Wie Designer aktuelle Trends in der Druckgussbranche nutzen können

Bei der Fertigung von Gütern kommen diverse Prozesse zum Einsatz. Einer der häufigsten – und wohl nützlichsten – ist der Druckguss.

Druckguss: Schmelzflüssiges Material – meist Metall – wird in eine wiederverwendbare Form (Kokille) gegossen. Vorteil: präzise dimensionierte, definierte, glatt strukturierte Teile. „Druckguss“ bezeichnet tatsächlich das ausgekühlte Fertigteil.

Der Druckgussmarkt soll laut Mordor Intelligence bis 2022 auf 80 Mrd. $ wachsen – zweifellos eine lukrative, einflussreiche Branche.

Während der Gussprozess selbst entscheidend ist, beginnt alles beim Design der Form und des Bauteils. Die Best Practice, den Fertigungsprozess bereits in der Designphase zu berücksichtigen, heißt DFM (Design for Manufacturing).

Ohne DFM-Richtlinien und Druckguss-Know-how designte Bauteile werden fehlerhaft, treiben Kosten in die Höhe, verursachen Folgeprobleme (Machine Design). Designer profitieren davon, Branchentrends zu kennen – und den Fertigungsprozess beim Design mitzudenken.

Druckguss-Trends, die Designer betreffen

Wichtige bestehende und wachsende Trends für das kommende Jahr:

1. Formenbesitz (Die Ownership)

In den USA gehört die Form meist dem Auftraggeber, der sie für Produktion und Lieferung nutzt. Das heißt nicht, dass der „Eigentümer“ die Form physisch besitzt. Oft verbleibt sie beim „Druckgießer“ – dem Hersteller der Komponenten.

Formbesitz ist wichtig: Mit der Zeit verschleißt die Form durch Nutzung. Wartung, Reparatur oder Austausch sind nötig. Designer müssen von Anfang an langlebige, präzise, zuverlässige Formen entwerfen – und etwas schaffen, das sich lohnt zu replizieren. Das Formdesign ist genauso wichtig wie die Form selbst.

Designer können am Design/Konzept einer Spritzgussform, Kokille etc. partizipieren. Aktuelle Branchentrends kennen, um Besitzrechte zum richtigen Zeitpunkt geltend zu machen.

2. Fehler vermeiden

Wandstärke, Abmessungen, Material, Form der Kokille beeinflussen die Teilequalität massiv. Werden diese Elemente im Design vernachlässigt, resultieren gravierende Fehler im Endprodukt.

Designer müssen Industriestandards und Best Practices einhalten – genauso wie die Gießer. Leonard Cordaro, Präsident von Premier Die Casting, 2015 Herman H. Doehler Award Winner: „Jüngste Verbesserungen an Druckgussmaschinen ermöglichen Designern, Wandstärken zu reduzieren und innere Porosität bei druck-/dichtheitsgeprüften Teilen zu verbessern.“ Weitere Punkte: Spezialaufnahmen für Maschinen. Cordaro: „Ein großer Fortschritt sind Temperaturregelsysteme für die Kokille – sie halten die Form auf konstanter Temperatur.“

Da Temperatur im Druckguss entscheidend ist, sollten Designer auch Materialflussmuster und Füllzeiten aller Formen berücksichtigen. Schnell erstarrende Materialien verändern das Endergebnis – das Design muss dafür ausgelegt sein.

3. Neue Technologien

Neben Dimensionen und Gusseigenschaften müssen Designer die Technologien und Systeme berücksichtigen, die Guss/Druck ermöglichen. Roboter und autonome Maschinen – besonders im Aluminium-Druckguss – sind stark im Kommen. Ihre Arbeitsweise beeinflusst das Endprodukt direkt und kann durch das Design weiter optimiert werden.

Ein Design, das für diese Systeme bequem und nutzbar ist, ist ein wichtiger Konzeptschritt. Kann die Form von den Maschinen überwacht, erreicht, justiert werden? Ist sie zu groß, liegen Außmaße außerhalb der Reichweite? Lässt sich das Design leicht reinigen/abkratzen? Roboter übernehmen meist Reinigung und Strahlen nach dem Guss.

Vakuumunterstützter Druckguss ist ein weiterer Trend für hochpräzise, zuverlässige Formteile. Während des Füllens wird die Form per Vakuum für Gießkolben und Formkavität straff gezogen. Das schafft einen treuen Füllbereich. Aber: Die Form ändert Form und Dimension leicht nach dem Spannen. Design und Layout müssen den Endzustand neben dem Anfangszustand berücksichtigen.

Alles in allem: Designer müssen Trends im Blick behalten, um Formen zu schaffen und zu warten, die neuen, aktualisierten Spezifikationen genügen.

4. Wachsende Anwendungen

Früher wurden nur wenige Materialien gedruckt. Heute ist das Gegenteil der Fall. Viele neue Formmaterialien und Füllwerkzeuge kommen zum Einsatz, die es früher nicht gab (CWM Casting). Häufige, neuere Elemente: Zink, Aluminium, Magnesium.

Wachsende Anwendungen und Szenarien werden künftig weitere unerschlossene Materialien nutzen. Designer müssen verstehen: Welche Materialien kommen? Wie unterscheiden sie sich bei Füllzeit und -mustern? Was bedeutet das für das Endprodukt? Ist ein Material kurz nach dem Guss fragil? Dann muss die Form steif und schützend sein.

5. Kosten senken

Wie bei wiederholten Drucken und Redesigns: Fertigungsprozess beim Konzept/Layout/Design mitzudenken, reduziert Re-Designs. Keine Nachbesserung von Gussfehlern, kein Neustart weil das Design nicht funktionierte.

DFM erfordert regelmäßige Zusammenarbeit und Kommunikation entlang der Kette – Formhersteller, Kunde, etc. Vollständiges Verständnis der Formanforderungen ist Voraussetzung für ein brauchbares Ergebnis. Kosten bleiben niedrig und beherrschbar, wenn dies vor dem Formentwurf geschieht. Zudem spart es langfristig viel Zeit.

Druckgussbranche: Volle Fahrt voraus

An der Spitze zu sein bedeutet: wettbewerbsfähig und begehrt bleiben. Mit Verständnis der kommenden Trends positionieren Sie sich als kompetenter Branchenführer – besonders bei der Schaffung zuverlässiger, effizienter, nachgefragter Formen und Kokillen.