Unter den verschiedenen Fertigungsverfahren zählt der Druckguss zu den wichtigsten. Mit Druckguss können Unternehmen robuste, präzise und komplexe Metallbauteile effizient herstellen. Die Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Elektronik- und Medizintechnikbranche nutzt diese Verfahren in großem Umfang.
In diesem Leitfaden erfahren Sie mehr über die Funktionsweise des Druckgusses, gängige Werkstoffe und die Auswahl der passenden Legierung und Oberflächenbeschaffenheit. Außerdem werden die Formenherstellung und Kriterien für die Wahl eines zuverlässigen Druckgusspartners erläutert. Ob Sie neu in der Fertigungsbranche sind oder nach optimierten Produktionslösungen suchen – dieser Artikel bietet Ihnen wertvolle Einblicke für Ihre Entscheidungen.
Was ist Druckguss?
Druckgießen ist ein Metallgussverfahren, bei dem flüssiges Metall unter hohem Druck in einen Formhohlraum gepresst wird. Der Formhohlraum wird mithilfe zweier gehärteter Werkzeugstahlformen hergestellt, die in die gewünschte Form gebracht werden und während des Prozesses wie eine Spritzgussform funktionieren.
Anwendungsgebiete von Druckgussverfahren
Das Druckgussverfahren ist weit verbreitet zur Herstellung langlebiger und vielseitiger Teile, beispielsweise von Motorkomponenten und Elektronikgehäusen. Es bietet eine große Materialauswahl, einen großen Bauraum und die Möglichkeit, komplexe, präzise und dünnwandige Bauteile zu fertigen.
Druckguss in der Automobilindustrie
Druckguss findet häufig Anwendung im Automobilsektor, insbesondere für Aluminiumteile wie Getriebegehäuse und Motorhalterungen. Magnesium-Druckguss eignet sich gut für Sitzgestelle und Verkleidungen, während Zink-Druckguss für Kraftstoff- und Bremsenteile geeignet ist.
Druckguss in der Luft- und Raumfahrt Branche
Die Luft- und Raumfahrtindustrie setzt auf Druckguss zur Herstellung hochwertiger, leichter Bauteile. Hersteller bevorzugen dieses Verfahren aufgrund seiner Kosteneffizienz und der Möglichkeit, die hohen Branchenstandards zu erfüllen.
Druckguss in der Medizin Branche
Der Druckguss spielt eine entscheidende Rolle in der Medizintechnik. Er gewährleistet die Herstellung leichter, qualitativ hochwertiger Teile, die strengen Normen entsprechen, und ist daher das bevorzugte Verfahren für kritische Komponenten.
Druckguss in der Energie Branche
Druckguss ist eine Schlüsseltechnik in der Energiewirtschaft zur Herstellung langlebiger, hochpräziser Bauteile für Anwendungen wie Brennstoffzellen, Wärmetauscher und Systeme für erneuerbare Energien. Das Verfahren ist beliebt, weil es den Bedarf der Branche an Effizienz und Wirtschaftlichkeit erfüllt.
gemeinsam Druckguss-Service
Aluminium-Druckguss-Service
Aluminium, ein Hauptwerkstoff im Druckguss, wird im Kaltkammer-Druckguss mit Legierungen aus Magnesium, Kupfer und Silizium verwendet. Aluminium-Druckguss eignet sich ideal für die Herstellung komplexer und detailreicher Teile, da er leicht ist und eine hohe Formstabilität aufweist. Zudem bietet er Vorteile wie hohe Temperaturbeständigkeit, ausgezeichnete Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
Gängige Aluminium-Druckgusslegierungen sind:
| 360 | A360 | 380 | A380 | 383 | |
| Signaldichte | 2.63 g / cm³ | 2.63 g / cm³ | 2.74 g / cm³ | 2.71 g / cm³ | 2.74 g / cm³ |
| Schmelzbereich (℃) | 557-596 | 557-596 | 540-595 | 540-595 | 516-582 |
| Boardelektronik
Leitfähigkeit |
30 % InVeKoS | 29 % InVeKoS | 27 % InVeKoS | 23 % InVeKoS | 23 % InVeKoS |
| Thermische
Leitfähigkeit |
113 W/(m²K) | 113 W/(m²K) | 96.2 W/(m²K) | 96.2 W/(m²K) | 96.2 W/(m²K) |
| Zugfestigkeit | 300 MPa | 320 MRa | 320 MRa | 320 MRa | 310 MRa |
| Streckgrenze | 170 MPa | 170 MPa | 170 MPa | 170 MPa | 170 MPa |
| Härte | 75 BHN | 75 BHN | 75 BHN | 75 BHN | 75 BHN |
| Ermüdungsfestigkeit | 140 MPa | 140 MPa | 140 MPa | 140 MPa | 140 MPa |
| Schiere Stärke | 190 MPa | 190 MPa | 190 MPa | 190 MPa | 190 MPa |
| Bruchdehnung | 2.5% | 2.5% | 2.5% | 2.5% | 2.5% |
Zinkdruckguss-Service
Zinklegierungen sind ein wichtiger Werkstoff für Druckgussanwendungen. Zinkguss wird aufgrund seiner hervorragenden Beschichtungseigenschaften sowie weiterer Vorteile wie hoher Schlagfestigkeit und Duktilität bevorzugt. Er ist bei Herstellern beliebt, da er sich leicht mit Warmkammer-Druckgussmaschinen verarbeiten lässt und die Gießbarkeit den Werkzeugverschleiß minimiert. Zink wird häufig mit Kupfer, Magnesium und Aluminium legiert, da es dichter als Magnesium und Aluminium ist.
