Was sind die Kostentreiber beim Sandguss?

Sandguss ist eine kostengünstige Methode zur Herstellung von Teilen aus einer Vielzahl von Metallen. Ein genauer Blick auf den Prozess und das hergestellte Teil kann jedoch manchmal Möglichkeiten aufzeigen, Geld zu sparen. Entscheidend ist, welche Faktoren am meisten zu den Kosten beitragen.

Wiederkehrende und einmalige Kosten

Sandguss ist ein Metallumformverfahren. Geschmolzenes Metall wird in einen aus Sand gebildeten Hohlraum gegossen und erstarren gelassen. Nach dem Abkühlen wird das gegossene Teil aus dem Sand herausgebrochen und die Kanäle und Steigrohre (die Kanäle, durch die Metall in den Hohlraum hinein- und herausfließt) werden entfernt. Von hier aus geht das Teil in die Bearbeitung, wo eng tolerierte Merkmale wie Löcher, Gewinde und Montageflächen hergestellt werden.

Ein Teil der Kosten für die Herstellung eines Sandgussteils entsteht bei jedem Zyklus oder Stück. Andere fallen erst zu Beginn oder vor der Produktion an. Diese gelten als einmalig.

Wiederkehrende Kosten

Metall ist ein wiederkehrender Kostenfaktor:Es wird für jedes Gussteil benötigt. Dies gilt auch für die Energie, die zum Schmelzen des Metalls aufgewendet wird, und für die Arbeit, die erforderlich ist, um den Hohlraum zu erzeugen, das Gussteil zu entfernen und es für die Bearbeitung vorzubereiten. (Automatisierte Sandgusssysteme, die für die Massenproduktion verwendet werden, haben minimale direkte Arbeitskosten.)

Weitere erhebliche Kosten sind Sand und Inspektion. Sand wird dabei verbraucht, obwohl Gießbetriebe einen hohen Anteil zurückgewinnen und wiederverwenden können. Inspektionen und Tests, sei es zur Maßkontrolle oder zur Erkennung von Gussfehlern, sollten als wiederkehrende Kosten betrachtet werden.

Einmalige Kosten

Diese beziehen sich auf die Werkzeuge, die den Hohlraum bilden, und die Zeit, die zum Einrichten der Ausrüstung oder des Prozesses benötigt wird. Die wichtigsten Werkzeugteile sind für das Muster und alle zusätzlichen Kerne.

Musterwerkzeuge umfassen Teile, die wie das zu gießende Teil aussehen, nur größer mit verschiedenen Zugaben und hinzugefügten Formschrägenwinkeln, und Teile, die das Metallzufuhrsystem bilden. Werkzeuge für Kerne sollen zusätzliche Einsätze herstellen, deren Zweck es ist, Hohlräume im Gussteil zu erzeugen. (Zum Beispiel benötigen Ventilkörper normalerweise Kerne.)

Werkzeuge für den Sandguss können mehrfach verwendet werden. Irgendwann wird es sich aber abnutzen. (In diesem Zusammenhang bedeutet „verschleißen“, dass es durch den Prozess des Verpackens mit Sand abgenutzt ist und die erforderlichen Abmessungen und Toleranzen nicht mehr einhalten kann.) Kostengünstige Werkzeuge für die Kleinserienfertigung werden häufig aus Holz oder Kunststoff hergestellt. Metall wird für größere Mengen bevorzugt.

Während Werkzeugkosten nur zu Produktionsbeginn anfallen, fallen Rüstkosten zu Beginn jedes Produktionslaufs an. Diese beziehen sich auf die Arbeit und die Materialien, die erforderlich sind, um die Gießausrüstung fertig zu stellen.

Menge treibt die Kosten

Einmalige Kosten werden auf die Anzahl der zu gießenden Teile verteilt. Bei Großaufträgen, die durch lange Produktionsläufe erfüllt werden, werden die Werkzeug- und Einrichtungskosten zu einem sehr kleinen Bruchteil der Gesamtkosten. Umgekehrt überwiegen bei einem kurzen Produktionslauf tendenziell die Werkzeug- und Rüstkosten. Kostentreiber verstehen und darauf reagieren heißt Mengen berücksichtigen.

Kostentreiber bei Großaufträgen / langen Produktionsläufen

Der größte Faktor ist das Volumen und die Art des Metalls, das für das Teil und die Läufer und Riser verwendet wird. Dies erhöht die Energiekosten, die Produktionsrate und sogar die Werkzeugkosten. Daraus folgt, dass Sie, um die Kosten eines Sandgusses zu senken, weniger teures Metall in kleineren Mengen verwenden sollten.

Die Metallpreise werden durch die verwendeten Legierungselemente beeinflusst. Innerhalb von Familien ähnlicher Metalle sind einige besser gießbar (was bedeutet, dass sie bessere Fließeigenschaften haben) als andere. Metalle, die besser fließen, führen typischerweise zu etwas niedrigeren Stückkosten. Gussspezialisten können beraten, ob der Wechsel von einer Legierung zu einer anderen in bestimmten Fällen Vorteile bringt.

Kostentreiber für niedrige Stückzahlen/Prototyping

In Szenarien mit kleinen Mengen überwiegen die Werkzeugkosten normalerweise die Kosten des Metalls. Daher besteht die Möglichkeit, Einsparungen zu erzielen, darin, die Werkzeuge zu vereinfachen und wenn möglich zu verkleinern. Zu den spezifischen Aspekten, die Sie sich ansehen sollten, gehören:

• Teilen Sie das Gussteil zum späteren Schweißen oder Zusammenbau in kleinere Teile (ermöglicht die Verwendung kleinerer Kolben)
• Reduzieren Sie die Komplexität – Maschineninterne Funktionen anstatt Kerne zu verwenden
• Überprüfen Sie die angewendeten Bearbeitungs- und Verzerrungstoleranzen – das Öffnen dieser Toleranzen vereinfacht die Arbeit des Modellbauers
• Machen Sie Toleranzen so großzügig wie möglich

Priorisieren nach Menge

Hersteller auf der ganzen Welt stehen unter dem Druck, Kosten zu senken, und für viele ist der Sandguss ein Weg, den es zu erkunden gilt. Beginnen Sie bei Bestellungen mit kleinen Mengen damit, nach Möglichkeiten zu suchen, die Werkzeugausstattung zu vereinfachen, selbst auf Kosten der Hinzufügung von Sekundäroperationen. In der Massenproduktion haben die Werkzeugkosten nur einen geringen Einfluss auf die Gesamtkosten:Hier können Einsparungen erzielt werden, indem die Menge des verwendeten Metalls reduziert und möglicherweise auf eine kostengünstigere Legierung umgestellt wird.