Warmkammer-Druckgießen: Ein tiefer Einblick in ein entscheidendes Herstellungsverfahren

Das Warmkammer-Druckgussverfahren ist ein sehr effektives Herstellungsverfahren, das weit verbreitet ist, um Metallteile mit sehr hoher Präzision und einer ausgezeichneten Oberflächenbeschaffenheit herzustellen. Es eignet sich besonders für das Gießen von Metallen mit niedrigem Schmelzpunkt wie Zink, Magnesium und einigen bleihaltigen Legierungen. Es zeichnet sich dadurch aus, dass das Einspritzsystem in das geschmolzene Metall eingetaucht wird, was schnelle Zykluszeiten und eine wirtschaftliche Massenfertigung ermöglicht.

Ein ähnlicher Vergleich taucht immer wieder auf, wenn es um Gussteile aus dem Kaltkammerdruckguss und dem Warmkammerdruckguss geht. Obwohl es sich bei beiden um Varianten des Druckgusses handelt, unterscheiden sie sich in Bezug auf die Konstruktion, die Anwendungen und die Kompatibilität der verwendeten Werkstoffe sehr stark. Ein Beispiel ist der Warmkammerdruckguss, bei dem der Ofen durch eine Maschine ersetzt wurde. Dies bringt die Einschränkung mit sich, dass Metalle mit niedrigerem Schmelzpunkt verwendet werden. Umgekehrt eignen sich Kaltkammermaschinen besser für Flüssigkeiten mit hohem Schmelzpunkt wie Aluminium und Messing, da das heiße Metall nicht in direkten Kontakt mit dem Gerät kommt.

Das Warmkammer-Druckgussverfahren zeichnet sich durch minimalen Materialabfall, geringe Arbeitskosten und die Herstellung komplexer Formen mit hohen Toleranzen aus. Es ist in Branchen wie der Automobil-, Elektronik-, Sanitär- und Konsumgüterindustrie sehr beliebt. Die Entscheidung, ob das Kaltkammer- oder das Warmkammerdruckgussverfahren eingesetzt wird, hängt jedoch auch von der Art des verwendeten Materials und dem Design des Teils ab.

Der Artikel befasst sich mit den wichtigen Details der Warmkammer-Druckgießen, seine Bestandteile, Werkstoffe, Prozessbeschreibung, Einschränkungen und Gründe, warum es ein wesentlicher Prozess in der heutigen Fertigungsindustrie ist.

Was ist Warmkammer-Druckguss?

Das Warmkammer-Druckgussverfahren ist eine Metallgusstechnik, bei der das geschmolzene Metall unter hohem Druck in einen Formhohlraum eingespritzt wird. Das Besondere an diesem Verfahren ist der Ort, an dem sich der Einspritzmechanismus befindet: Er geht direkt in das geschmolzene Metall über. Die Zykluszeiten und die Produktionseffizienz sind bei diesem Verfahren hoch, insbesondere bei Metallen mit niedrigem Schmelzpunkt wie Zink, Magnesium und einigen Bleilegierungen.

Heiße Kammer. Der Name beschreibt die heiße Kammer des Systems, da der Einspritzmechanismus (ein Kolben und ein Schwanenhals) in ständigem Kontakt (gefüllt) mit dem geschmolzenen Metallbereich steht. Wenn sich der Kolben absenkt, drückt er das geschmolzene Metall durch den Schwanenhals in den Formhohlraum. Wenn das Metall aushärtet, öffnet sich die Form und das Teil wird ausgeworfen, und dieser Vorgang wird unzählige Male wiederholt.

Warmkammer-Druckgussverfahren

Das Warmkammer-Druckgussverfahren ist ein Verfahren der Hochpräzisions- und Schnellfertigungstechnologie, das bei der Herstellung von Metallteilen eingesetzt wird, bei denen die Genauigkeit des Werkzeugs sehr wichtig ist, mit einer hohen Oberflächengüte. Es eignet sich am besten für Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt; Zink, Magnesium und Blei sind Beispiele für Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt. Seine Hauptmerkmale sind kurze Zykluszeiten und eine hohe Materialeffizienz.

