Beherrschung des Metallgusses:Präzise CNC-Toleranzen erklärt

Stellen Sie sich Folgendes vor:eine Herstellungstechnik, die mehr als 6.000 Jahre überdauert UND auch heute noch einen hohen Stellenwert genießt. Das ist Metallguss .

Im Laufe der Zeit wurden weitere Metalle gegossen:Gold um 4.000 v. Chr., gefolgt von Bronze und Kupfer , und dann Eisen um 1.000 v. Chr. Die Bedeutung des Metallgusses kann nicht genug betont werden. Sogar der Fortschritt der Zivilisation selbst wurde nach den in dieser Zeit am häufigsten verwendeten Metallgussverfahren benannt:der Kupferzeit, der Bronzezeit, der Eisenzeit.

Natürlich technische Fortschritte wurden im Laufe der Jahrtausende hergestellt, aber das Grundprinzip und die Vorteile bleiben die gleichen.

Warum Casting?

Das Casting vereinfacht den Prozess Metall zu Produkten zu formen. So wird es gemacht:Geschmolzenes Metall wird in eine Form gegossen, um ein gewünschtes Muster zu erzeugen. Um das Muster oder Teil zu entfernen, wird auf den Musteroberflächen eine leichte Verjüngung angewendet, die oft als Formschräge bezeichnet wird. Bei Bedarf werden Durchgänge oder Hohlräume innerhalb des Gussteils hergestellt, indem nach dem Entfernen des Modells Kerne in den Gusskasten eingesetzt werden.

Die Bedeutung des Gießens im Herstellungsprozess ist erheblich. Ein Guss führt zu weniger Bauteilen und weniger Teile zusammengefügt werden müssen. Eine Schweißkonstruktion, die früher aus einem Dutzend Teilen bestand, kann in ein Teil gegossen werden, was zu kürzerer Montagezeit, einfacherer Bestandskontrolle und einem niedrigeren Gesamtpreis führt. Plus die allgemeine Vielseitigkeit Das Casting ist unglaublich.

Vorteile von Aluminium-Druckguss

Auch wenn die letzten Jahre nicht als „Aluminiumzeitalter“ bezeichnet werden, könnten sie es doch sein. Heutzutage ist Aluminium wegen seines leichten Gewichts begehrt und Kraft . Während es sich bei den ersten kommerziellen Aluminiumprodukten um Gussteile von Kochgeschirr und verschiedenen Dekorationsgegenständen handelte, umfassen moderne Anwendungen von Druckgussaluminium dünnwandige Gehäuse, die weniger Bearbeitung erfordern und verfügen über eine attraktive, sehr glatte Oberfläche.

Aluminium sorgt nicht nur für einen erschwinglichen Stückpreis Es ermöglicht schnelle Zykluszeiten und eine Großserienfertigung, je nach Bearbeitungsbedarf bis zu 1.000 Teile pro Tag.

Wir tauchen in die drei wichtigsten Gussverfahren ein – Sandguss , Druckguss und Permanentformguss — Denken Sie daran, dass die Vorteile aller drei Verfahren durch die Verwendung von Aluminium noch verstärkt werden. Die Ausnahme bildet Eisen, das nicht unter hohem Druck gesetzt werden kann, daher ist Sandguss die einzige Gussoption für Eisen.

Sandguss und Druckguss

Sandformguss ist die vielseitigste Methode Gussverfahren zur Herstellung vieler Produkte, insbesondere Aluminium. In eine feine Sandmischung wird ein Muster gepresst. Dadurch entsteht die Form, in die das Metall gegossen wird. Beim Druckguss wird geschmolzenes Metall unter Druck in eine Stahlform (oder Gussform) gedrückt. Druckguss eignet sich hervorragend für präzise geformte Teile erfordert weniger Bearbeitung und Endbearbeitung.

Wie vergleichen sie sich also?

• Legierungsverfügbarkeit:Für den Sandguss stehen verschiedene Legierungen zur Verfügung (z. B. Legierung 319 oder 356), die beim Druckguss nicht möglich sind. Alle Legierungen haben je nach Produkt unterschiedliche Festigkeiten und Eigenschaften

• Geometrie:Einige Kerne für Durchgänge sind beim Druckguss nicht möglich, da das Modell gerade aus der Form gezogen werden muss

• Geschwindigkeit:In einer Stunde können viel mehr Druckgussteile hergestellt werden als beim Sandguss, daher wird Druckguss normalerweise für die Massenproduktion verwendet

• Toleranzen:Da es sich beim Druckguss um ein mechanisches Stahlwerkzeug handelt, können engere Toleranzen eingehalten werden als beim Sandguss (mehr zu den Toleranzen weiter unten).

