Druckgussform

Die Druckgussform hat im industriellen Bereich nach und nach an Popularität gewonnen, da sie viele Anwendungen ausstattet. Die Druckgussform ist ein entscheidendes Element im Prozess des Druckgusses. Die Form und Eigenschaften der Form beeinflussen die Eigenschaften des Endprodukts.

Daher ist es wichtig, das Design der Druckgussform zu verstehen. Dies hilft Ihnen, die ideale Form zu erstellen und für Ihre Druckgussaufgaben auszuwählen. Darüber hinaus können Sie sicherstellen, dass das fertige Produkt bestimmten Spezifikationen entspricht.

Jeder Metallbearbeitungsvorgang erfordert eine Form, und das ist beim Druckguss nicht anders. Wenn es um eine Form geht, werden die Begriffe „Matrize“ und „Werkzeug“ häufig synonym verwendet. Metall wird in eine Druckgussform eingespritzt, um Metallkomponenten herzustellen.

Es erhöht die Effizienz bei der Herstellung mehrerer Teile erheblich. Da Druckgussformen jedoch mit CNC-Maschinen (Computer Numerical Controlled) hergestellt werden, können sie ziemlich teuer sein. CNC-Maschinen sind teuer im Betrieb und erfordern qualifiziertes Personal.

Ein sachkundiger Druckgusshersteller kann Ihnen jedoch dabei helfen, Ihr Design zu verbessern und die Kosten für die Werkzeugausstattung erheblich zu senken. Daher kann Ihre Erfahrung mit dem Druckguss erheblich von der Wahl Ihres Druckgusslieferanten beeinflusst werden.

Druckgussverfahren

Unsere Formen sind hitzebeständig und werden im Hochdruckgussverfahren hergestellt. Um Bauteile mit minimaler Wandstärke herzustellen, ist eine aufwendige Technik mit geschmolzenem Metall erforderlich.

Druckgussformen haben Sandgussformen schnell verdrängt, weil sie bessere Ergebnisse liefern und wiederverwendet werden können. Die Investition lohnt sich, weil Sie mit einer Druckgussform Tausende von Bauteilen herstellen können. Wenn Sie jedoch die besten Ergebnisse erzielen möchten, benötigen Sie Premium-Stahl für den Stahleinsatz.

Es wäre am besten, wenn Sie die hochwertigste Aluminiumlegierung für Produktionsverfahren erhalten, die Aluminiumdruckguss erfordern. Gießformen aus geschmolzenem Metall werden jedoch häufiger verwendet, da sie viele qualitativ hochwertige Teile, dünnwandigere Gussteile und genaue Abmessungen produzieren.

Materialien zur Herstellung von Druckgussformen

Die zur Herstellung der Gießform verwendeten Materialien sollten gegen hohe Hitze und hohen Druck beständig sein. Es gibt mehrere Legierungen, die den Kräften des Druckgussverfahrens erfolgreich ausgesetzt werden können. Die besten Materialien für die Herstellung von Formen sind Kupfer, Messing, Aluminium, Zink und Magnesium.

Andere geeignete starke Metalllegierungen können ebenfalls in Betracht gezogen werden, um die Form herzustellen.

Vorteile des Druckgusses

Wie bereits erwähnt, eignet sich die Druckgussform perfekt zum Entwerfen und Erstellen verschiedener Teile im Druckgussverfahren. Hier sind einige der Vorteile der Verwendung von Druckgussformen:

• Druckguss bietet im Vergleich zu vielen anderen Massenfertigungsverfahren komplizierte Konstruktionen mit engeren Toleranzen.
• Zur Herstellung von Druckgussteilen werden hohe Fertigungsraten verwendet. Es ist wenig bis gar keine Bearbeitung erforderlich.
• Druckguss produziert robuste, formstabile Teile, die sich hochwertig anfühlen und aussehen.
• Die Wände von Druckgussteilen können dünner als bei anderen Gießtechniken und deutlich stärker als Kunststoffspritzgussteile gleicher Größe hergestellt werden.
• Bevor zusätzliche Ausrüstung benötigt wird, können Druckgussformen Hunderte von identischen Gussteilen innerhalb vorgegebener Toleranzen herstellen.
• Zinkgussteile lassen sich mit geringstem Aufwand einfach polieren oder plattieren.
• Druckgussteile können mit Oberflächen hergestellt werden, die viele verschiedene Texturen nachahmen.
• Im Vergleich zu den meisten anderen Gießverfahren, einschließlich Sand, Dauerformen und Einbettverfahren, sind Druckgussoberflächen beim Gießen glatter.
• Druckgusslöcher können entkernt und an bestimmte Bohrerdurchmesser angepasst werden.
• Die Außengewinde der Teile können problemlos druckgegossen werden.
• Druckgussteile enthalten eingebaute Befestigungskomponenten wie Vorsprünge und Bolzen, die zu Einsparungen bei den Montagekosten führen können.
• Bei anderen Metallen und einigen Nichtmetallen können die Einsätze druckgegossen werden.
• Die Korrosionsbeständigkeit von Druckgusslegierungen reicht von gut bis hoch.

