Cast and Die: Ein umfassender Leitfaden 

Gießen und Druckguss sind zwei wichtige Fertigungsverfahren, die für die Herstellung von Metallteilen mit der gewünschten Präzision, Haltbarkeit und Effizienz unerlässlich sind. Beim Gießen wird geschmolzenes Material in eine Form gegeben, die dann abkühlt und erstarrt. Sandguss, Feinguss und Kokillenguss sind einige Arten des Gießens. Druckguss ist jedoch ein spezielles Gussverfahren, bei dem geschmolzenes Metall unter hohem Druck mit hoher Präzision und guter Oberflächengüte in einen Formhohlraum gespritzt wird. In der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Elektronik- und verwandten Industriezweigen, in denen leichte, stabile und korrosionsbeständige Teile benötigt werden, ist das Druckgießen weit verbreitet. Im Laufe der Zeit wurden verschiedene Varianten des Druckgusses entwickelt, um den unterschiedlichen Anforderungen der Industrie gerecht zu werden. Beim Schwerkraftdruckguss (GDC) wird die Schwerkraft zum Füllen der Form genutzt, während beim Niederdruckguss (LPDC) Turbulenzen ausgeschaltet werden, um eine höhere Qualität der Materialintegrität zu erreichen. Durch den extremen Druck, der beim Squeeze Die Casting angewendet wird, entstehen hochfeste, porositätsfreie Teile, und beim Vacuum Die Casting werden Lufteinschlüsse eliminiert, um ein fehlerfreies Bauteil zu erhalten. Darüber hinaus wird beim Semi-Solid-Druckguss (Rheocasting) teilweise erstarrtes Metall verwendet, um die mechanischen Eigenschaften und die Präzision zu verbessern.Der allgemeine Begriff Guss in der Fertigung bezieht sich auf die Formgebung von Metall, indem man es in eine Form füllt und erstarren lässt. Diese Methode wird üblicherweise beim Sandguss, Feinguss und Kokillenguss verwendet. Die Kokille beim Druckguss ist die Metallform, die beim Druckgussverfahren verwendet wird, während die Matrize beim Druckgussverfahren die Metallform bezeichnet, die an der Kokillenfläche befestigt ist. In der Regel werden gehärtete Stahlformen hergestellt, die für die Massenproduktion ausgelegt sind.

Dieser Artikel befasst sich mit den Konzepten des Gießens und des Druckgusses, den Unterschieden zwischen diesen beiden Konzepten und auch mit den jeweiligen Arten, den möglichen Anwendungen sowie den Vor- und Nachteilen, die mit diesem Verfahren verbunden sind.

1. Was ist Casting?

Gießen ist ein industrielles Verfahren, bei dem ein flüssiges Material in eine Form gepresst wird, wo es erstarrt. Bei der Flüssigkeit kann es sich grundsätzlich um jedes Metall, jeden Kunststoff oder ein anderes schmelzbares Material handeln. Nach dem Aushärten nimmt das Material eine Form an, die dem Hohlraum der Form entspricht. In den vergangenen Jahrtausenden wurden mit dieser Technik Werkzeuge, Waffen und komplizierte Skulpturen hergestellt.

Der Casting-Prozess

Mehrere dieser Schritte spielen eine wesentliche Rolle bei der Beschaffenheit des Gießverfahrens für ein Metall- oder Kunststoffteil.

