Gießen vs. 3D-Druck: Die richtige Fertigungsmethode wählen

Seit Jahrhunderten hat das Gießen den Test der Zeit bestanden. Es ist eine extrem effektive und zuverlässige Methode zur Teilefertigung.

Dennoch hat die fortschreitende industrielle Revolution, der 3D-Druck, seinen besten Fuß nach vorne gesetzt – und Gießereien haben ihn aufgenommen.

Wenn Sie hochwertige Teile erstellen wollen, stehen Sie möglicherweise zwischen den beiden Fertigungstechniken.

Dieser Artikel liefert die nötigen Details, um eine informierte Entscheidung über Gießen vs. 3D-Druck zu treffen.

Was ist Gießen?

Gießen ist ein Fertigungsprozess, bei dem flüssiges Metall in eine hohle Formkavität gegossen wird, abkühlt und erstarrt, um ein Teil zu bilden.

Größe und Form der Kavität müssen dem gewünschten Teil oder Gussstück entsprechen.

Diese Fertigungsmethode ist ideal für komplexe Formen. Andere Methoden wie Fertigung (Fabrication) wären für solche Teile unwirtschaftlich.

Metallgießen vs. 3D-Druck: Wie wählen?

Da Zeit ein Faktor in jedem industriellen Prozess ist, ist additive Fertigung ideal, wenn Sie Metallteile produzieren wollen. Metall-3D-Druck ist in vielerlei Hinsicht zeiteffektiver als der konventionelle Metallgussprozess.

Während Metallgussprozesse erfordern, dass Sie Ihre Metallteile, den Anschnitt, das Gießsystem entwerfen und eine Form erstellen, ist Druck zeitbewusst. Additive Fertigung braucht nur einen Startimpuls – der Rest ist automatisiert.

Beim traditionellen Metallguss lösen Sie Anschnitt und Speiser, entfernen manuell verschüttetes flüssiges Metall zwischen den Formen und enden mit der Oberflächenbearbeitung.

Metall-3D-Druck gibt Ihnen volle Kontrolle über den Gussprozess – im Gegensatz zum traditionellen Guss. Wenn Ihr Drucker abstürzt, können Sie den Prozess schnell stoppen, bevor Schaden entsteht.

Bei konventionellen Gussprozessen sehen Sie nicht, was in den Formen passiert.

Dadurch kann unangemessen erstarrendes flüssiges Metall ein Risiko schaffen, das zusätzliche Metallteile zum ursprünglichen Design erfordert.

Was sind die Investitionskosten?

Investitionskosten sind die Ausgaben, die Gießereien oder Einzelne während des Gussprozesses tätigen. Dazu zählen Material-, Arbeits-, Einrichtungs- und Werkzeugkosten.

Materialkosten beziehen sich auf den Geldbetrag für Rohmaterialien (meist Kunststoffe, Metalle, Metalllegierungen), die zur Teileherstellung nötig sind. Diese Kosten variieren je nach Region, Branchentrends, Angebot und Nachfrage sowie Jahreszeit.

Arbeitskosten sind die Ausgaben für Löhne Ihrer Arbeiter. Diese sind am Gießen in die Form und Entnehmen der fertigen Teile beteiligt.

Einrichtungskosten fallen für das Einrichten der Maschinen zum Start Ihres Gussprozesses an.

Werkzeugkosten sind die Kosten für Werkzeugverschleiß bei der Bearbeitung. Ob Sie niedrige oder hohe Werkzeugkosten haben, hängt vom Material und dem Werkzeugherstellungsprozess ab.

Wann Druckguss (Die Casting) und wann 3D-Druck?

3D-Druck ist die ideale Gussmethode für Kunststoffteile. Dies sind charakteristisch präzise Teile, die 3D-Druckservices benötigen. Druckguss eignet sich nicht so gut für Kunststoffe wie für Metalle – außer für spritzgegossene hochwertige Kunststoffteile.

Ziehen Sie 3D-Druck in Betracht für kleine Losgrößen 3D-gedruckter Teile. Wählen Sie Druckguss, wenn Sie viele Kopien einer bestimmten Größe und Art von Teilen herstellen.

Viele Gießereien haben beide Gussmethoden übernommen. Sie nutzen Druckguss für die Produktion starker Zink- und Aluminiumteile und andere Hauptoperationen. Andererseits bewährt sich 3D-Druck bei Projekten, die mehr Geschick oder geringere Endproduktqualität erfordern.

Vorteile des Druckgusses (Die Casting)

1. Geeignet für Massenproduktion

Druckgussteile können innerhalb spezifizierter Formen und Toleranzen gewonnen werden, da sie aus Druckgussformen hergestellt werden.

Zudem können Sie mehrere Komponenten ohne zusätzliche Werkzeuge fertigen – wenig bis keine Nachbearbeitung nötig. Mit Druckguss wird Massenproduktion einfach.