Druckgussteile sind monolithisch. Denn sie vereinen mehrere Funktionen in einem einzigen, filigran geformten Bauteil. Da Druckgussteile nicht aus einzelnen Abschnitten bestehen, die miteinander verschweißt oder verbunden werden, ist die Festigkeit, nicht die Gewinde oder Schweißnähte, die des Materials.

Bei voller Ausschöpfung ist der Druckguss eine effektive und kostengünstige Methode, die Baugruppen aus mehreren Teilen ersetzen kann, die mit unterschiedlichen Herstellungsverfahren hergestellt wurden, und gleichzeitig Geld und Arbeit spart.

Nachteile der Druckgussform

Während die Druckgussform aus vielen Gründen vorteilhaft ist, hat sie auch einige Nachteile. Hier sind ein paar Nachteile der Druckgussform:

• Es kann nicht für alle Metalle und Legierungen verwendet werden
• Der Preis für Werkzeuge, Matrizen und andere Maschinen ist hoch.
• Der Einstieg in die Kleinserienproduktion ist teuer.
• Um Porosität zu verhindern, ist es wichtig, bestimmte Schritte zu unternehmen, um die Luft aus dem Formhohlraum zu evakuieren.
• Während des Produktentwicklungsprozesses ist es unmöglich, einen Druckguss-Prototyp zu erhalten.

Sie müssen diese Nachteile und ihre Auswirkungen auf Ihren Herstellungsprozess berücksichtigen, bevor Sie sich für die Verwendung von Druckgussformen entscheiden.

Vorteile der Druckgussform für Unternehmen

Die Druckgussform ist ein großartiges Werkzeug für Fertigungsunternehmen, die Massenteile und -artikel herstellen. Hier sind einige Vorteile, die Unternehmen aus der Konstruktion von Druckgussformen ziehen können:

Einfache Massenproduktion

Da der Druckguss mit einer Druckgussform hergestellt wird, können die Toleranz- und Formanforderungen erfüllt werden. Zahlreiche ähnliche Gussteile können ohne zusätzliche Werkzeuge und mit wenig bis gar keiner Bearbeitung hergestellt werden. Somit ist die Massenproduktion ziemlich einfach.

Die enorme Fertigungskapazität der Druckgussform ist ihr größter Vorteil. Eine der schnellsten Fertigungsmethoden ist der Druckguss. Auch Schimmelpilze machen es möglich. Jetzt können viele Teile schnell und in großen Stückzahlen produziert werden.

Stärke und Gewicht

Druckgussteile vergleichbarer Größe sind langlebiger als Spritzgussteile aus Kunststoff. Gussteile mit dünnen Wänden sind haltbarer und leichter als andere Gusstechniken. Darüber hinaus ergibt sich die Festigkeit von Druckgussteilen eher aus der Legierung als aus dem Fügeprozess, da sie nicht aus einzelnen Abschnitten bestehen, die geschweißt oder verbunden werden.

Langfristig kostengünstig

Druckgussformen können sehr lange effizient arbeiten. Daher werden im Laufe der Zeit die Druckgusskosten pro Teil stark gesenkt. Und bei einem Hersteller von Hochdruck-Aluminium-Druckgussformen finden Sie die günstigste Fertigungslösung.

Maßhaltigkeit und Stabilität

Durch Druckguss entstehen Bauteile mit engen Toleranzen, die formstabil und langlebig sind. Sie vertragen auch Hitze.

Teile, die mit Druckgussformen hergestellt werden, weisen eine außergewöhnliche Dimensionsstabilität auf. Enge Toleranzen und dünne Wände können in das Design integriert werden. Daher ist es einfacher und schneller, Teile mit komplizierten Details herzustellen.

Hervorragende Haltbarkeit

Typischerweise werden Nichteisenmetalle mit einem relativ niedrigen Schmelzpunkt in Druckgussformen gegossen. Für die Herstellung der Form werden Materialien mit einem höheren Schmelzpunkt als die für den Druckguss verwendeten verwendet. Außerdem können die Formen extrem hohem Druck standhalten.

Komplexe dünnwandige Bauteile

Aluminiumdruckguss hat einen Vorteil gegenüber anderen Metallformgussteilen und Feingussteilen, da es kompliziert geformte, leichte Komponenten mit einem hohen Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht herstellen kann. Die Wandstärke von Gussteilen aus Zink kann bei Teilen aus Druckguss-Aluminiumlegierungen sogar nur 0,3 mm betragen.

