Druckguss: Wesentliche Vor- und Nachteile im Überblick

Veröffentlicht am 14. Dezember 2018 | Von Victoria, WayKen Projektmanagerin

Druckguss ist eines der vielseitigsten und produktivsten Metallgussverfahren, gekennzeichnet durch die Nutzung einer Formkavität, um hohen Druck auf die flüssige Metallschmelze auszuüben. Die Prozessmerkmale beeinflussen das Design von Druckgussteilen zur Erfüllung der Verfahrensanforderungen. Sehen wir uns Vor- und Nachteile des Druckgusses sowie den Vergleich mit anderen Fertigungsverfahren an.

1. Vorteile des Druckgusses

• Hohe Produktionsleistung – Prozess leicht mechanisierbar und automatisierbar. Kaltkammer-Druckgussmaschine: 50–90 Schüsse/Stunde. Heißkammer-Druckgussmaschine: 400–900 Schüsse/Stunde.
• Exzellente Maßgenauigkeit und glatte Gussflächen – Allgemeine Toleranzklasse IT13–IT15 (GB/T 1800-2009), höhere Präzision bis IT10–W 1 1. Oberflächenrauheit (Ra) 3,2–1,6 µm, lokal bis 0,8 µm. Durch hohe Genauigkeit und Oberflächenqualität können weniger anspruchsvolle Druckgussteile direkt verwendet werden, was Zerspanung vermeidet oder reduziert, Legierungsausnutzung verbessert und Zerspankosten spart.
• Hohe mechanische Eigenschaften der Druckgussteile – Die Metallschmelze kühlt schnell ab und erstarrt unter Druck, wodurch eine feinkörnige, dichte Randschicht entsteht. Sowohl Festigkeit als auch Härte sind hoch.
• Druckguss komplexer Dünnwandteile – Komplexe Teilgeometrien möglich, Wandstärken geringer als bei Sand- oder Kokillenguss. Minimale Wandstärke Aluminiumlegierungen: 0,5 mm. Zinklegierungen: 0,3 mm.
• Einbau von Fremdteilen in Druckgussteile – Komplexe Befestigungselemente oder Einlegeteile können im Endbauteil integriert werden. Spart Material- und Bearbeitungskosten, ermöglicht komplexe Formen, verbessert Teileleistung, reduziert Montageaufwand.
• Wirtschaftlich und einfach für Massenfertigung – Langlebige, maßhaltige Druckgussteile in definierten Formen, keine oder wenig Nachbearbeitung nötig.
• Vielfältige Oberflächentexturen – Viele Veredelungsverfahren und Oberflächen möglich. Glatte oder strukturierte Oberflächen realisierbar.

2. Nachteile des Druckgusses

• Porosität entsteht leicht in Druckgussteilen – Da die Schmelze die Kavität mit sehr hoher Geschwindigkeit füllt und das Werkzeugmaterial nicht gasdurchlässig ist, entstehen bei allgemeinen Druckgussverfahren leicht Gaslunker. Durch Porosität können Druckgussteile nicht durch Wärmebehandlung gehärtet werden und sind für hohe Temperaturen ungeeignet. Gleichzeitig darf die Zerspanungszugabe nicht zu groß sein, sonst wird die gehärtete Randschicht entfernt und die Oberfläche exponiert.
• Nicht geeignet für Kleinserien – Werkzeugbau komplex und kostspielig, daher allgemein nur für Großserien wirtschaftlich. Für Kleinserien nicht rentabel.
• Geringe Werkzeugstandzeit bei hochschmelzenden Legierungen – Manche Metalle (z. B. Kupferlegierungen) haben hohe Schmelzpunkte und hohe Anforderungen an Warmfestigkeit und Thermisch-Wechselfestigkeit der Werkzeugwerkstoffe, wodurch die Werkzeugstandzeit relativ gering ist. Aktuelle Druckgusswerkstoffe sind hauptsächlich Aluminium-, Zink- und Magnesiumlegierungen. Eisenwerkstoffe werden selten druckgegossen.
• Hohe Kapitalinvestition – Gießmaschinen, Werkzeuge und Peripherie sind im Vergleich zu den meisten anderen Gussverfahren sehr kostspielig. Daher ist Großserienfertigung zwingend für Wirtschaftlichkeit.

3. Einzigartige Vorteile des Druckgusses

Im Vergleich zu Teilen aus anderen Fertigungsverfahren haben Druckgussteile einzigartige Vorteile:

• Vs. Blechteile: Druckgussteile können komplexere Formen haben, Wandstärken variieren. Ein Druckgussteil kann mehrere Blechteile ersetzen, vereinfacht die Produktstruktur.
• Vs. Spritzgussteile: Druckgussteile sind fester, härter, maßhaltiger, hitzebeständiger und in Leistung und Kosten Kunststoffen weit überlegen. Hohe Dauerfestigkeit unter Last, vollständige UV-, Witterungs- und Spannungsrissbeständigkeit. Produktionszyklus viel schneller als bei Spritzguss. Allerdings: Kunststoffe können pro Volumeneinheit günstiger sein, haben inhärente Farbe (keine Nachbearbeitung), sind temperaturempfindlich und gute elektrische Isolatoren.
• Vs. Sandguss: Druckgussteile benötigen weniger Nachbearbeitung, haben dünnere Wände, engere Toleranzen, höhere Produktionsleistung (Werkzeugfertigung). Oberfläche glatter, geringere Arbeitskosten. Andererseits: Sandguss ermöglicht Eisenwerkstoffe und viele Nichteisenlegierungen, die für Druckguss ungeeignet sind. Größere Maximalgrößen, meist niedrigere Werkzeugkosten, wirtschaftlicher für Kleinserien.
• Vs. Zerspanungsteile: Druckgussteile sind leichter und niedriger in der Bearbeitungskosten.

Fazit

Wegen der genannten Vorteile und einzigartigen Vorzüge werden Druckgussteile immer breiter eingesetzt. Sie spielen eine wichtige Rolle in Produkten wie Laptops, Handys, Kameras, Automobilen und Motorrädern. In diesen Produkten erscheinen Druckgussteile als modische, umweltfreundliche, menschengerechte und innovative Komponenten, die von Verbrauchern hoch geschätzt werden. Mit der Weiterentwicklung der Druckgusstechnologie werden Druckgussteile sicher noch breiter Anwendung finden.

Dies waren die Vor- und Nachteile des Druckgusses – hoffentlich hilfreich. WayKen bietet nicht nur Druckguss-Service für Ihre Massenfertigungsprojekte, sondern beherrscht auch Rapid Injection Molding. Wir ermutigen Sie, uns für ein kostenloses Angebot unter info@waykenrm.com zu kontaktieren – wir liefern professionelle Services für Ihr nächstes Projekt.