Das Verfahren wird bei der Herstellung einer Vielzahl von Produkten eingesetzt, die hauptsächlich in der Automobil-, Elektronik-, Haushaltsgeräte- und Eisenwarenindustrie zu finden sind, da sich mit diesem Verfahren komplizierte Enden leicht und zu einem erschwinglichen Preis pro Stück herstellen lassen. Das Warmkammer-Druckgussverfahren wird im Folgenden schrittweise beschrieben:

Heißkammer-Druckgussverfahren - Schritt-für-Schritt-Übersicht

1. Das Metall wird geschmolzen

Es beginnt mit dem Schmelzen des Metalls (in der Regel Zink oder Magnesium) in einem in die Druckgussmaschine integrierten Ofen. Das geschmolzene Metall wird in einem Metalltopf, der direkt mit der Gießmaschine verbunden ist, auf einer konstanten Temperatur gehalten. Diese ununterbrochene Wärmezufuhr sorgt für einen kontinuierlichen Gießprozess.

2. Der Prozess der Befüllung des Injektionssystems

Bei Warmkammersystemen befindet sich ein Teil des geschmolzenen Metalls mit einem Teil eines als Schwanenhals bezeichneten Bauteils unter Wasser. Der Kolben, der im Inneren des Einspritzzylinders läuft, wird nach hinten in eine Position gezogen, in der das geschmolzene Metall zum Schwanenhals hinunter in die Einspritzöffnung strömen kann. Im nächsten Schritt wird dieses Metall in den Formhohlraum eingespritzt.

3. Einspritzen von geschmolzenem Metall

Wenn der Schwanenhals gefüllt ist, wird der Kolben entweder durch hydraulischen oder pneumatischen Druck nach vorne gedrückt, wodurch das geschmolzene Metall durch den Schwanenhalskanal in den Formhohlraum (auch Matrize genannt) gedrückt wird. Dies geschieht mit hoher Geschwindigkeit und hohem Druck, um sicherzustellen, dass der Hohlraum vollständig gefüllt ist, bevor das Metall zu härten beginnt.

4. Gießen und Erstarren in der Form

Dieses heiße Metall in der Matrize wird durch den vergleichsweise kalten Stahl der Form schnell abgekühlt. Die Erstarrung dauert einige Sekunden, je nach Größe und Komplexität des Teils. In diesem Schritt helfen die Kühlkanäle der Form bei der Wärmeabfuhr, um sicherzustellen, dass die Zyklusgeschwindigkeit nicht verringert wird und Defekte wie Schrumpfung oder Porosität vermieden werden.

5. Ausstoßen und Öffnen der Form

Sobald das Metall erstarrt ist, werden die Formhälften geöffnet. Das Auswerfersystem wird auf die bewegliche Formhälfte aufgesetzt und drückt mit Hilfe von Auswerferstiften das fertige Gussteil mit Kraft aus dem Hohlraum. Es ist sichergestellt, dass das Teil ohne Beschädigung beim Auswerfen herauskommen kann.

6. Sekundärbetrieb und Trimmen

Nach dem Ausstoßen kann das Teil ein zusätzliches Material enthalten, das als Grat, Läufer oder Anguss bezeichnet wird. Diese werden entweder von Hand oder automatisch beschnitten. Das Teil kann je nach Anwendung weiterverarbeitet werden, z. B. durch Oberflächenveredelung, Bearbeitung oder Beschichtung.

7. Zyklus wiederholen

Die Maschine wird gereinigt und kann wieder verwendet werden. Das Warmkammer-Druckgießen zeichnet sich durch eine sehr kurze Zykluszeit aus. Je nach Komplexität und Größe des Teils werden manchmal einige fertige Teile in nur 10 bis 20 Sekunden hergestellt.

Zykluszeit und Effizienz

Die Geschwindigkeit ist der größte Vorteil des Warmkammerverfahrens. Warmkammer-Maschinen. Im Gegensatz zum Kaltkammerdruckguss, bei dem das Metall in die Kammer geschöpft werden muss, wird das Metall aus dem Ofen gezogen. Das spart Zyklusschritte und steigert die Produktionseffizienz.

