Druckguss-Dienstleistungen

Warmkammer- und Kaltkammer-Druckguss unterscheiden sich darin, wie das flüssige Metall in die Form gelangt und welche Legierungen jeweils verarbeitet werden können.

Heißkammer-Maschinen halten die Legierung in einem in die Presse integrierten Tiegel geschmolzen. Ein in die Schmelze eingetauchter Hals (Gooseneck) spritzt pro Zyklus Metall in die Form. Das ermöglicht kurze Zyklen von 10 bis 30 Sekunden, beschränkt das Verfahren aber auf niedrig schmelzende Legierungen, die den Stahlhals nicht korrodieren. Zink, Zamak und bestimmte Magnesiumlegierungen werden auf Heißkammer-Maschinen gegossen.

Kaltkammer-Maschinen schmelzen die Legierung in einem separaten Ofen. Pro Zyklus füllt ein Bediener oder Roboter einen Schuss Metall in die kalte Schusshülse, der dann mit Drücken von 70 bis 175 MPa in die Form gedrückt wird. Der zusätzliche Transferschritt verlängert die Zykluszeiten (30 bis 90 Sekunden), ermöglicht aber höher schmelzende Legierungen wie Aluminium und Messing, die einen Heißkammer-Hals angreifen würden.

Aluminium-Druckguss erfolgt immer im Kaltkammerverfahren. Zink und Magnesium können je nach Bauteilgröße und Stückzahl in beiden Verfahren verarbeitet werden.

Ja. Die meisten Druckgussteile benötigen mindestens eine Nachbearbeitung, bevor sie versendet werden.

CNC-Bearbeitung ist der häufigste Schritt nach dem Gießen. Merkmale wie Gewindebohrungen, Dichtflächen und Lagerbohrungen halten nach der Bearbeitung ±0,02 mm, verglichen mit ±0,05 mm bei unbearbeiteten Gussmerkmalen. Bearbeitungsbezugspunkte sollten beim Werkzeugdesign in das Teil eingegossen werden.

Beschichten und Lackieren werden für Korrosionsschutz und Aussehen aufgebracht. Pulverbeschichtung, Eloxieren (nur Aluminium), Chromatierung, Verchromung und Nasslackierung sind alle im Haus verfügbar. Pulverbeschichtung bietet 500 bis 1.000 Stunden Salzsprühnebelbeständigkeit auf Aluminium.

Vakuumimprägnierung ist für druckdichte Gussteile in Hydraulik, Pneumatik und Fluidtechnik verfügbar. Dieses Verfahren füllt Mikroporosität mit einem Dichtmittel, das im Bauteil ausgehärtet wird.

Entscheiden Sie über die Oberflächenanforderungen während der DFM-Analyse. Einige Oberflächen benötigen spezielle Aufnahmepunkte oder nicht-kosmetische Zeugenflächen, die günstiger in das Werkzeug einzuplanen als später hinzuzufügen sind.

Druckgusslegierungen fallen in vier Hauptfamilien: Aluminium, Zink, Magnesium und Kupferbasis.

Aluminiumlegierungen machen den Großteil der Druckgussproduktion aus. A380 ist das Arbeitstier für allgemeine Teile. A356 und A357 sind wärmebehandelbar für strukturelle Anwendungen. ADC12 ist das japanische Äquivalent, das in der Automobilindustrie weit verbreitet ist. A413 ist eine Fließgusslegierung für dünne Wände.

Zinklegierungen umfassen Zamak 3, Zamak 5 und Zamak 7 für allgemeine Präzisionsteile sowie die ZA-Serie (ZA-8, ZA-12, ZA-27), wenn höhere Zugfestigkeit oder Lager-Verschleißfestigkeit erforderlich ist.

Magnesium AZ91D ist das gängigste Druckguss-Magnesium. AM60B und AM50A bieten verbesserte Duktilität für schlagbeanspruchte Teile wie Lenkradarmaturen.