• 1. Es wird ein Modell des Endprodukts aus Holz, Kunststoff oder Metall angefertigt. Anhand dieses Modells werden Form und Abmessungen des Formhohlraums festgelegt.
• 2. Bei der Formvorbereitung wird der Formhohlraum entsprechend dem Modell gestaltet. Das Gießverfahren bestimmt, ob die Form aus Sand, Metall oder Keramik hergestellt wird. Entlüftungs- und Anschnittsysteme, die einen reibungslosen Fluss des geschmolzenen Materials ermöglichen, werden ordnungsgemäß eingebaut.
• 3. Dieses Schmelzen des Rohmaterials, in der Regel Metall oder Kunststoff, bei einer hohen Temperatur in einem Schmelzofen. Die Temperatur ist je nach Art des verwendeten Materials unterschiedlich.
• 4. Das geschmolzene Material wird sorgfältig und in der richtigen Menge in den Formhohlraum gegossen, um Fehler zu vermeiden, da das Gießen gleichmäßig erfolgt. Dabei können manuelle oder automatische Gießsysteme zum Einsatz kommen.
• 5. Erstarrung - Das Material kühlt ab und erstarrt in der Form, wobei es die Form des Hohlraums bildet. Es ist bekannt, dass die Abkühlgeschwindigkeit die endgültigen Eigenschaften des Gusserzeugnisses beeinflusst.
• 6. Nach der Erstarrung wird das Gussteil aus der Form genommen, überschüssiges Material wie Anschnitte, Angüsse oder Grate werden abgeschnitten, und dann wird die Baugruppe entformt und nachbearbeitet. Später können sie zusätzlichen Endbearbeitungsprozessen wie Schleifen, Polieren oder Wärmebehandlung unterzogen werden, um das Aussehen und die mechanischen Eigenschaften des Endprodukts zu verbessern.

Mit diesem strukturierten Ansatz wird das Gießen mit mehr Zuverlässigkeit und Qualität durchgeführt.

2. Was ist Druckgießen? 

Dies bedeutet "Formen", daher der Name des Druckgussverfahrens, bei dem geschmolzenes Metall unter hohem Druck in einen Formhohlraum gepresst wird. Es eignet sich am besten für die Herstellung großer Mengen komplexer und maßgenauer Teile.

Das Druckgussverfahren

Druckguss ist ein Herstellungsverfahren, bei dem Metallteile unter hohem Druck in die Form des Hohlraums einer Druckgussform gebracht werden, wobei hohe Präzision und genaue Maßhaltigkeit sowie Oberflächengüte erforderlich sind. Dies ist eine Folge der unten aufgeführten Schritte:

• 1. Einspritzen von geschmolzenem Metall - Unter hohem Druck von 1.500 bis 25.000 psi wird geschmolzenes Metall (wie Aluminium, Zink oder Magnesium) in eine Stahlform (Matrize) eingespritzt, die das ausgewählte Metall in einem Ofen schmilzt. Dadurch wird jedes Detail der Form mit dem geschmolzenen Metall ausgefüllt.
• 2. Form oder Gesenk - Das geschmolzene Metall kühlt wirklich ab und erstarrt in der Form, was zu einem starken und präzisen Teil führt. Die mechanischen Eigenschaften des Endprodukts hängen von der Abkühlgeschwindigkeit ab.
• 3. Auswerfen und Beschneiden - Nach dem Erstarren wird das Gussteil durch Auswerferstifte aus der Form ausgeworfen. Das überschüssige Material, einschließlich der Grate, Angüsse und Anschnitte, wird auf die gewünschte Form getrimmt.
• 4. Oberflächenveredelung - Je nach Anwendung muss das Gussteil möglicherweise weiterveredelt werden. Nizza-Schleifen, Polieren, Lackieren, Eloxieren oder Pulverbeschichten verbessern das Aussehen, die Haltbarkeit und die Korrosionsbeständigkeit.

Dieses Verfahren führt zu hochfesten, leichten, komplexen Teilen mit geringer Nachbearbeitung. Zu den gängigsten Werkstoffen, die im Druckgussverfahren bearbeitet werden, gehören Nichteisenmetalle wie Aluminium, Zink und Magnesium.

Arten von Gießverfahren 

Es gibt verschiedene Arten des Gießens, je nach der Art des verwendeten Verfahrens

1 Sandguss

• Es ist eines der vielseitigsten und wirtschaftlichsten Gießverfahren mit Sandformen.
• Häufig in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Kunstindustrie.