Die Vorteile dieses Verfahrens

• Kürzere Zykluszeiten und hohe Produktivität
• Echte hochdimensionale Leistung und Wiederholbarkeit
• Bessere Oberflächenqualität, die in vielen Fällen eine Nachbearbeitung überflüssig macht
• Sparsamkeit im Materialeinsatz und Minimierung der Verschwendung
• Automatisierungsfreundlich, was eine Produktion in großem Maßstab zu einem vernünftigen Preis ermöglicht.

Heißkammer-Druckgußmaterialien

Das Warmkammer-Druckgussverfahren eignet sich für Metalle und Legierungen mit niedrigen bis mittleren Schmelzpunkten. Die verwendeten Werkstoffe sollten keine Stahlteile (wie Schwanenhals und Kolbensystem) angreifen können, da sie während des Gießens ständig mit geschmolzenem Metall benetzt werden.

Nachfolgend werden die am häufigsten verwendeten Werkstoffe, die im Warmkammerdruckguss eingesetzt werden, sowie deren Besonderheiten und allgemeine Anwendung vorgestellt:

1. Zink-Legierungen

Das am häufigsten im Druckgussverfahren (Warmkammer) verwendete Material ist Zink. Es zeichnet sich durch gute Gießbarkeit, Festigkeit und Oberflächengüte aus und ist daher in einer Vielzahl von Branchen sehr beliebt.

Wichtigste Vorteile:

• Sehr niedriger Schmelzpunkt (~419 °C oder 786 o F )
• Großes Stärke-Gewicht-Verhältnis
• Hervorragender Fluss und hohe Maßgenauigkeit
• Gute korrosionsbeständige Eigenschaften
• Niedrige Schmelztemperatur, daher lange Lebensdauer der Form

Gängige Legierungen von Zink, darunter:

• Zamak 2, 3, 5, 7 (Zamak 3 ist die beliebteste Variante)
• ZA-Legierungen (Zink-Aluminium), aber ein höherer Metallgehalt an Aluminium kann für die Kältekammer besser geeignet sein.

Anwendungen:

• Automobilteile
• Elektrische Komponenten
• Konstruktionen und Befestigungen
• Zahngenauigkeit Zahnräder und Gehäuse

2. Magnesium-Legierungen

Magnesium ist das leichteste Konstruktionsmetall und hat ein besseres Verhältnis zwischen Festigkeit und Gewicht. Der Grund, warum es im Warmkammerdruckguss verwendet wird, ist, dass viele der hier verwendeten Teile sowohl Festigkeit als auch eine minimale Masse benötigen.

Wichtigste Vorteile:

• Geringes Gewicht (ca. 33 Prozent leichter als Aluminium)
• Sie sind gut verschlossen und steif, gute Festigkeit und Steifigkeit
• Hervorragende EMI/RFI-Abschirmung (geeignet für den Einsatz in der Elektronik)
• Umweltfreundlich und recycelbar

Gängige Legierungen:

• Die am häufigsten für den Druckguss verwendete Magnesiumlegierung ist AZ91D.

Anwendungen:

• Die Gehäuse von Laptops und Smartphones
• Rahmen des Kfz-Armaturenbretts
• Komponenten für die Luft- und Raumfahrt
• Elektrowerkzeuge

Anmerkung: Obwohl Magnesium auch auf einer Kaltkammermaschine gegossen werden kann, ist es vorzuziehen, Warmkammermaschinen zu verwenden, wenn das zu gießende Magnesium klein ist. Dies liegt daran, dass die Zykluszeiten kürzer sind.

3. Blei und Zinn-Legierungen

Blei- und Zinnlegierungen wurden aufgrund von Gesundheits- und Umweltauflagen im Warmkammerdruckguss größtenteils eliminiert, wurden aber in der Vergangenheit für spezielle Anwendungen verwendet.