Gängige Zinkdruckgusslegierungen sind:
| Legierungsgrad | Zamak 2 | Zamak 3 | Zamak 5 | Zamak 7 | ZA-8 |
| Dichte (g / cm³) | 6.7 | 6.6 | 6.7 | 6.8 | 6.9 |
| Schmelzpunkt (℃) | 383-386 | 381-387 | 379-386 | 380-386 | 381-387 |
| Wärmeleitfähigkeit (W/m`K) | 109 | 116 | 113 | 113 | 116 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (10^-6/K) | 26.5 | 27.5 | 26.9 | 26.5 | 26.5 |
| Elektrische Leitfähigkeit (% IACS) | 27 | 27 | 27 | 27 | 26 |
| Hauptchemische Zusammensetzung | 3.5-4.3 % Al 0.02-0.05% Mg 0.035-0.06% Cu |
3.5-4.3 % Al 0.03 % Magnesium 0.03% Cu |
3.5-4.3 % Al 0.035 % Magnesium 0.035% Cu |
3.5-4.3 % Al 0.03-0.06% Mg 0.03-0.06% Cu |
3.5-4.3 % Al 0.05-0.5% Mg 0.005-0.03% Cu 0.005–0.03 % Ni 0.005–0.03 % Fe |
| Zugfestigkeit (MPa) | 295 | 255 | 310 | 345 | 380 |
| Streckgrenze (MPa) | 240 | 215 | 230 | 275 | 320 |
| Dehnung (%) | 2 | 3 | 6 | 3 | 1 |
| Härte (HB) | 82 | 70 | 90 | 95 | 100 |
| Hauptunterschiede | Enthält weniger Magnesium und Kupfer, geeignet für größere Teile | Enthält weniger Magnesium und Kupfer, geeignet für größere Teile | Enthält weniger Magnesium und Kupfer, geeignet für größere Teile | Enthält mehr Magnesium und Kupfer, geeignet für komplex geformte Teile | Enthält Mg, Cu, Ni und Fe und zeichnet sich durch höhere Festigkeit und Härte aus. |
| Hauptanwendungen im Gussbereich | Automobil-, Möbel-, Haushaltsgeräte- und Maschinenteile | Elektrogeräte, Handwerkzeuge, Spielzeug | Maschinenbau, Architektur und Automobilindustrie | Automobil, Elektrotechnik, Hardware | Industrie, Automobil, Elektrotechnik |
Worauf Sie bei der Auswahl von Druckgusslegierungen achten sollten
Die Wahl der Legierung hat direkten Einfluss auf die Eigenschaften des Endprodukts und die Produktionskosten. Um die richtige Wahl zu treffen, sollten Sie folgende fünf Punkte beachten:
1. Mechanische Eigenschaften
Wählen Sie eine Legierung, die die Anforderungen an Festigkeit, Härte und Haltbarkeit des Endprodukts erfüllt. Die mechanischen Eigenschaften variieren je nach Legierung.
2. Korrosionsbeständigkeit
Berücksichtigen Sie die Umgebungsbedingungen, denen das Bauteil ausgesetzt sein wird. Der Kontakt mit Chemikalien, Feuchtigkeit oder Temperaturschwankungen kann die Legierung beeinträchtigen. Zink und Aluminium bieten einen guten natürlichen Korrosionsschutz, einige Legierungen benötigen jedoch möglicherweise zusätzliche Beschichtungen.
3. Wärmeleitfähigkeit
Wenn das Bauteil Wärme ableiten oder stabile Temperaturen aufrechterhalten muss, empfiehlt sich eine Legierung mit hoher Wärmeleitfähigkeit. Kupferbasierte Legierungen werden häufig eingesetzt, wenn eine effiziente Wärmeübertragung wichtig ist.