2 Feinguss

• Dieses Verfahren, das auch als Wachsausschmelzverfahren bekannt ist, ermöglicht die Herstellung hochdetaillierter und komplexer Teile.
• Zur Verwendung als Schmuck, medizinische Implantate und Komponenten für die Luft- und Raumfahrt.

3 Zentrifugalguss

• Dabei wird eine Form gedreht, um das geschmolzene Metall gründlich zu integrieren.
• Wird üblicherweise zur Herstellung von Rohren, Zylindern und Ringen verwendet.

4 Dauerformgießen

• Verringert die Abfallmenge und reduziert den Einsatz von Formen durch Wiederverwendung.
• Sie ist ideal für die wiederholte Herstellung hochwertiger Metallteile.

Arten des Druckgießens

Es gibt hauptsächlich zwei Arten des Druckgusses:

1. Warmkammer-Druckguss

• Wird für Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt wie Zink und Magnesium verwendet.
• Schnellerer Prozess mit höheren Produktionsraten.

2. Kaltkammer-Druckguß

• Es wird für Metalle mit hohem Schmelzpunkt wie Aluminium und Messing verwendet.
• Verlangsamt die Schmelz- und Einspritzvorgänge und ist gleichzeitig für langlebige Teile geeignet.

5. Unterschiede zwischen Gießen und Druckgießen

Anwendungen des Gießens und Druckgießens 

Guss und Druckguss spielen in verschiedenen Branchen eine große Rolle und sind kostengünstig, da sie die Herstellung komplexer Metallteile mit hervorragender Präzision ermöglichen.

• In der Automobilindustrie werden Motorblöcke, Getriebegehäuse, Radnaben, Bremsteile und Aufhängungsteile hergestellt. Bei leichten Aluminiumteilen ist der Druckguss besonders beliebt, da er eine höhere Kraftstoffeffizienz ermöglicht.
• Luft- und Raumfahrt: Komponenten für die Luft- und Raumfahrt wie Turbinenschaufeln, strukturelle Flugzeugkomponenten, Gehäuse und Fahrwerkskomponenten werden gegossen, um langlebig und stabil zu sein und gleichzeitig leicht zu sein.
• In der Elektronik sind Guss und Druckguss unverzichtbar, da Gehäuse und Druckgusskomponenten wie Kühlkörper, Steckverbinder und Abschirmvorrichtungen benötigt werden, um Wärme abzuleiten und empfindliche elektronische Schaltungen zu schützen.
• Bauwesen - Rohre, Fittings, Halterungen, Ventile und Geländer für den Bau von Gebäuden, Brücken usw., die strukturelle Stabilität und Langlebigkeit gewährleisten.
• Medizinische Geräte - Präzisionsgussteile finden im medizinischen Bereich breite Verwendung für chirurgische Instrumente, Gehäuse von bildgebenden Geräten, orthopädische Implantate usw.
• Industriemaschinen - Gussteile werden benötigt, um die Festigkeit und Verschleißfestigkeit von Getrieben, Pumpen und anderen hochbelasteten Maschinenteilen zu gewährleisten, die unter rauen Bedingungen arbeiten. 

Die Anwendung von Guss und Druckguss ist weit verbreitet und daher unverzichtbare Bestandteile der modernen Fertigungsindustrie.

Varianten des Druckgießens

Eines der beliebtesten Herstellungsverfahren ist der Druckguss, bei dem geschmolzenes Metall in eine Form gelangt, um Bauteile mit komplexen und vorgeschriebenen Eigenschaften herzustellen. Im Laufe der Zeit wurden verschiedene Varianten des Druckgießens entwickelt, um den Werkstoffen, den Produktionsanforderungen und den Qualitätsstandards gerecht zu werden. Jedes Verfahren hat seine Vorteile und eignet sich mehr oder weniger gut für verschiedene Anwendungsbereiche. Im Folgenden werden die wichtigsten Varianten des Druckgusses mit ihren jeweiligen Verfahren und Vorteilen vorgestellt.