Wichtigste Vorteile:

• Niedrige Schmelzpunkte (~327 o C (Blei) und ~232 °C (Zinn))
• Hohe Dichte (am besten geeignet für Anwendungen wie Ausgleichsgewichte oder Strahlenschutzschilde)
• Hervorragende Formbeständigkeit

Anwendungen:

• Beschläge im antiken Stil
• Präzisionsinstrumente
• Munitionsbestandteile
• Dekorative Gegenstände

Warnung: Wegen ihrer Giftigkeit sind Bleilegierungen heute in vielen Branchen und Ländern stark eingeschränkt.

4. Legierungen auf Cadmiumbasis (Nicht so Com)

Sie wurden aus Gründen der Toxizität und aus rechtlichen Gründen nur selten verwendet, waren aber früher wegen ihrer hervorragenden Gussleistung und ihrer Verschleißfestigkeit ausgewählt worden.

Der Grund, warum Hochtemperatur-Legierungen nicht verwendet werden.

Eine charakteristische Einschränkung des Warmkammer-Druckgusses wie z.B.:

• Aluminium
• Messing
• Kupfer
• Stahl

Die Warmkammermaschine würde beschädigt oder korrodiert werden, da diese Art von Metall eine hohe Temperatur und Reaktivität gegenüber den untergetauchten Teilen der Warmkammermaschine, z. B. dem Kolben und dem Schwanenhals, aufweisen würde. Diese werden eher beim Kaltkammerdruckguss verwendet, bei dem das geschmolzene Metall und der Einspritzmechanismus isoliert sind. 

Zusammenfassende Tabelle: Geeignete Materialien im Warmkammer-Druckguss

Gründe, warum Aluminiumlegierungen nicht für den Warmkammerdruckguss geeignet sind?

Obwohl Aluminiumlegierungen so viele Anwendungen in der Druckgussindustrie haben, können sie aufgrund ihrer Festigkeit, ihres geringen Gewichts und ihrer Korrosionsbeständigkeit nicht im Warmkammer-Druckgussverfahren gegossen werden. Stattdessen werden sie normalerweise mit der Kaltkammer-Druckgusstechnik behandelt.

Was sind die technischen und materiellen Gründe dafür, dass die “Aluminiumlegierungen nicht im Warmkammerdruckguss verwendet werden”, um dies zu erklären?”

1. Hohe Schmelztemperatur

Der Hauptgrund, warum Aluminium nicht mit dem Warmkammerverfahren kompatibel ist, liegt in seinem hohen Schmelzpunkt. Die meisten Aluminiumlegierungen schmelzen bei 660 o C (1220 o F) und darüber.

Schwanenhals und Kolben sowie andere Einspritzteile sind bei Warmkammermaschinen immer in geschmolzenes Metall eingetaucht. Dies ist bei relativ niedrig schmelzenden Metallen wie Zink (419 o C), Magnesium (~650 o C) wirksam. Diese Bauteile würden jedoch bei den höheren Temperaturen von Aluminium schnell abgebaut oder zerstört werden, was zum Ausfall der Geräte und zu kostspieligen Reparaturen führen würde.

• Kältekammer-kompatibler SAC-Anzug
• Heiße Kammer zu heiß, um das Mindeste zu sagen

2. Angriff auf Stahlteile

Aluminium ist chemisch reaktiv und neigt dazu, Eisenmetalle zu korrodieren, insbesondere bei hohen Temperaturen. Bei Heißkammersystemen, bei denen sich Teile wie der Schwanenhals und die Düse im Schmelzbad befinden, würde Aluminium nicht nur korrodieren, sondern sich auch durch die Stahlteile fressen, was den Lebenszyklus der Maschine drastisch verkürzen würde.

Diese Reaktion verkürzt nicht nur die Lebensdauer der Geräte, sondern verunreinigt auch das geschmolzene Metall und führt zu schlechtem Guss und Unregelmäßigkeiten im Endprodukt.

