Wichtige Kostentreiber im Sandguss: Wie man Einsparungen maximiert

Sandguss ist eine kosteneffiziente Methode zur Herstellung von Teilen in einer Vielzahl von Metallen. Ein genauerer Blick auf den Prozess und das herzustellende Teil kann jedoch manchmal Möglichkeiten zur Kosteneinsparung aufzeigen. Der Schlüssel liegt darin, zu wissen, welche Faktoren am meisten zu den Kosten beitragen.

Wiederkehrende und nicht-wiederkehrende Kosten

Sandguss ist ein Metallformprozess. Geschmolzenes Metall wird in eine im Sand geformte Kavität gegossen und darf erstarren. Nach dem Abkühlen wird das Gussteil aus dem Sand gebrochen und Angusskanäle und Speiser (die Kanäle, durch die Metall in die Kavität ein- und ausfließt) werden entfernt. Von hier geht das Teil in die Bearbeitung, wo eng tolerierte Merkmale wie Gewinde, Bohrungen und Montageflächen produziert werden.

Einige der Kosten der Herstellung eines sandgegossenen Teils fallen mit jedem Zyklus oder Stück an. Andere fallen nur zu Beginn oder vor der Produktion an. Diese gelten als nicht-wiederkehrend.

Wiederkehrende Kosten

Metall ist ein wiederkehrender Kostenfaktor: es wird für jeden gegossenen Teil benötigt. Ebenso die Energie zum Schmelzen des Metalls und die Arbeitskraft, um die Kavität zu erstellen, den Guss zu entfernen und ihn für die Bearbeitung vorzubereiten. (Automatisierte Sandgusssysteme für Hochvolumenproduktion haben minimale direkte Arbeitskosten.)

Andere signifikante Kosten umfassen Sand und Prüfung. Sand wird im Prozess verbraucht, obwohl Gießereien in der Lage sind, einen hohen Anteil zurückzugewinnen und wiederzuverwenden. Prüfung und Testen, ob für Dimensionskontrolle oder Gussfehlererkennung, sollten als wiederkehrende Kosten betrachtet werden.

Nicht-wiederkehrende Kosten

Diese beziehen sich auf das Werkzeug, das die Kavität formt, und die Zeit, die benötigt wird, um die Ausrüstung oder den Prozess einzurichten. Die Hauptwerkzeugposten sind für das Modell und eventuelle zusätzliche Kerne.

Modellwerkzeug umfasst Stücke, die wie das zu gießende Teil aussehen, nur größer mit verschiedenen Zugaben und Entformungsschrägen, und Stücke, die das Metalllieferungssystem bilden. Werkzeug für Kerne dient zur Herstellung zusätzlicher Einsätze, deren Zweck es ist, Hohlräume im Guss zu schaffen. (Zum Beispiel benötigen Ventilkörper typischerweise Kerne.)

Werkzeug für Sandguss kann mehrfach verwendet werden. Schließlich wird es sich jedoch abnutzen. (In diesem Kontext bedeutet "Abnutzen", dass es durch den Prozess des Verdichtens von Sand darum abgenutzt wird und die für benötigten Dimensionen und Toleranzen nicht mehr halten kann.) Günstiges Werkzeug für kleine Stückzahlen wird oft aus Holz oder Kunststoff hergestellt. Metall wird für höhere Volumen bevorzugt.

Während Werkzeugkosten nur zu Beginn der Produktion anfallen, entstehen Einrichtungskosten zu Beginn jedes Produktionslaufs. Diese beziehen sich auf die Arbeitskraft und Materialien, die benötigt werden, um die Gussausrüstung bereit zu machen.

Menge treibt Kosten

Nicht-wiederkehrende Kosten werden auf die Anzahl der gegossenen Teile verteilt. Für große Aufträge, die durch lange Produktionsläufe erfüllt werden, werden Werkzeug- und Einrichtungskosten zu einem sehr kleinen Bruchteil der Gesamtkosten. Umgekehrt, wenn ein Produktionslauf kurz ist, neigen Werkzeug- und Einrichtungskosten dazu, vorzuherrschen. Das Verstehen und Handeln auf Kostentreiber bedeutet, Mengen zu berücksichtigen.

Kostentreiber bei Großaufträgen / Langen Produktionsläufen

Der größte Faktor ist das Volumen und die Art des für das Teil und Angusskanäle/Speiser verwendeten Metalls. Dies treibt Energiekosten, Produktionsrate und sogar Werkzeugkosten. Daraus folgt, dass zur Kostensenkung bei Sandguss auf weniger teures Metall in kleineren Mengen geachtet werden sollte.

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 leicht niedrigeren Stückkosten. Gusspezialisten können beraten, ob der Wechsel von einer Legierung zu einer anderen in spezifischen Fällen Vorteile bietet.

Kleinserien / Prototyping-Kostentreiber

In Kleinserien-Szenarien überwiegen Werkzeugkosten meist die Kosten des Metalls. Daher ist der Weg zu Einsparungen, das Werkzeug zu vereinfachen und, wenn möglich, zu verkleinern. Spezifische Aspekte, die zu prüfen sind, umfassen:

• Aufteilung des Gusses in kleinere Stücke für spätere Schweißung oder Montage (ermöglicht Verwendung kleinerer Formkästen)
• Komplexität reduzieren – interne Merkmale bearbeiten statt Kerne zu verwenden
• Bearbeitungs- und Verzugstoleranzen überprüfen – diese zu öffnen vereinfacht die Arbeit des Modellbauers
• Toleranzen so großzügig wie möglich machen

Nach Menge priorisieren

Hersteller überall stehen unter Druck, Kosten zu senken, und für viele ist Sandguss eine Möglichkeit, dies zu erforschen. Für kleine Aufträge beginnen Sie damit, nach Wegen zu suchen, das Werkzeug zu vereinfachen, auch auf Kosten zusätzlicher sekundärer Operationen. In der Hochvolumenproduktion haben Werkzeugkosten nur einen kleinen Einfluss auf die Gesamtkosten: hier ist der Weg zu Einsparungen die Reduzierung der verwendeten Metallmenge und möglicherweise der Wechsel zu einer günstigeren Legierung.