Schwerkraftkokillenguss (GDC) 

Übersicht

Beim Schwerkraftkokillenguss (GDC) wird geschmolzenes Metall ohne hohen Druck in eine Form gegossen. Stattdessen wird das Metall durch die Schwerkraft dazu gebracht, den Hohlraum zu füllen und sich wie von selbst zu organisieren. Dieses Verfahren wird bevorzugt für Legierungen mit niedrigerem Schmelzpunkt eingesetzt und wird häufig verwendet, wenn ein kontrollierterer Erstarrungsprozess gewünscht wird.

Wesentliche Merkmale

• Es ist effizienter als Sandguss, da es wiederverwendbare Formen verwendet.
• Langsamer als Druckguss, aber das Teil ist aufgrund der dichteren Form fester.
• Begrenzt auf bestimmte Legierungen, wie Aluminium und Magnesium.

Gemeinsame Anwendungen

• Automobilteile (Zylinderköpfe, Motorteile).
• Rohrleitungsarmaturen und Ventilkörper.
• Industriemaschinen und Konstruktionsteile.

Niederdruckgießen (LPDC)

Übersicht

Beim Niederdruckguss (LPDC) wird das geschmolzene Metall unter niedrigem Druck in der Größenordnung von 0,1 bis 1 MPa in die Form gepresst. Durch diese kontrollierte Füllung werden Turbulenzen minimiert und der Fluss wird gleichmäßiger, wodurch Defekte wie Lufteinschlüsse und Einschlüsse auf ein Minimum reduziert werden.

Wesentliche Merkmale

• Bessere Materialintegrität durch geringere Turbulenzen.
• Die Option eignet sich für große, komplexe Teile, die eine hohe strukturelle Festigkeit erfordern.
• Sie ist verlässlich (gleichbleibende Qualität), wenn es sich um eine Massenproduktion handelt.

Gemeinsame Anwendungen

• Aluminiumräder für Kraftfahrzeuge.
• Strukturteile von Flugzeugen.
• Hitzebeständige Bauteile in Industriemaschinen.

Squeeze-Druckguss

Übersicht

Beim Squeezedie-Gießverfahren wird hoher Druck auf das geschmolzene Metall im Inneren des Formhohlraums ausgeübt. Da die angewandte Kraft mehr als 20.000 psi (Pfund pro Quadratzoll) beträgt, füllt das Metall selbst die feinsten Details der Form aus und beseitigt Porosität.

Wesentliche Merkmale

• Erzeugt extrem dichte und feste Teile.
• Verringert die Porosität und sorgt für bessere mechanische Eigenschaften.
• Anwendbar bei hochfesten Anwendungen, bei denen es auf Haltbarkeit ankommt.

Gemeinsame Anwendungen

• Aufhängungselemente für Kraftfahrzeuge.
• Hochleistungsteile für die Luft- und Raumfahrt.
• Industrielle Schwerlastwerkzeuge und -ausrüstung.

Vakuum-Druckgießen

Übersicht

Beim Vakuumdruckguss werden eingeschlossene Luft und Gase vor und während des Gießvorgangs aus dem Formhohlraum evakuiert. Diese Methode wird durch die Erzeugung eines Vakuums umgesetzt und führt zu einer erheblichen Verringerung der Porosität, die ein häufiger Fehler beim Standarddruckguss ist. Das Ergebnis ist ein präziseres, stabileres und fehlerfreies Gussteil.

Wesentliche Merkmale

• Verbessert die mechanischen Eigenschaften des Endprodukts.
• Es minimiert den Lufteinschluss und ist daher für dünnwandige und hochpräzise Teile geeignet.
• Verbessert die Gesamtqualität des Gusses und verringert den Nachbearbeitungsaufwand.

Gemeinsame Anwendungen

• Schweißen der Strukturteile von Kraftfahrzeugen, um die Haltbarkeit des Leichtbaus zu gewährleisten.
• Komponenten für medizinische Geräte mit hoher Präzision.
• Die Integrität von Luft- und Raumfahrtteilen.