3. Probleme der Kompatibilität von Geräten

Warmkammermaschinen sind kleine, schnelle Maschinen, die sich jedoch für schnelle Wiederholungsgüsse von Metallen mit niedrigem Schmelzpunkt eignen. Der eingebaute Ofen ist eng mit dem Einspritzsystem verknüpft. Die Verwendung von Legierungen mit einem hohen Schmelzpunkt, wie z. B. Aluminium, würde dies erfordern:

• Verstärkte Komponenten
• Hochtemperaturbeständige Legierungen werden aus speziellen Legierungen hergestellt
• Kompliziertere Isolationssysteme

Dadurch würden die Einfachheit und der Geschwindigkeitsvorteil des Warmkammer-Druckgusses nicht mehr zum Tragen kommen. Aus diesem Grund entscheiden sich die Monteure für Kaltkammermaschinen, bei denen das geschmolzene Aluminium nach außen gegossen wird und das Einspritzsystem auch nicht untergetaucht ist.

4. Oxidations- und Krätze-Risiko

Bei hohen Temperaturen neigt Aluminium in Gegenwart von Luft leicht zur Oxidation. Diese Oxidation kann dazu führen, dass sich Krätze (Aluminiumoxid) in einer Warmkammeranordnung bildet, in der das Metall kontinuierlich ausgesetzt ist:

• Es verschmutzt das Metall
• Oberflächenfehler haben folgende Ursachen
• und führt zu mechanischen Mängeln des Endprodukts

Dieses Risiko wird durch die Tatsache minimiert, dass beim Kaltkammerdruckguss die Zeit, in der geschmolzenes Aluminium ausgesetzt ist, reduziert wird.

5. Sicherheitsaspekte

Die Verarbeitung von Aluminium in einer Warmkammermaschine birgt ein hohes Risiko von Verbrennungen, Leckagen und einem Ausfall der Maschine. Weitere thermische Belastungen, die mit der Arbeit bei höheren Temperaturen verbunden sind, stellen eine weitere Gefahr dar:

• Es tritt geschmolzenes Metall aus
• Reaktionen mit Dampf ausblasen
• Ausfall von Druckkomponenten

Die Kältekammersysteme ermöglichen eine bessere Isolierung und Sicherheitsregelung bei diesen hohen Temperaturen.

Vergleich zwischen Warmkammer und Kaltkammer bei Aluminium

Systeme von Warmkammer-Druckgußkomponenten

Das Warmkammer-Druckgussverfahren basiert auf einer Gruppe ausgereifter Komponenten, die sich gegenseitig ergänzen, um präzise und wiederholbare Gussteile herzustellen. Alle Teile sind sehr wichtig, wenn es um Effizienz, Geschwindigkeit und Genauigkeit geht. Die Kenntnis dieser Elemente trägt zu den Produktions-, Präventiv- und Qualitätskontrollen bei.

Die Hauptbestandteile einer Warmkammer-Druckgießmaschine sind wie unten dargestellt:

1. Ein weiterer Ofen (Metalltopf)

Im Kern des Systems befindet sich ein Ofen, der so genannte Metalltopf, in dem sich das geschmolzene Metall befindet, das beim Gießen verwendet wird. Beim Warmkammer-Druckguss ist ein entsprechender Ofen in die Maschine integriert, der das Metall auf einer ausreichend hohen Temperatur hält, um es sofort zu verwenden. Im Gegensatz zu Kaltkammersystemen werden die anderen Komponenten durch das Eintauchen in dieses Schmelzbad getrennt.

2. Schwanenhals

Der Schwanenhals ist ein gebogenes Metallrohr, das den Ofen mit der Einspritzkammer verbindet. Es ist entscheidend für die Weiterleitung des heißen Metalls vom Topf zur Form. Der Schwanenhals besteht aus starken, hitzebeständigen Materialien, da er ständig mit geschmolzenem Metall in Kontakt ist. Die Konstruktion trägt außerdem dazu bei, den Druck aufrechtzuerhalten und das Metall beim Einspritzen butterweich zu machen.

3. Plunger/Einspritzzylinder

Der Kolbenmechanismus oder Einspritzzylinder hat die Aufgabe, geschmolzenes Metall in den Formhohlraum zu pressen. Er arbeitet mit dem Schwanenhals zusammen. Wenn der Kolben nach unten gedrückt wird, wird das geschmolzene Metall unter Druck gesetzt, wodurch die Schmelze durch den Schwanenhals in die Form gedrückt wird. Dies sollte schnell und kraftvoll geschehen, damit der Formhohlraum vollständig gefüllt wird.