• Bearbeitung:Die Bearbeitungskosten beim Druckguss sind aufgrund des geringeren Lagerbestands geringer und bestimmte Oberflächen können im Gusszustand bleiben, ohne dass eine Bearbeitung erforderlich ist

• Werkzeuge:Druckguss führt zu einem erheblichen Anstieg der Kosten für Stahlwerkzeuge. Allerdings führt die richtige Investition in die Werkzeugausstattung im Vorfeld zu einem niedrigeren Gesamtstückpreis

• Kosten:Sandguss ist ein teureres Stückpreisverfahren als Druckguss, dennoch kann Sandguss bei kleinen Mengen und Prototypen, komplizierten Designs und wenn das Gussstück selbst sehr groß ist, wirtschaftlicher sein

Kommen wir nun zur permanenten/semipermanenten Formmethode, die in vielerlei Hinsicht zwischen den beiden vorherigen liegt.

Permanente Form oder semipermanente Form

Beim Kokillenguss handelt es sich um Stahlwerkzeuge zusammen mit Sandkernen nach Bedarf. Diese Werkzeuginvestition ist teurer als Sandgusswerkzeuge, aber nicht so teuer wie Druckgusswerkzeuge.

Im Gegensatz zum Druckguss (Metall wird unter hohem Druck in die Form geblasen) erfolgt das Dauerformverfahren entweder durch Schwerkraftfluss oder Niederdruckströmung in die Form. Es kann ein Vakuum angelegt werden, um die Strömung gleichmäßig zu halten und die Porosität zu reduzieren.

Im Vergleich zu Druck- oder Sandgussteilen können Kokillengussteile oft stärker sein. Semipermanenter Formguss bedeutet, dass Sandkerne in die Form eingelegt werden, um innere Durchgänge zu schaffen, die durch Ausbrennen/Ausschütteln entfernt werden. Dies wird am häufigsten bei Aluminium verwendet.

Zwei häufige Gussfehler:Porosität und fehlende Reinigung

Flüssigkeit wandert auf natürliche Weise durch Poren oder offene Räume. Ein schlecht konstruiertes Teil, beispielsweise mit zu viel Material, führt zu Porosität . Durch den Gaseinschluss in einer Hochdruckform können Taschen oder Vertiefungen entstehen, die ein Leck verursachen können.

Beim Sandguss ist die Hauptursache für Porosität eingeschlossene Luft und/oder Gas oder möglicherweise ein Sanddefekt, wie z. B. Schmutz. Beim Druckgussverfahren, bei dem Aluminium unter hohem Druck gestrahlt wird, entstehen zwar häufiger Lufteinschlüsse, diese treten jedoch typischerweise unter der Oberfläche des Teils auf. Eine saubere Haut, nur 2 mm erforderlich, beseitigt jegliche Porositätsprobleme.

Typischerweise unzureichender Bestand wird entweder durch ein verbogenes Gussteil oder ein schlecht konstruiertes Gussteil (nicht genügend Material im Voraus eingebaut) verursacht. Beim Sandguss oder Kokillenguss kann die Ursache übermäßiges Schleifen oder Sägen in der Oberfläche sein, oder es könnte eine Kernverschiebung sein, die zu Maßproblemen führt. Ursachen für den Druckguss können ein Beschneiden oder in den meisten Fällen ein verbogenes Gussstück sein (aufgrund der dünnen Wände und der Art und Weise, wie es aus der Form ausgeworfen wird).

Unzureichender Lagerbestand führt direkt zur Nichtbereinigung . Wenn nicht genügend Material oder Material zum Schneiden vorhanden ist, greift das programmierte Werkzeug nicht in das Material ein. es „schneidet“ einfach die Luft. Anstelle einer glatten, maschinell geschnittenen Oberfläche handelt es sich also um eine gegossene Oberfläche. Die Nichtreinigung kann in der Maschine durch einen tieferen Schnitt eingestellt werden. Dabei ist jedoch eine Mindestdicke einzuhalten könnte die Verwendung dieser Technik verhindern.

Gusstoleranzen – Überblick und Bedeutung

Unterschiedliche Materialien und Prozesse beinhalten unterschiedliche Standards . Je nach Prozess ergeben sich also Toleranzen werden auf Position, Länge (pro Zoll) und Materialgüte sowie auf die eigenen Anforderungen des Kunden überprüft und Spezifikationen . Darüber hinaus haben Verbände ihre eigenen Leitstandards. Beispielsweise sollte ein Aluminiumdruckguss den Standards der Aluminium Association und der North American Die Casting Association (NADCA) entsprechen. Für Eisenteile sollte jedoch auf ISO 8062 verwiesen werden.