Semi-solid Druckguss (Rheocasting)

Übersicht

Beim Rheocasting oder Semi-Solid-Druckguss wird nicht vollständig flüssiges, sondern teilweise erstarrtes Metall verwendet. Dadurch bleibt das Metall in einem halbflüssigen oder aufgeschlämmten Zustand, wodurch es reibungslos in die Form fließt und Turbulenzen und Porosität verringert werden.

Wesentliche Merkmale

• Produziert Bauteile mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften.
• Verringert Schrumpfungsfehler und Porosität.
• Ideal für komplexe, hochpräzise Teile.

Gemeinsame Anwendungen

• Alle Automobilteile, die eine hohe Festigkeit und leichte Eigenschaften erfordern.
• Elektronische Gehäuse mit feinen Details.
• Für Industriemaschinen mit verschleißanfälligen Komponenten.

Gängige Metalle beim Druckgießen

Das Herstellungsverfahren, bei dem geschmolzenes Metall unter hohem Druck in eine Form gespritzt wird, heißt Druckguss. Das bei diesem Verfahren gewählte Metall ist ebenfalls entscheidend für die Festigkeit und Haltbarkeit des Endprodukts sowie für seine Anwendung. Für das Gießen können verschiedene Metalle verwendet werden, wobei Nichteisenmetalle (oder eisenfreie Metalle) am häufigsten verwendet werden, da sie einen niedrigeren Schmelzpunkt haben und besser gießbar sind.

Im Folgenden werden die beim Druckguss am häufigsten verwendeten Metalle mit ihren Eigenschaften und Verwendungszwecken aufgeführt.

1. Aluminium 

Unter den Metallen, die in Druckguss, Aluminium ist jedoch der am häufigsten verwendete Werkstoff und bietet die ideale Kombination aus hoher Festigkeit, geringem Gewicht und Korrosionsbeständigkeit. Mit seiner relativ geringen Dichte ist es ein guter Kandidat für den Einsatz in Branchen, in denen Bauteile mit geringer Dichte und hoher Festigkeit benötigt werden.

Vorteile von Aluminium im Druckguss

• Es ist leicht und stabil, da es in der Automobil- und Luftfahrtindustrie zur Gewichtsreduzierung eingesetzt wird.
• Korrosionsbeständig - Geeignet für Anwendungen im Freien und auf See.
• Gute thermische und elektrische Leitfähigkeit - Verwendung in elektronischen Gehäusen und Kühlkörpern.

Gängige Anwendungen von Aluminium-Druckgussteilen

• Motorblöcke, Getriebegehäuse, Räder usw. (Kfz-Teile).
• Bauteile für die Luft- und Raumfahrt (Flugzeugrahmen, Halterungen).
• Unterhaltungselektronik (Smartphone-Gehäuse, Laptop-Gehäuse).

Aluminium wird wegen seines hohen Schmelzpunktes in der Regel im Kaltkammerdruckgussverfahren gegossen.

2. Zink

Ein weiteres beliebtes Druckgussmetall ist Zink, das für seine hohe Präzision, Festigkeit und leichte Gießbarkeit bekannt ist. Allerdings ist der Schmelzpunkt von Zink im Vergleich zu Aluminium niedriger, wodurch es sich gut für den Warmkammer-Druckguss eignet und schnellere Produktionszyklen ermöglicht.

Vorteile von Zink im Druckguss

• Hohe Festigkeit und Haltbarkeit - Ideal für mechanische Komponenten.
• Niedriger Schmelzpunkt - Ermöglicht eine schnellere Produktion und eine längere Lebensdauer der Form.
• Gute Oberflächengüte - Reduziert die Notwendigkeit einer umfangreichen Nachbearbeitung.

Häufige Anwendungen von Zinkdruckgussstücken

• Kleine mechanische Bauteile (Zahnräder, Verschlüsse, Scharniere).
• Elektrische und elektronische Steckverbinder.
• Enthält zusätzliche Komponenten wie Kfz-Teile (Halterungen, Griffe, Türschlösser).