4. Montage der Matrize/Form

Die Matrize oder das Werkzeug wird in zwei Teilen hergestellt, der Deckmatrize (feststehend) und der Auswerfermatrize (beweglich). Um das Endprodukt zu erhalten, bilden diese gut bearbeiteten Hälften die Kavität. Die Form wird häufig mit Wasser gekühlt und enthält Entlüftungsöffnungen, Anschnitte und Angüsse, um die gewünschte Strömung und Kühlung zu gewährleisten. Um das erstarrte Teil zu entfernen, werden nach dem Gießen Stifte auf der Auswerferseite angebracht.

5. Feststelleinheit

Die Schließeinheit sorgt dafür, dass die Formhälften beim Einspritzen des flüssigen Metalls gut miteinander verbunden sind. Sie muss dem Gießdruck, der beim Gießen entsteht, standhalten. Wenn das Metall abgekühlt und erstarrt ist, öffnet die Schließeinheit die Form, und das fertige Teil kommt aus ihr heraus. Die Schließeinheit muss ebenfalls stark sein, um Metallleckagen zu vermeiden und die Qualität der Teile zu erhalten.

6. Auswerfersystem

Sobald das Teil erstarrt ist, wird das Auswerfersystem verwendet. Ein Teil wird durch Auswerferstifte, die sich in der Regel in der beweglichen Hälfte der Form befinden, aus dem Formhohlraum ausgeworfen. Dieses System muss gut koordiniert sein, damit das Endprodukt nicht beeinträchtigt und die Form nicht beschädigt wird.

7. Kühlsystem

Die Kühlung ist von entscheidender Bedeutung, um die Zykluszeiten zu kontrollieren und Fehler zu vermeiden. Das Umlaufkühlsystem nutzt Wasser- oder Ölkanäle in der Form, so dass die zirkulierende Flüssigkeit das Metall in kurzer Zeit sowie schnell und gleichmäßig abkühlt. Eine schnellere Abkühlung verlängert auch die Lebensdauer der Form und ermöglicht eine schnellere Bearbeitung der Teile.

8. Schmierungssystem

Zwischen den Zyklen werden die Druckgussformen geschmiert, um Verkleben und Verschleiß zu vermeiden. Schmiermittel werden auf die Form aufgesprüht, um das Lösen der Teile zu erleichtern sowie eine lange Lebensdauer der Werkzeuge und stabile Gießbedingungen zu gewährleisten. Das Auftragen erfolgt in der Regel automatisch, um ein gleichmäßiges und zeitlich abgestimmtes Auftragen zu ermöglichen.

9. Bedienfeld

Heißkammer-Druckgießsysteme sind auch in der modernen Anlage verfügbar und mit einer digitalen Steuertafel ausgestattet, die u. a. die Steuerung von Temperatur, Einspritzgeschwindigkeit, Zykluszeit und Schließkraft ermöglicht. Solche Systeme verbessern die Gleichmäßigkeit der Prozesse, verringern das Ausmaß menschlicher Fehler und erleichtern die Einstellung von Parametern, die für verschiedene Teilekonstruktionen geeignet sind.

10. Sicherheitsmerkmale

Aufgrund der hohen Temperatur und des hohen Drucks, wenn die Maschine heiß ist, wurden Sicherheitsvorrichtungen in die Maschine eingebaut. Sie umfassen Absperrungen, Schutzschilder, Verriegelungen und Temperaturüberwachungen zum Schutz des Bedienpersonals und des Geräts.

Die Vorteile des Warmkammer-Druckgusses

Das Warmkammer-Druckgussverfahren hat viele Vorteile, so dass viele Hersteller immer bereit sind, sich auf dieses Verfahren einzulassen:

1. Hochgeschwindigkeits-Produktion

Das Einspritzsystem ist Teil des Vorratsbehälters für das geschmolzene Metall, so dass das Metall nicht in die Kammer geschöpft werden muss. Die Kombination dieses Systems ermöglicht höhere Einspritzgeschwindigkeiten und niedrige Zykluszeiten - Warmkammersysteme sind daher für die Massenproduktion in Privathaushalten geeignet.