Kupferbasierte Legierungen (Messing C85400, Aluminiumbronze C95400) werden in der Regel im Schwerkraftguss statt im Druckguss gefertigt und für Sanitärarmaturen, Marine-Hardware und dekorative Architekturteile spezifiziert.

Die Legierungsauswahl sollte der mechanischen Belastung des Bauteils, der Einsatzumgebung, den Oberflächenanforderungen und der Zielstückzahl entsprechen. Unsere DFM-Analyse kann vor Beginn der Werkzeugkonstruktion die beste Legierung für Ihre Anwendung empfehlen.

Wir gießen Teile von 10 g bis 15 kg im Gusszustand, auf Maschinen mit 80 bis 3.000 Tonnen Schließkraft.

Kleine Teile unter 100 g, wie Steckergehäuse und Präzisionsbeschläge, laufen auf Warmkammer-Zinkdruckgussmaschinen (80 bis 250 t). Die Zykluszeiten liegen bei etwa 20 Sekunden, was diese Maschinen zum Kostensieger für kleine Teile in hohen Stückzahlen macht.

Mittlere Teile von 100 g bis 5 kg, darunter Automobilhalter, Gerätegehäuse und Elektronikgehäuse, laufen auf 400 bis 1.200 t Kaltkammer-Aluminiumpressen. Hier liegt der Großteil der Serienprogramme.

Große Strukturgussteile von 5 kg bis 15 kg, wie Getriebegehäuse und EV-Batteriekomponenten, laufen auf Kaltkammer-Maschinen mit 1.600 bis 3.000 Tonnen. Ab 10 kg werden Wandstärke und Legierungsauswahl zu den limitierenden Faktoren.

Die Wandstärke bestimmt den Tonnagebedarf. Dünne Wände erfordern höhere Füllgeschwindigkeiten und Drücke, daher muss die Presse über eine ausreichende Kapazität der projizierten Fläche verfügen. Geben Sie Größe, Gewicht und Wandstärke frühzeitig an, damit wir bei der Angebotserstellung die passende Maschine auswählen können.

Fünf Konstruktionsentscheidungen bestimmen Gießbarkeit, Werkzeugstandzeit und Stückkosten stärker als alles andere.

Die Wandstärke sollte über das gesamte Bauteil gleichmäßig sein. Für die meisten Aluminiumguss-Teile sind 1,5 bis 3 mm anzustreben, für Zink 0,8 bis 2 mm. Ungleichmäßige Wandstärken führen zu unterschiedlicher Erstarrung, was Schrumpfungsporosität und innere Lunker zur Folge hat.

Entformungsschrägen sind für das Auswerfen erforderlich. Mindestens 1 Grad für Zink, 1,5 Grad für Aluminium und 2 bis 3 Grad für tiefe Kerne oder komplexe Geometrien. Unzureichende Entformungsschräge erhöht die Auswerfkraft und verkürzt die Werkzeugstandzeit.

Verrundungen und Radien bauen Spannungsspitzen an Ecken ab. Minimaler Innenradius 0,5 mm für Zink und 1 mm für Aluminium. Scharfe Innenecken verursachen Hot Spots beim Erstarren und Rissbildung unter Last.

Die Platzierung der Trennebene bestimmt, wo Grat entsteht und welche Oberflächen kosmetische Finishs tragen können. Legen Sie die Trennebene auf nicht funktionale Oberflächen und fern von Dichtflächen oder kosmetischen A-Oberflächen.

Anguss- und Verteilerkanaldesign bestimmen, wie das flüssige Metall die Form füllt. Diese werden beim Werkzeugdesign ausgelegt, nicht vom Teilekonstrukteur, aber die Bauteilgeometrie beeinflusst, wie viele Angüsse nötig sind und wo sie platziert werden können.

Unsere DFM-Analyse deckt alle fünf dieser Punkte ab, bevor der Werkzeugschnitt beginnt.

