Druckguss ist das Herstellungsverfahren der Wahl, wenn große Mengen relativ komplexer Metallteile hergestellt werden, und wird aufgrund seiner Vielseitigkeit, Zuverlässigkeit und Genauigkeit weit verbreitet. Druckguss eliminiert alle oder die meisten sekundären Operationen, die zur Herstellung eines Metallteils erforderlich sind; Eine Nachbearbeitung ist jedoch üblich, um engere funktionskritische Toleranzen einzuhalten. Druckgussteile können auch in jedem Finish ihrer jeweiligen CNC-bearbeiteten Gegenstücke nachbearbeitet werden.
Was ist Druckguss?
Druckguss ist eine Art Metallguss, bei dem geschmolzenes Metall mit hohem Druck in einen von zwei Formen gebildeten Formhohlraum gedrückt wird. Es teilt Eigenschaften mit dem Kunststoffherstellungsverfahren des Spritzgießens. Innerhalb der größeren Metallgusslandschaft ist Druckguss aufgrund seiner Genauigkeit, hohen Qualität und Detailtreue eine der beliebtesten Techniken. Die breitere Kategorie des Metallgusses, die seit Tausenden von Jahren existiert, umfasst viele verschiedene Gießverfahren, bei denen eine Form verwendet wird, um flüssiges Metall zu formen. In der Vergangenheit wurde bei einem solchen Prozess das flüssige Metall normalerweise mit Hilfe der Schwerkraft in die Form gegossen, und viele Metallgussverfahren funktionieren immer noch auf diese Weise.
Wie funktioniert Druckguss?
Einfach ausgedrückt funktioniert der Metalldruckguss, indem geschmolzenes Metall mit hohem Druck in einen Formhohlraum gepresst wird, der von zwei gehärteten Stahlformen gebildet wird. Sobald der Hohlraum gefüllt ist, kühlt das geschmolzene Metall ab und verfestigt sich, und die Matrizen öffnen sich, damit die Teile entfernt werden können. In der Praxis umfasst der Prozess jedoch viele Schritte, und für die Bedienung von Druckgussanlagen sind erfahrene Ingenieure erforderlich.
Hier unterteilen wir den Druckgussprozess in drei Phasen:
Wie erstelle ich eine Druckgussform?
Eine Druckgussform besteht aus mindestens zwei Hälften: der Deckelseite (auf einer festen Platte montiert) und der Auswerferseite (auf einer beweglichen Platte). Einige Matrizen haben auch andere Abschnitte wie Schieber und Kerne, die verwendet werden, um komplexere Teile wie solche mit Löchern und Gewinden herzustellen. Abhängig von der Größe der hergestellten Teile kann eine Druckgussform mehrere Kavitäten aufweisen, um die Produktion mehrerer Teile pro Zyklus zu ermöglichen. Werkzeuge für den Druckguss müssen neben einer guten Verschleißfestigkeit und Duktilität unglaublich stark und thermisch beständig sein. Sie werden daher aus gehärteten Hochleistungs-Werkzeugstählen – oft wärmebehandelt – hergestellt, die es ihnen ermöglichen, Hunderte von Gießzyklen pro Stunde und bis zu zwei Millionen Zyklen über ihre gesamte Lebensdauer zu durchlaufen. Druckgusswerkzeuge müssen ihre Leistung unter sehr hohen Schließkräften aufrechterhalten. Die Herstellung einer Druckgussform beginnt mit computergestütztem Design (CAD), das in Verbindung mit gussspezifischen Konstruktions- und Simulationswerkzeugen verwendet wird. Wie bei Spritzgussformen müssen Werkzeuge für den Druckguss über Angusslöcher, Angusskanäle und Anschnitte verfügen, damit das geschmolzene Material in die Kavität gelangen kann. Verriegelungsstifte und Auswerferstifte müssen ebenfalls eingebaut werden, um die Form zu sichern und das Auswerfen zu erleichtern. Das digitale Design der Form ermöglicht die Erstellung komplexer Formen und enger Toleranzen. Die CNC-Bearbeitung wird weithin zur Herstellung von Druckgusswerkzeugen verwendet. Typischerweise beginnt der Druckgussformenbau mit der Grobbearbeitung der Formform, gefolgt von einer Wärmebehandlung der Metallform und schließlich einer Runde der Endbearbeitung. Matrizen in Prototypenqualität können auch mit Rapid Tooling hergestellt werden, entweder mit CNC-Bearbeitung oder anderen Verfahren wie selektivem Lasersintern (SLS).