2. Wirtschaftlichkeit von Materialien

Bei diesem Verfahren fallen nur sehr wenige Abfälle an. Das übrig gebliebene Material kann in den meisten Fällen wiederverwendet werden, wodurch die Gesamtkosten für das Material erheblich sinken. Dieser Aspekt der Nachhaltigkeit ist ein zunehmendes Problem in der heutigen Produktion.

3. Bessere Oberflächenqualität

Die Oberflächenbeschaffenheit der im Warmkammergussverfahren hergestellten Teile ist in der Regel von guter Qualität. Dies erspart in vielen Fällen zusätzliche Bearbeitungs- oder Nachbearbeitungsschritte.

4. Lange Lebensdauer der Form

Da die im Warmkammerdruckgussverfahren verwendeten Metalle einen niedrigeren Schmelzpunkt haben, sind diese Metalle weniger aggressiv gegenüber den geformten Materialien. Dies führt zu einer längeren Lebensdauer der Dieselmotoren und geringeren Wartungskosten.

Unzulänglichkeiten des Warmkammer-Druckgusses

Es lässt sich nicht bestreiten, dass das “Warmkammer-Druckgießen” nicht ohne Einschränkungen ist:

Beschränkungen des Materials: Es verträgt sich nicht gut mit Metallen, die hohe Schmelztemperaturen haben, wie Aluminium und Kupfer. Die internen Komponenten der Maschine können durch deren korrosive oder erhitzende Wirkung beschädigt werden.

Geräteverschleiß: Der Verschleiß der Ausrüstung kann ein Faktor sein, auch wenn er weniger schwerwiegend ist als beim Kaltkammergießen, bei dem das Gerät ständig geschmolzenem Metall ausgesetzt ist.

Größenbeschränkung: Es kann auf kleinere und mittlere Komponenten angewandt werden, da ein weiterer Ausbau des Systems ineffizient und kompliziert sein kann.

Heißkammer-Druckgussanwendungen

Diese Technik ist in allen Industriezweigen weit verbreitet, insbesondere dort, wo Präzisions- und Großserienteile benötigt werden:

• Automobilindustrie: Teile wie Vergasergehäuse, Kraftstoffsystemeinheiten und Getriebeteile.
• Unterhaltungselektronik: Tragbare Koffer, multifunktionale Teile von Geräten und Ausrüstungen.
• Hardware und Werkzeuge: Beschlagmaterial auf Zinkbasis, Scharniere, Griffe, Schlösser usw.
• Medizinische Geräte: Miniaturisierte, hochpräzise und robuste Geräte.

Das Warmkammerverfahren ist schnell und gleichmäßig, eine Eigenschaft, die für diese Branchen von Vorteil ist. Da es sich bei den meisten dieser Produkte um Modelle handelt, die detailliert gestaltet werden müssen, ist die Maßhaltigkeit, die durch das Warmkammer-Druckgussverfahren gegeben ist, ein großes Plus.

Kaltkammerdruckguss vs. Warmkammerdruckguss: Den Unterschied begreifen

Beim Vergleich zwischen Kaltkammerdruckguss und Warmkammerdruckguss sind verschiedene Aspekte zu berücksichtigen, z. B. die Kompatibilität der Werkstoffe, die Produktionsraten, der Zyklus und die Konstruktion der Anlagen.

1. Materielle Verwendung

Die Art des Metalls ist auch einer der wichtigsten Unterschiede zwischen Kaltkammer- und Warmkammer-Druckguss. Im Warmkammerverfahren werden nur Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt verarbeitet, während im Kaltkammerverfahren Aluminium, Messing und Kupferlegierungen mit hohem Schmelzpunkt verarbeitet werden.

2. Einspritzsystem

Beim Warmkammerverfahren ist der Einspritzmechanismus in geschmolzenes Metall eingetaucht. Beim Kaltkammerguss hingegen wird das geschmolzene Metall mit der Pfanne von Hand in die Gießkammer gefüllt und in die Form gespritzt. Dieser weitere Vorgang verzögert den Prozess.

