschulungen sowie jährliche Wartungs-, Sicherheits- und Zuverlässigkeitsüberprüfungen. Quintus Care Full deckt zusätzlich zum Umfang der Basisvariante sämtliche Ersatzteile für vorbeugende Wartungsarbeiten und unvorhergesehene Zwischenfälle (mit einigen Ausnahmen) ab. Die proaktive Wartung im Rahmen eines Quintus Care-Vertrags bietet Ihnen langfristig planbare Kosten und gewährleistet die maximale Verfügbarkeit Ihres Systems.