Die Maßhaltigkeit beim Druckguss hängt von der Lage der Merkmale, der Legierung und davon ab, ob das Teil nachbearbeitet wird.

Gussrohteile auf derselben Seite der Trennebene halten ±0,10 mm bei Maßen bis 25 mm und ±0,1 mm bei größeren Maßen bis 150 mm. Dies sind die engsten Gusstoleranzen, die Sie ohne Bearbeitung erwarten können.

Maße über die Trennebene, die die Formtrennlinie überspannen, addieren die Trennebenentoleranz zur Grundtoleranz. Rechnen Sie mit ±0,15 mm bei Maßen über die Trennebene. Formpassung und Gratzugabe tragen beide dazu bei.

Bearbeitete Merkmale ersetzen Gusstoleranzen durch Bearbeitungstoleranzen: ±0,10 mm auf Durchmessern, ±0,10 mm auf Längen und Oberflächengüte bis Ra 0,8 Mikrometer. Merkmale, die enge Passungen, Dichtflächen oder Gewindebohrungen benötigen, sollten immer bearbeitet werden.

Direkt in ein Druckgussteil gegossene Gewinde sind selten. Verwenden Sie gewindeformende Einsätze, schneiden Sie die Gewinde nach dem Gießen oder konstruieren Sie für selbstschneidende Schrauben. Direkt gegossene Gewinde sind nur bei Zink und nur dort sinnvoll, wo eine Passung der Klasse 2B akzeptabel ist.

Kennzeichnen Sie kritische Maße in Ihrer Zeichnung, damit sie vor dem Werkzeugschnitt auf Gießbarkeit oder Bearbeitungszugabe geprüft werden können. Eine Überbestimmung jedes Maßes treibt die Werkzeugkosten in die Höhe, ohne die Bauteilleistung zu verbessern.

Druckgussteile durchlaufen in der Regel sieben Prozessstufen zwischen Konstruktion und Versand.

1. Werkzeugkonstruktion und -bau: H13- oder SKD61-Werkzeugstahlmatrizen mit Kühlkanälen, Auswerfern und Schiebern. Einzelkavität für Prototypen und Kleinserien, Mehrfachkavität für die Serienfertigung.

2. Heißkammerguss: Zink- und Magnesiumteile bis etwa 2 kg. Zykluszeiten um 20 Sekunden. Niedrigste Stückkosten für kleine Präzisionsteile in hoher Stückzahl.

3. Kaltkammer-Druckguss: Aluminium, Messing und höher schmelzende Legierungen. Zykluszeiten 30 bis 90 Sekunden. Erforderlich für die meisten Automobil- und Industrie-Druckgussteile.

4. Entgraten und Trimmen: Hydraulische Schnittwerkzeuge entfernen Anguss und Verteilerkanäle. Vibrationsentgraten entfernt Trennlinien-Grat. Manuelles Entgraten für komplexe Geometrien.

5. CNC-Bearbeitung: Fräsen und Drehen für Gewinde, Dichtflächen und eng tolerierte Merkmale. Integriert mit Gießen im selben Laufzettel und Qualitätssystem.

6. Oberflächenbehandlung: Pulverbeschichtung, Eloxieren (Aluminium), Chromatierung, Elektroplattierung und Nasslackierung. Wird im Haus unter demselben Qualitätssystem wie das Gießen durchgeführt.

7. Prüfung und Tests: CMM-Maßprüfung, Röntgenprüfung auf innere Porosität bei kritischen Teilen, spektrographische Legierungsverifizierung und mechanische Prüfungen (Zugfestigkeit, Härte, Salzsprühnebel), wo spezifiziert.

Ein Full-Service-Druckgusspartner vereint diese sieben Stufen unter einem Dach, was den Koordinationsaufwand für die Verwaltung separater Werkzeugbaubetriebe, Gießereien, Zerspanungsbetriebe und Galvaniken eliminiert.