3. Die Zykluszeit und die Effizienz 

Die Zykluszeit und der Wirkungsgrad bezeichnen die Zeit, die benötigt wird, um die Probe umzudrehen oder die Daten in einem Zyklus einzugeben. Auch in Bezug auf die Zykluszeit besteht ein großer Unterschied zwischen Kaltkammerdruckguss und Warmkammerdruckguss. Das Warmkammerverfahren ist schnell und daher für Großserien geeignet. Der Kaltkammerguss ist zwar langsamer, kann aber durch aggressivere Metalle und höhere Temperaturen gemildert werden.

4. Die Größe und die Komplexität der Komponenten

Abschnitte oder Teile, die größer sind oder dauerhaftere Materialien benötigen, werden in der Regel im Kaltkammerverfahren gegossen. Im Vergleich dazu eignet sich das Warmkammergießen für kleinere und komplexe Teile, bei denen die Zyklusgeschwindigkeit entscheidend ist.

When choosing a decision between hot chamber and cold chamber die casting, the manufacturer will have to look at the tradeoffs in the speed and material properties and wear on the equipment.

Konstruktionsüberlegungen beim Warmkammer-Druckguss

To design a part suitable for a hot chamber die casting part, the following issues need to be looked after: mould flow, parting lines, wall thickness, and ejector location. Since the molten metal is injected at high levels, the venting and cooling system plays an important role in preventing defects such as entrapment of air, shrinkage or incomplete fills.

The tolerances of the Hot Chamber Die Casting Process are usually smaller than those required by all the other casting processes, hence the reason why it is always used in manufacturing parts that need precision and have little machining.

Ökologische und wirtschaftliche Auswirkungen

Sustainable manufacturing is drawing more and more attention from modern foundries. Hot Chamber Die Casting is ideal in achieving this objective in that it shows a low scrap level and energy savings. The total carbon footprint of a part is much less than in other methods to produce metal parts because the metal being processed is recycled (no new metal is extracted), and cycle times are short.

The process is more economical when it involves a large output. Its cost of setting up the first die and machine may be high, but as the unit production scale increases, the costs involved drop tremendously.

Schlussfolgerung

Hot Chamber Die Casting has a very critical place in the industries that require speed, accuracy, and efficiency in their production. Knowing of its operation and in making the comparison of cold chamber die casting and hot chamber connections, an engineer will be able to make informed decisions on the choice of the most suitable process in line with the needs of their product.

Whether to use one or the other, the metal nature, the needed production volume, and the final usage should be taken into consideration. Hot chamber casting is unrivalled in efficiency and quality with respect to making small to medium components of low-melting-point metals.

All in all, despite the existence of the two methods of casting, Hot Chamber Die Casting will always be the first solution to the problem of manufacturing quality components in time and dependably. With the manufacturing process becoming more efficient and sustainable, the need for such optimised and sustainable processes, such as the hot chamber casting, will only increase, which makes this method more applicable than ever before.

FAQs

1. Wie funktioniert Kaltkammer-Druckguss und Warmkammer-Hauptguss?

The injection system is the chief difference. The injection mechanism in hot chamber die casting is immersed in molten metal. The temperature is greater in the cold chamber, and the metal is ladled outside.

2. Welche Metalle eignen sich am besten für das Warmkammer-Druckgießen?

The metals that are commonly used are zinc and magnesium alloy since they have low melting temperatures, and they suit the immersed injection system in which they are used to make.

3. Warum ist Aluminium nicht für den Warmkammerdruckguss geeignet?

Aluminium is known to have a high melting point and is corrosive to the steel parts in the machine. The cold chamber method is used in its processing to prevent damage to its equipment.

4. Was sind die Vorteile des Warmkammer-Druckgusses?

It provides short cycle times, low labour costs, small tolerances, and high surface finishes of small and medium-sized parts.

5. Ist der Warmkammer-Druckguss für große Bauteile geeignet?

Generally, no. It is minimized when the parts are small and detailed. Too large dimensions usually mean a need for cold chamber die casting because of the size and material restraint.