Zerspante Gussbauteile: Vorteile, Anwendungen & Herstellung

Metallbearbeitung & Gießen werden oft als „entweder-oder“-Vergleich für Fertiger dargestellt. Wie wir in unserem kürzlichen Artikel Gießen vs. Bearbeiten andeuteten, gibt es viele Fälle, wo effizienteste Produktion beide Prozesse kombiniert.

Dieser Artikel fasst Vorteile der Bearbeitung von Gussbauteilen zusammen & wie Sie beide Fertigungsprozesse in Ihr nächstes Design integrieren.

Was ist ein zerspanter Guss?

Ein zerspanter Guss ist ein Teil, das zunächst in ein halbfertiges Produkt gegossen, dann mit präzisem CNC-Fräsen fertiggestellt wird.

Anfangsguss kann via verschiedene Gießverfahren hergestellt werden: Druckguss, Feinguss, Sandguss. Jedes hat jedoch eigene Nachteile: raue Oberflächen, Unfähigkeit bestimmte Designfeatures zu realisieren.

CNC-Bearbeitung verbessert Produktqualität & fügt fehlende Designelemente hinzu. Ein oder mehrere Bearbeitungsprozesse – CNC-Fräsen, Drehen, Bohren, Sägen, oder unkonventionelle Methoden – helfen, Premium-Fertigteile zu schaffen.

Vorteile der Bearbeitung von Gussbauteilen

Zwei primäre Vorteile:

1. Features hinzufügen & unerwünschtes Gussmaterial entfernen.
2. Präzision & Oberflächenfinish verbessern.

Um zu verstehen, warum diese Vorteile so wichtig sind, betrachten wir relevante Anwendungen für jeden.

1) As-Guss-Teile modifizieren

Teile, die Techniker gerade aus Gussform entnommen haben, gelten als „as-cast“. Hersteller hat sie weder bearbeitet, sandgestrahlt, noch anderweitig nachbearbeitet.

Diese Teile haben typischerweise unerwünschtes Übermaßmaterial aus Angussystem, Trennlinien, Speisern, Entlüftungen. Mindestens müssen einfache Schneidwerkzeuge Überlaufmaterial entfernen. Werden mehrere Teile in gemeinsamer Form gegossen (Effizienz), müssen Techniker sie einzeln aus Angussystem schneiden.

Für höherwertige Teile: intensiveres CNC-Fräsen, um Produktdesign zu erfüllen & Trennlinien zu entfernen. Versteckt offensichtlichste Gusszeichen & verbessert Fertigqualität signifikant.

Ein weiterer Schlüsselfaktor: Hinzufügen von Features, die mit Gießen nicht effektiv produzierbar sind. Beispiel: gekrümmte Schaufeln einer Turbine (siehe oben) lassen sich nicht mit Permanentform gießen, da Formhälften nach Aushärtung nicht trennbar.

Zwar könnte Feinguss Designs adressieren, wo Formhälften nicht entfernbar sind, doch viele andere Gussherausforderungen machen Bearbeitung zur bevorzugten Lösung. Bohrungen, Nuten, Gewinde sind oft weit höherwertig per CNC-Fräsen.

2) Fertigqualität verbessern

Selbst wenn Guss keine zusätzlichen Bearbeitungsfeatures braucht & Überlaufmaterial leicht entfernbar: Präzises CNC-Fräsen ist essenzieller Schritt für Top-Qualität.

Druckguss liefert besseres Oberflächenfinish vs. andere Gussverfahren → braucht nur geringfügige Bearbeitung zum Entfernen von Trennlinien. Aber Bearbeitung von Gussbauteilen wird essenziell für Sandguss- & Feingussteile, wenn glattes Finish gefordert.

Der andere wesentliche Grund: Genauigkeit & Präzision bei Teilen mit strengen Toleranzen verbessern. Moderne CNC-Maschinen erreichen weit höhere Präzision als Gießen.

Fabrikanten, die große Volumen identischer Teile benötigen, nutzen Gießen für Kosteneinsparung, dann CNC-Bearbeitung für Toleranzen. Dazu müssen Designer Bearbeitungszugaben im Gussstadium einplanen.

Bearbeitungszugaben in Designs einplanen

Bei zerspannten Gussbauteilen müssen Designer Bearbeitungszugaben in Formdesign einbauen, damit As-Guss-Teile genug Material für Präzisionsbearbeitung haben.

Beispiel: Fertigteil hat kleinen Vorsprung mit engen Toleranzen. Wenn Formdesign Feature gleicher Größe wie Vorsprung hat, machen Schwindung/Porosität Feature kleiner als geplant. Wenn Bearbeitung für Finish/Formverfeinerung nötig, müssten Zerspaner noch mehr Material entfernen oder Teil rough/unfinished lassen.

Bearbeitungszugaben im Teildesign erhöhen Größe von As-Guss-Teilen/-Features, die per CNC nachbearbeitet werden. Diese Zugaben helfen Fertigern, Toleranzen konsistent mit weniger Ausschuss zu halten & Bearbeitungszeiten signifikant zu reduzieren.

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