Außerdem ist Zink billiger als Aluminium und wird daher bei der Herstellung von Kleinteilen bevorzugt.

3. Magnesium

Als Strukturmetall für den Druckguss ist Magnesium das leichteste Metall, das verwendet wird, und bietet ein außergewöhnliches Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Es wiegt etwa 30% weniger als Aluminium, was es zu einer guten Option für Anwendungen macht, die eine Gewichtsreduzierung erfordern.

Vorteile von Magnesium im Druckguss

• Extrem leicht - Ideal für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt und in der Automobilindustrie.
• Gute Festigkeit und Schlagzähigkeit - Kann mechanischen Belastungen standhalten.
• Es ist sehr leicht zu bearbeiten (Bearbeitbarkeit) als andere Metalle.

Gängige Anwendungen von Magnesium-Druckgussteilen

• Es wird in der Automobilindustrie verwendet (Lenkräder, Armaturenbrettrahmen).
• Luft- und Raumfahrtindustrie (Drohnen und Flugzeugteile).
• Unterhaltungselektronik (Laptops und Kameragehäuse).

Obwohl die pulverförmige Form von Magnesium ziemlich leicht entflammbar ist, sind druckgegossene Teile ausreichend stabil und sicher für den industriellen Einsatz.

4. Kupfer und Kupferlegierungen (Messing und Bronze) 

Es hat eine hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit, weshalb Kupfer und seine Legierungen (Messing, Bronze) für Elektro- und Sanitäranwendungen verwendet werden. Sie sind zwar teurer und schwerer als Zink und Aluminium, haben aber eine höhere Korrosions- und Verschleißbeständigkeit.

Vorteile von Kupfer und seinen Legierungen beim Druckguss

• Hervorragende elektrische Leitfähigkeit - Verwendung in elektronischen und elektrischen Bauteilen.
• Es ist korrosionsbeständig und eignet sich gut für Sanitär- und Schiffsanwendungen.
• Hervorragende Verschleißfestigkeit - Gewährleistet eine längere Lebensdauer der Teile.

Häufige Anwendungen von Druckgussteilen aus Kupfer und Kupferlegierungen

• Elektrische Steckverbinder und Klemmen.
• Sanitärarmaturen und Ventile.
• Komponenten für Industriemaschinen.

Auch wenn Kupfer im Druckguss in der Regel nicht so häufig verwendet wird wie Aluminium oder Zink, ist es für solche Spezialanwendungen, bei denen es auf hohe Haltbarkeit und Leitfähigkeit ankommt, dennoch unverzichtbar.

5. Auch Blei und Zinn (heute nicht mehr so häufig)

Für spezielle Anwendungen war der Druckguss von Blei und Zinn wegen ihres niedrigen Schmelzpunkts und ihrer hervorragenden Korrosionsbeständigkeit früher weit verbreitet. Dennoch ist ihre Verwendung in den letzten Jahren aus Gesundheits- und Umweltgründen drastisch zurückgegangen.

Vorteile von Blei und Zinn beim Druckgießen (historisch)

• Die Korrosionsbeständigkeit ist gut - es wird in Rohrleitungen und Batteriekomponenten verwendet.
• Weich und verformbar - Geeignet für Anwendungen mit geringer Belastung.
• Sie haben eine hohe Dichte, weshalb sie zur Strahlenabschirmung und Schalldämmung eingesetzt werden.

Allgemeine Anwendungen von Blei- und Zinndruckguss (jetzt begrenzt)

• Batterieklemmen.
• Lager und Weichlötteile.
• Abschirmende Komponenten im Strahlenschutz.

Da die Umweltvorschriften immer strenger werden, sind die Hersteller gezwungen, sicherere Materialien wie Aluminium, Zink und Magnesium zu verwenden. 