4. Bearbeitbarkeit
Falls CNC-Bearbeitung oder andere Nachbearbeitungsschritte erforderlich sind, stellen Sie sicher, dass sich die Legierung ohne größere Schwierigkeiten bearbeiten lässt. Manche Legierungen sind leichter zu bearbeiten, während andere spezielle Werkzeuge oder Verfahren erfordern.
5. Kosten: Bewerten
Betrachten Sie die Gesamtkosten, nicht nur den Materialpreis. Berücksichtigen Sie Produktionseffizienz, Bearbeitungsaufwand und Nachbearbeitungsschritte. Manche Legierungen sind in der Verarbeitung teurer, selbst wenn die Rohmaterialkosten niedrig sind.
Wie man einen ... macht Druckgussform
Eine Druckgussform besteht aus zwei Hauptteilen: dem Deckel, der auf einer festen Platte montiert ist, und dem Auswerfer, der an einer beweglichen Platte befestigt ist. Zur Herstellung komplexer Teile mit Merkmalen wie Bohrungen oder Gewinden enthalten manche Formen zusätzliche Komponenten wie Schieber und Kerne.
Je nach Teilegröße kann eine Form mehrere Kavitäten enthalten, um mehrere Teile in einem Arbeitsgang herzustellen. Es gibt Mehrfachformen mit identischen Kavitäten oder Formenfamilien, die Kavitäten unterschiedlicher Form aufweisen, um verschiedene Teile gleichzeitig herzustellen.
Druckgussformen müssen robust, hitzebeständig und verschleißfest sein. Zudem benötigen sie eine gute Duktilität, um wiederholter Beanspruchung standzuhalten. Die meisten werden aus gehärtetem und wärmebehandeltem Werkzeugstahl gefertigt. Diese Formen sind für Tausende von Gießvorgängen pro Stunde ausgelegt und können bis zu zwei Millionen Zyklen überstehen. Sie müssen außerdem hohen Schließkräften standhalten.
Der Formenbau beginnt mit CAD (Computer-Aided Design) und gießspezifischen Simulationswerkzeugen. Wie Spritzgussformen benötigen auch Druckgussformen Angüsse, Verteilerkanäle und Entlüftungsöffnungen, um das flüssige Metall in den Formhohlraum zu leiten. Auswerferstifte und Verriegelungssysteme sind ebenfalls erforderlich, um die Teile zu entnehmen und die Form während des Gießvorgangs geschlossen zu halten.
CNC-Bearbeitung ist ein weit verbreitetes Verfahren zur Herstellung von Druckgussformen. Der Prozess beginnt üblicherweise mit dem Grobschneiden der Form, gefolgt von einer Wärmebehandlung und der Endbearbeitung zur Erreichung der endgültigen Abmessungen. Für Formen mit kurzer Produktionszeit oder Prototypen können Schnellwerkzeuge eingesetzt werden. Dies kann CNC-Bearbeitung oder Verfahren wie das selektive Lasersintern (SLS) umfassen.
Was NOBLE für Ihr Produkt tun kann Oberflächenbearbeitung
Bei NOBLE bieten wir eine breite Palette an Oberflächenbehandlungen zur Veredelung Ihrer Teile an. Diese Oberflächenveredelungen verbessern Aussehen, Härte sowie Korrosions- und Chemikalienbeständigkeit. Sie glätten zudem raue Werkzeugwege und kaschieren Spuren der CNC-Bearbeitung. Hier finden Sie einige Optionen, die für Ihre individuellen Teile geeignet sein könnten.