Wenn Toleranzen nicht eingehalten werden, kann viel passieren …

• Mehr Gießereischrott oder Maschinenschrott
• Garantieprobleme von einem Kunden
• Ein Produkt funktioniert nicht richtig
• Überarbeiten Sie die Werkzeuge (Guss und/oder Maschine)
• Zusätzliche Bearbeitung

… und nichts davon ist angenehm, weil sie sich am Ende alle direkt auf die Kosten auswirken , was von Bedeutung sein könnte. Obwohl also mehrere Prozesse und Details zu berücksichtigen sind, ist es am wichtigsten, eine Partnerschaft einzugehen mit einem Team, das diese Komplexität versteht und jeden Prozess klar erklären kann, damit die richtige Entscheidung getroffen wird.

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Stecker nimmt komplexe Fertigungsherausforderungen an, vor denen andere in der Branche zurückschrecken. Durch die Zusammenarbeit mit einer erfahrenen, engagierten und vertrauenswürdigen CNC-Maschinenwerkstatt erhalten Sie bestimmte Vorteile .

NICHT in eine einzige Gießerei gesteckt

Wenn eine Maschinenwerkstatt eine Gießerei besitzt, sind die Prozesse und Materialien oft vorbestimmt, unabhängig davon, ob sie korrekt sind oder nicht. Andererseits der Zugriff auf eine breite Versorgungsbasis Mit unterschiedlichen Prozessen und Materialien kann ein Teil genau dem richtigen Prozess und Partner zugeordnet werden. Anstatt das Teil in den etablierten Prozess einzupassen, wird das Teil in den richtigen Prozess überführt. Stecker unterhält Partnerschaften mit über 40 Gießereien , also Advantage Stecker!

Verwaltung des Lieferanten

Aus Prozesssicht schafft Stecker einen Mehrwert, indem es darauf achtet, wie eine Gießerei ihre Geschäfte abwickelt. Prozesskontrolle sorgt für Teile, die den Kundenanforderungen entsprechen. Stecker führt Audits durch, die eine ordnungsgemäße Prozesskontrolle und ordnungsgemäße Dokumentation gewährleisten, also Advantage Stecker!

Zusammenarbeit

Man kann es gar nicht genug betonen:die offene Teamarbeit zwischen dem Endbenutzer, der CNC-Maschinenwerkstatt und der Gießerei ist von entscheidender Bedeutung. Sobald ein Prozess festgelegt ist, ist es an der Zeit, das Teil für die Herstellbarkeit zu entwerfen. Stecker hat einen Vorteil bei unterschiedlichen Verfahren und Materialien, also Advantage Stecker!

Ein Leitfaden mit Blick auf Ihr Endergebnis

Stellen Sie sich folgendes Szenario vor:Ein Ingenieur hat ein Projekt, das zu 75 % geplant ist, also wird es zur Angebotsabgabe verschickt. Stecker holt sich das Angebot, arbeitet mit der richtigen Gießerei zusammen und empfiehlt:

• ein Wechsel des Materials
• eine Änderung der Geometrie
• eine Änderung der Casting-Methode
• Bearbeitung hinzugefügt

Bei der Durchsicht stellte sich heraus, dass es sich bei dem geplanten Volumen um einen Druckguss handelte (auch mit zusätzlichen Vorab-Werkzeugkosten) kann die beste Lösung sein. In sechs Monaten kann eine Amortisation erzielt werden, da das Projekt zum halben Preis erhältlich ist, also Advantage Stecker!

Echte Teamarbeit

Stecker löst jeden einzelnen Kunden einzigartige Bedürfnisse. Wir erkunden, was Sie brauchen, überprüfen, was wir anbieten können, führen eine Druckprüfung durch, legen einen Gussprozess fest, besprechen, welche Gießerei am besten zu Ihnen passt, und finden heraus, wie wir am besten vorankommen. Es ist eine Partnerschaft der Wahl der besten Gießerei und des besten Prozesses, also Advantage Stecker (und DU!)

Jetzt, da Sie das wissen, Bedeutung des Metallgusses und die Leistungsfähigkeit von Stecker, lesen Sie diese Mini-Fallstudien, die unsere Bereitschaft zeigen, sich in anspruchsvolle CNC-Bearbeitungssituationen zu stürzen:In der Klemme? 4 Projekte, bei denen Stecker Machine Kunden in Not rettete .

Über den Autor

Jason hat Spaß daran, Kundenherausforderungen zu lösen. Als VP Business Development ist Jason für die Entwicklung neuer Geschäftsfelder verantwortlich und fungiert als Ansprechpartner für mehrere aktuelle Kunden von SMC. Jason hat in den Bereichen Technik, Produktion und Vertrieb gearbeitet und findet, dass seine größte Stärke darin besteht, Kunden Lösungen für ihre Fertigungsherausforderungen zu bieten.