Vorteile und Benachteiligungen

Vorteile des Gießens

• Niedriger Produktionspreis - Gießen ist eine kosteneffiziente Herstellungsmethode, insbesondere für kleine Produktionsserien, da im Vergleich zu anderen Herstellungsverfahren nur wenige Werkzeuge benötigt werden.
• Große oder komplexe Formen - Durch Gießen können Formen hergestellt werden, die auf einer Drehbank oder durch maschinelle Bearbeitung nur schwer zu bewältigen oder zu groß sind.
• Gießt eine Vielzahl von Materialien - mit Eisen, Stahl, Aluminium, Bronze usw.
• Effiziente Materialnutzung - Beim Gießen wird kein Material verschwendet, da das geschmolzene Metall direkt in die Formen gegossen wird und nur wenig überschüssiges Material verloren geht.
• Geeignet für die Massenproduktion - Ist die Form erst einmal hergestellt, können viele gleiche Teile relativ einfach produziert werden.

Nachteile des Gießens

• Weniger präzise als Druckguss. Herkömmliche Gießverfahren neigen zu Oberflächenfehlern und Maßabweichungen, die noch bearbeitet werden müssen.
• Die längeren Abkühlzeiten sowie der Abkühl- und Erstarrungsprozess können die Gesamteffizienz der Produktion beeinträchtigen.
• Mehr Nacharbeit erforderlich - Gussteile haben eine raue Oberfläche oder überschüssiges Material (Grat), das durch Bearbeitung wie Schleifen und Polieren entfernt werden muss.
• Probleme mit der Porosität - Dies könnte ein Problem mit Lufteinschlüssen oder Hohlräumen sein, die während des Gießens entstehen und Schwächen in der strukturellen Integrität verursachen.
• Formenverschleiß - Bei der Verwendung von wiederverwendbaren Formen kommt es im Laufe der Zeit zu einem Abbau dieser Formen und zu einer Zunahme der Wandstärke der Teile, was zu Produktionsfehlern und erhöhten Wartungskosten führt.

Vorteile des Druckgusses

• Der Druckguss ermöglicht sowohl Hochgeschwindigkeitsproduktionen, die sich für Großserien eignen, als auch die Produktion von Kleinserien.
• Erzeugt starke, präzise dimensionierte Teile - Durch das Hochdruck-Spritzgussverfahren entstehen gleichmäßige Teile mit engen Toleranzen und einer guten Qualität, die weitere Anpassungen minimiert.
• Kein großer Nachbearbeitungsaufwand - Druckgussteile haben in der Regel glatte Oberflächen und saubere Details, die nicht nachbearbeitet werden müssen.
• Der Druckguss zeichnet sich durch eine hervorragende Wiederholbarkeit aus und ermöglicht eine gleichmäßige Produktion in zahlreichen Produktionszyklen, weshalb er ein bevorzugtes Verfahren für die Massenproduktion ist.
• Gute Oberflächenbeschaffenheit - Es erfordert keine Nachbearbeitung, was es sehr geeignet für die Herstellung von Produkten macht, die die Ästhetik berücksichtigen.

Nachteile des Druckgießens

• Höhere Anfangskosten (Formen sind teuer) - Der Entwurf und die Herstellung von Druckgussformen können teuer sein und sind daher nicht wirtschaftlich, wenn die Produktion in kleinem Maßstab erfolgt.
•  Nicht geeignet für Eisenmetalle - Druckguss ist auf Aluminium, Zink und Magnesium eingefroren, was die Auswahl an möglichen Materialien einschränkt.
• Nicht für große oder dicke Teile geeignet - Dünnwandige Bauteile sind für das Druckgießen besser geeignet als massive oder dickwandige. Druckguss erfordert einen schnellen Abkühlungsprozess.
• Porosität - Es ist möglich, dass sich das Produkt während des Spritzgießens mit Luft gefüllt hat, was zu Porosität führt, die das Endprodukt schwach macht.
• Geringere Flexibilität bei Konstruktionsänderungen - Nach der Herstellung einer Gussform sind Konstruktionsänderungen an Gussstücken im Vergleich zu anderen Gussverfahren kostspielig und zeitaufwändig.