2. Dimensionsstabilität und Genauigkeit

Druckgussprodukte sind dimensionsstabil, langlebig und halten enge Toleranzen. Diese Teile sind auch hitzebeständig.

3. Gewicht und Festigkeit

Erstens: Wo Kunststoffspritzguss- und Druckgussteile ähnliche Abmessungen haben, sind die Teile stärker. Zweitens: Ihre dünnen Wände sind leichter als bei anderen Gussmethoden. Drittens: Diese Teile besitzen die Festigkeit der Legierung – nicht eines Fügeprozesses, da kein Schweißen separater Teile nötig ist.

Vorteile der 3D-Drucktechnologie

Designfreiheit

Die additive Methode erlaubt komplexere Designs und Drucke, da sie keine Designrestriktionen hat.

Schnelles Prototyping

3D-Drucker erstellen Teile in sehr kurzer Zeit – beschleunigen den Prototyping-Prozess. Da jede Phase schneller abgeschlossen wird, ist Designmodifikation effizienter.

Print-on-Demand

Da additive Fertigung es erlaubt, zu drucken, wenn Teile benötigt werden, wird weniger Lagerplatz für Inventar benötigt. Auch 3D-Design-Dateien werden virtuell gespeichert und können bei Bedarf lokalisiert und gedruckt werden.

Leichte und starke Teile

Das Hauptmaterial für 3D-Druck ist Kunststoff – leichter als das Metallequivalent. Sie können maßgeschneiderte Materialien für hitzebeständige, wasserabweisende und hochfeste Teile nutzen.

Minimaler Abfall

Der Produktionsprozess benötigt nur das benötigte Material – im Gegensatz zu konventionellen Methoden, wo mehr Abfall anfällt, da Material aus großen, nicht recycelbaren Blöcken geschnitten wird.

Kann 3D-Druck Gießen ersetzen?

Angesichts der bemerkenswerten Vorteile des 3D-Drucks könnte man schnell denken, er sei ein idealer Ersatz für Gießen. Im Gegenteil: Die additive Methode ist eine leistungsstarke Ergänzung zu traditionellen Methoden.

3D-Guss eignet sich hervorragend für hochkomplexe, niedrigvolumige Produktionskomponenten. Resultat: größere Designfreiheit und Kosteneinsparungen bei Form- und Modellherstellung.

Dennoch: Er eignet sich nicht für die Großserienteilefertigung – daher die Notwendigkeit, sowohl additive als auch konventionelle Gussprozesse zu nutzen.

Ist Gießen oder 3D-Druck günstiger?

Beim Druckguss machen die Rohmaterialkosten (Form) es teurer als 3D-Guss. Der Druckpreis pro Einheit ist jedoch in der additiven Fertigung viel höher als im Druckguss. Gelegentliches Reinigen und Ersetzen von Teilen erhöht in beiden Fällen die Kosten.

Bei Spritzguss: Er ist nur günstiger als additive Fertigung, wenn Sie mehr als 100 Teile erzeugen. Andernfalls ist die Methode teurer.

Das resultiert aus den relativ unveränderlichen Stückkosten im 3D-Druck. Der Preis ist indirekt proportional zur Stückzahl beim Spritzguss.

3D-Drucks Fähigkeit, Fertigungskosten für verschiedene Teile anzugleichen, macht ihn zur günstigeren Option. Er kann schnell Modelle erstellen, ohne modifizierte Formen zu benötigen.

Was kostet ein 3D-gedruckter Gips?

Die neue 3D-Drucktechnologie bewährt sich im medizinischen Bereich. 3D-gedruckte Gipse sind bequemer als traditionelle Gipsverbände – ideal für Knochenbehandlung.

Obwohl noch nicht am Markt, wird der Preis für 3D-gedruckte Gipse auf 200–500 $ geschätzt. Der hohe Preis mag an der neuen, nützlichen Individualfertigung liegen.

Kein Grund zur Sorge: Die additive Industrie legt ihr Fundament in der Gießereiindustrie – woraufhin die Kosten sinken können.

Zusammenfassung

Die jüngste Technologie, 3D-Druck, hat den Gießereimarkt mit einem Boom getroffen. Trotz bemerkenswerter Vorteile für Nutzer könnte man denken, sie ersetze traditionelle Gießereimethoden – was nicht der Fall ist.

Im eigentlichen Sinne müssen Gießereien Innovation umarmen und konventionelle Methoden bewahren, um im harten Wettbewerb zu bestehen. Auch durch Modernisierung des 3D-Drucks können Gießereien die Limitationen konventioneller Methoden überwinden.

Wenn Hersteller ihre traditionellen Gießereiworkflows mit 3D-Druck verstärken, können sie reaktionsschneller auf Kundenwünsche eingehen, weniger in Hartwerkzeuge investieren und Designkosten effektiv bestätigen.