| Name | Beschreibung | Materialien | Farbe, | Textur Holzstruktur | |
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Eloxieren | Anodisieren verbessert die Korrosionsbeständigkeit, erhöht die Verschleißfestigkeit und Härte und schützt die Metalloberfläche. Es findet breite Anwendung bei Maschinenteilen, Flugzeug- und Automobilteilen, Präzisionsinstrumenten usw. | Aluminium | Klar, schwarz, grau, rot, blau, gold. | Glattes, mattes Finish |
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Pulverbeschichtung | Pulverbeschichtung ist eine Beschichtungsart, bei der ein rieselfähiges, trockenes Pulver aufgetragen wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen Flüssiglacken, die mit einem verdunstenden Lösungsmittel aufgebracht werden, erfolgt die Pulverbeschichtung typischerweise elektrostatisch und wird anschließend durch Wärme oder UV-Licht ausgehärtet. | Aluminium, Edelstahl, Stahl | Schwarz, beliebiger RAL-Code oder Pantone-Nummer | Glänzend oder halbglänzend |
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Galvanotechnik | Die Galvanisierung kann funktionalen, dekorativen oder korrosionsschutzbedingten Zwecken dienen. Viele Branchen nutzen dieses Verfahren, darunter auch die Automobilindustrie, in der die Verchromung von Stahlteilen gängig ist. | Aluminium, Stahl, Edelstahl | N / A | Glatte, glänzende Oberfläche |
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Polieren | Polieren ist der Prozess der Erzeugung einer glatten und glänzenden Oberfläche, entweder durch mechanisches Reiben des Werkstücks oder durch chemische Behandlung. Das Verfahren erzeugt eine Oberfläche mit starker Spiegelreflexion, kann aber bei manchen Materialien die diffuse Reflexion reduzieren. | Aluminium, Messing, Edelstahl, Stahl | N / A | Glanz |
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Bürsten | Bürsten ist ein Oberflächenbehandlungsverfahren, bei dem Schleifbänder verwendet werden, um Spuren auf der Oberfläche eines Materials zu zeichnen, normalerweise aus ästhetischen Gründen. | ABS, Aluminium, Messing, Edelstahl, Stahl | N / A | Satin |
Wie man den richtigen Druckgusshersteller auswählt
Bei der Wahl eines Druckgussherstellers geht es nicht nur um den Preis – es geht darum, den richtigen Partner für Ihr Produkt zu finden. So treffen Sie die richtige Wahl:
1. Wissen, was Sie brauchen
Beginnen Sie mit einer klaren Beschreibung Ihrer Projektanforderungen. Dazu gehören Teilespezifikationen, Bestellmenge, Qualitätsstandards, Oberflächenbehandlung und Lieferzeitplan. Ein klarer Plan hilft Ihnen, besser mit Lieferanten zu kommunizieren und einzuschätzen, ob diese Ihre Erwartungen erfüllen können.
2. Überprüfen Sie ihren Hintergrund
Suchen Sie nach Herstellern mit nachweislicher Erfahrung im Druckguss. Prüfen Sie deren bisherige Erfolge, insbesondere im Umgang mit den für Ihr Projekt relevanten Materialien. Es ist außerdem hilfreich zu recherchieren, welche Branchen sie bereits bedient haben und ob sie ähnliche, komplexe Bauteile gefertigt haben.
3. Sehen Sie, was sie verkraften können.
Prüfen Sie die Ausstattung und Produktionskapazität des Herstellers. Dazu gehören Maschinengröße, verfügbare Werkzeuge und die Unterstützung von Nachbearbeitungsprozessen wie CNC-Bearbeitung, Oberflächenveredelung und Montage. Stellen Sie sicher, dass die Anlagen des Herstellers Ihrem Produktionsumfang und Ihren technischen Anforderungen entsprechen.
4. Fragen Sie nach der Qualität
Erkundigen Sie sich nach deren Qualitätskontrollsystemen. Achten Sie auf Unternehmen, die anerkannte Standards wie ISO-Zertifizierungen einhalten. Prüfen Sie außerdem deren Inspektionsabläufe, Testverfahren und wie sie die Produktqualität in jeder Phase sicherstellen.
5. Technische Hilfe anfordern
Prüfen Sie, ob der Hersteller Sie in der Konstruktions- und Entwicklungsphase unterstützen kann. Ein kompetenter Partner kann Ihnen Vorschläge zur Verbesserung der Fertigungstauglichkeit unterbreiten, Kosten senken und die besten Materialien und Verfahren auswählen.
6. Reden Sie oft
Gute Kommunikation ist entscheidend. Wählen Sie einen Hersteller, der schnell reagiert, offen für Feedback ist und Sie während des gesamten Projekts auf dem Laufenden hält. Eine kooperative Haltung hilft, Verzögerungen und Missverständnisse zu vermeiden.
Fazit
Für die Massenproduktion langlebiger und detailreicher Metallbauteile ist Druckguss eine sinnvolle Wahl. In Kombination mit CNC-Bearbeitung wird er zu einer hochpräzisen und vielseitigen Fertigungslösung.
Zu den Schlüsselfaktoren für den Erfolg zählen die intelligente Materialauswahl, eine effiziente Werkzeugkonstruktion und eine optimale Oberflächenbearbeitung. Ein gutes Verständnis jedes einzelnen Prozessschritts hilft Ihnen, bessere Entscheidungen zu treffen und Kosten und Leistung zu optimieren.
NOBLE verfügt über das Fachwissen und die Kompetenzen, die erforderlich sind, um zuverlässige Druckgusslösungen zu liefern, die auf Ihr Projekt zugeschnitten sind.
Bereit loszulegen? Kontaktieren Sie uns – wir helfen Ihnen gerne!
