Druckgussverfahren

Das Herzstück des Druckgusses ist die Form; dieser Schritt wirkt sich direkt auf die Gießgenauigkeit, die Produktionseffizienz und die Lebensdauer der Form aus.

1. Entwurfsphase:

• Eingaben: 3D-Produktzeichnungen (Toleranzen, Wandstärke und Oberflächenanforderungen müssen klar definiert sein), Materialeigenschaften (z. B. Fließfähigkeit von Aluminiumlegierungen).
• Konstruktion Inhalt: Hohlraum (Nachbildung der Produktform), Anschnittsystem (Führung des geschmolzenen Metalls für eine gleichmäßige Füllung), Entlüftungssystem (Ausstoßen von Luft aus dem Hohlraum zur Vermeidung von Porosität), Ausstoßmechanismus (Gewährleistung einer reibungslosen Entformung), Kühlkanäle (Steuerung der Formtemperatur für eine gleichmäßige Kühlung).
• Wichtigste Anforderungen: Wandstärke ≥ 0,5 mm (Vermeidung von unvollständiger Füllung), abgerundete Ecken (Vermeidung von Spannungskonzentration), Entlüftungsrillenbreite 0,1-0,2 mm (Vermeidung von Überlaufen von geschmolzenem Metall).

2. Herstellungsphase:

• Werkstoffe: Für den Formhohlraum wird hochfester Warmarbeitsstahl (z. B. H13, SKD61) verwendet, der hitzebeständig und verschleißfest ist.
• Ausrüstung für die Bearbeitung: CNC-Bearbeitungszentrum (Grobbearbeitung von Hohlräumen), EDM (Fertigbearbeitung von Hohlräumen, Genauigkeit bis zu ±0,005mm), Drahtschneiden (Bearbeitung komplexer Strukturen), Polieren (Hohlraumoberfläche Ra≤1,6μm, Verbesserung der Oberflächenqualität von Gussteilen).
• Versuchsproduktion und -überprüfung: Nach Abschluss der Formherstellung wird eine Versuchsproduktion in kleinen Stückzahlen durchgeführt, um die Gussabmessungen, Oberflächenfehler und die Entformbarkeit zu prüfen und die Formparameter anzupassen (z. B. Änderung des Anschnittsystems und Optimierung der Kühlkanäle).

Das Einspritzen von geschmolzenem Metall in den Formhohlraum ist ein entscheidender Schritt, der die Dichte und Präzision des Gussteils bestimmt. Es gibt zwei Hauptverfahren: Warmkammer-Druckguss und Kaltkammer-Druckguss.

1. Warmkammer-Druckguss

• Der Warmkammerdruckguss ist ein Druckgussverfahren, bei dem die Einspritzkammer direkt mit dem Ofen verbunden ist. Niedrigschmelzendes Metall (z. B. Zinklegierungen und einige Magnesiumlegierungen) wird im Ofen kontinuierlich auf hoher Temperatur gehalten und schnell durch die Einspritzstange eingezogen und dann mit einem Druck von 10-50 MPa in den Formhohlraum eingespritzt.
• Sie hat Vorteile wie eine kurze Zykluszeit (5-15 Sekunden/Stück), einen hohen Automatisierungsgrad und eine einfache Bedienung, so dass sie sich für die Massenproduktion von kleinen, dünnwandigen und einfach strukturierten Gussteilen (z. B. Geräte- und Spielzeugteile) eignet.

2. Kaltkammer-Druckguß

• Beim Kaltkammerdruckguss ist die Einspritzkammer unabhängig vom Ofen. Hochschmelzende Metallschmelzen (z. B. Aluminium-, Kupfer- und Magnesiumlegierungen) müssen manuell oder mit einem Roboterarm in die Einspritzkammer befördert werden. Dann wird es segmentiert eingespritzt (langsames Füllen, Hochgeschwindigkeitsspritzen mit 10-50 m/s) und bei 50-150 MPa hochdruckgeformt.
• Obwohl die Zykluszeit länger ist (15-60 Sekunden/Stück) und die Anlageninvestition größer ist, eignet sie sich für ein breiteres Spektrum an verwendbaren Materialien und erzeugt Gussteile mit höherer Festigkeit und Maßgenauigkeit. Es eignet sich besser für die Herstellung großer, komplexer und hochfester Teile (z. B. Motorblöcke für Kraftfahrzeuge und Halterungen für Industrieanlagen).

Verbesserung der Gusspräzision und des Aussehens, um den Anforderungen der Verwendung gerecht zu werden. Nach der Entformung muss überschüssiges Material entfernt, Fehler korrigiert und die Oberfläche optimiert werden.

Durch die mehrdimensionale Prüfung werden fehlerhafte Produkte aussortiert, um sicherzustellen, dass die Gussteile den Kundenanforderungen entsprechen.

• Inspektion des Aussehens: Visuelle oder AI-Vision-Inspektion zur Prüfung auf Oberflächenporosität, Risse, Grate, Verformungen und andere Mängel.
• Maßliche Prüfung: Mit Messschiebern, Mikrometern (für einfache Abmessungen) und Koordinatenmessgeräten (für komplexe Abmessungen, Genauigkeit ±0,005 mm), eine Abtastrate von ≥5% (in der Massenproduktion).
• Interne Defektprüfung: Zerstörungsfreie Prüfung: Röntgenprüfung (zur Prüfung auf innere Porosität und Lunker), Ultraschallprüfung (zum Aufspüren von Rissen), Eindringprüfung (für Oberflächenrisse); Zerstörende Prüfung: Nach dem Zufallsprinzip ausgewählte Gussteile werden einer metallografischen Analyse (zur Überprüfung der Mikrostrukturdichte) und einer Zugfestigkeitsprüfung (zur Überprüfung der mechanischen Eigenschaften) unterzogen.
• Verpackung und Versand: Qualifizierte Gussteile werden entsprechend den Kundenanforderungen verpackt (z. B. in rostfreies Papier eingewickelt, abschnittsweise in Kartons verpackt) und zur Rückverfolgbarkeit mit Charge und Menge beschriftet.