8. Zukunft des Gießens und Druckgusses 

Die Zukunft des Gießens und Druckgießens ist aufgrund von Automatisierung und 3D-Druck vielversprechend (zumindest in Kürze). Einige wichtige Trends sind:

• Umweltfreundliche Materialien - Nachhaltige und recycelbare Legierungen.
• Smart Manufacturing - KI-gesteuerte Automatisierung für mehr Effizienz.
• Integration der additiven Fertigung in Form von hybriden Verfahren aus Gießen und 3D-Druck.

In der modernen Industrie werden diese Innovationen die Produktivität erhöhen, die Verschwendung verringern und die Produktionskosten senken, wodurch die Produktionsprozesse noch unverzichtbarer werden.

Schlussfolgerung

Der Herstellungsprozess von hochwertigen Metallteilen ist nach wie vor eines der wichtigsten Verfahren in der Fertigung verschiedener Branchen. Für den Druckguss gibt es zahlreiche Varianten, die jeweils unterschiedliche Vorteile für bestimmte Anwendungen bieten. Starke und dichte Teile werden mit dem Schwerkraftdruckguss hergestellt; Teile mit guter Struktur und minimalen Defekten mit dem Niederdruckdruckguss. Squeeze Die Casting zeichnet sich durch hohe Festigkeit und Haltbarkeit aus, während beim Vacuum Die Casting die Porosität gering ist. Die Wahl des Druckgussverfahrens hängt von der Materialauswahl, der Komplexität des Teils, dem Teilevolumen und der Art der gewünschten mechanischen Eigenschaften ab. Das Verfahren wird durch neue Entwicklungen in den Bereichen Automatisierung, Legierungsentwicklung und Feinmechanik immer weiter verfeinert, so dass es zunehmend effizienter, kostengünstiger und umweltfreundlicher wird.

Aufgrund der Nachfrage der Industrie nach leichteren, stärkeren und widerstandsfähigeren Komponenten wird sich die Technologie ständig weiterentwickeln. Hersteller können jedoch durch die Wahl des geeigneten Druckgussverfahrens eine schlechte Produktleistung, Abfall und Produktionsineffizienz verhindern. Um die beste Herstellungsoption zu wählen, ist es notwendig, diese Druckgussvarianten zu verstehen und die höchste Qualität, Zuverlässigkeit und Effizienz in der Produktion zu erreichen.

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

1. Wie funktioniert das Druckgießen und in welcher Form funktioniert es?

Das Metallgießen nach dem Druckgussverfahren ist ein Prozess, bei dem geschmolzenes Metall unter hohem Druck in eine Form gespritzt wird. Dies ermöglicht es den Herstellern, komplexe, hochpräzise Metallteile mit hervorragender Oberflächengüte und sehr geringer Bearbeitung herzustellen.

2. Wie viele Arten von Druckguss?

Die wichtigsten Formen des Druckgusses sind der Schwerkraftkokillenguss (GDC), der Niederdruckkokillenguss (LPDC), der Squeeze-Casting-Druckguss, der Vakuumkokillenguss und der Semi-Solid-Druckguss. Die Vor- und Nachteile der einzelnen Verfahren hängen vom jeweiligen Werkstoff und der Anwendung ab.

3. Welche Metalle werden normalerweise im Druckgussverfahren verwendet?

Aluminium, Zink, Magnesium, Kupfer und ihre Legierungen sind die am häufigsten verwendeten Metalle beim Druckguss. Das Metall wird nach Gewicht, Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Wärmeleitfähigkeit ausgewählt.

4. Warum ist Druckguss so vorteilhaft?

Hohe Produktionseffizienz, exzellente Maßgenauigkeit, minimaler Materialabfall, glatte Oberflächen und die Möglichkeit, komplexe Formen mit geringer Nachbearbeitung herzustellen.