Starke mechanische Eigenschaften

Druckgusserzeugnisse haben überlegene mechanische Eigenschaften. Das flüssige Metall erscheint fein, dicht und kristallin, wenn es unter starkem Druck erstarrt. Druckgussteile haben ein hohes Maß an Steifigkeit, Härte und Festigkeit. Sie bieten auch eine höhere Haltbarkeit und Leitfähigkeit.

Glatte Oberflächen

Druckgussteile haben eine kristalline Oberfläche, die gleichmäßig glatt ist. Die geschmolzene Metalllegierung wird im Druckgussverfahren verwendet, um die Formen zu füllen und präzise Formen herzustellen. Daher sind die Teile fein und glatt, wenn die Matrize gut geformt ist und der Prozess gut funktioniert.

Die Herstellung glänzender Teile reduziert die Notwendigkeit weiterer Nachbearbeitungsschritte, mit Ausnahme von einzigartigen Anforderungen. Darüber hinaus können die Waren nach Abschluss des Druckgusses zur Lieferung versandt werden. Dies kann die Länge des gesamten Produktionszyklus verkürzen.

Kundenspezifische Druckgussformen

Eine individuelle Druckgussform können Sie bei uns bestellen. Wir garantieren, einzigartige Druckgussformen für Ihre Bedürfnisse anzubieten, da wir modernste Technologie und Bearbeitung einsetzen.

Darüber hinaus stellen wir sicher, dass alle unsere Produkte allen Branchenvorschriften und Qualitätsstandards entsprechen.

Design von Druckgussformen

Wenn Sie wissen, was Sie wollen, wird das Design von Druckgussformen einfach. Um sicherzustellen, dass Sie am Ende ein großartiges Design für Ihre Druckgussform erhalten, benötigen Sie die Hilfe eines Fachmanns, der sich der Präzision und Genauigkeit verschrieben hat.

Darüber hinaus stellen unsere Fachleute sicher, dass das Verfahren für Gusslegierungen, Gusslieferanten, Gusswerkzeuge, Lochgrößen und teure Werkzeuganpassungen abgedeckt ist. Wir arbeiten auch mit einem erfahrenen Werkzeuganbieter zusammen, um eine Vielzahl von Größenbeispielen und den schnellsten Ansatz für die angegebene Anwendung zu erhalten.

Bei der Konstruktion der Druckgussform laufen folgende Schritte ab:

Vorstufe

Die Druckgusstechnologie muss verwendet werden, um die Produktion des Teils zu beurteilen, bevor die Form erstellt wird. In dieser Phase wird die Lebensfähigkeit des Produkts unter geometrischen und dimensionalen Gesichtspunkten bewertet.

In dieser Phase nimmt sich ein Fachmann Zeit, um die mögliche Formgeometrie zu prüfen und über die Praktikabilität des Designs zu entscheiden. Wenn es nicht praktikabel ist, prüfen wir Alternativen oder Möglichkeiten zur Verbesserung des Designs.

Es gibt zwei Hauptbereiche, die in der Vorphase berücksichtigt werden müssen:

Abmessungsbetrachtung

In diesem Stadium ist es wichtig sicherzustellen, dass Sie die Abmessungen und die Anzahl der Kavitäten kennen, die ein Teil haben sollte. Dies sind entscheidende Elemente, die in der Form vorhanden sein müssen. Dies erleichtert die Bestimmung der Öffnungskraft und des Volumens des Gussstücks. Der Besitz dieser Informationen wird Machbarkeitsbewertungen viel einfacher machen.

Geometrische Betrachtung

Ein weiterer Bestandteil der Vorstufe ist das Zeichnen der Trennfuge als Teil der Produktgeometrie. Die Druckgussform wird durch die Trennfuge in zwei Hälften geteilt, wodurch das fertige Gussteil einfach zu öffnen und auszuwerfen ist.

Außerdem wirkt sich die Anordnung der Teile relativ zu den Trennlinien auf ihre Glätte aus. Oberflächen müssen daher mit Blick auf die Formöffnung erstellt werden.

Dies ist wichtig, da es Ihre Entscheidung über die Materialien und den Prozess des Druckgusses beeinflusst. Beispielsweise ist es aufgrund der durch die Metallkühlung verursachten Schrumpfung möglicherweise nicht einfach, die geometrische Genauigkeit der Zitate auf einem 2D-Modell herzustellen.

Sobald Sie also sicher sind, dass ein Teil aus einer geometrischen Ansicht und einer dimensionalen Ansicht hergestellt werden kann, können Sie mit der nächsten Stufe fortfahren.

Hohlräume

Eine weitere wichtige Überlegung bei der Formkonstruktion ist die Anzahl der für die Teile erforderlichen Kavitäten. Um zu bestimmen, wie viele Kavitäten in einem Werkzeug benötigt werden, müssen folgende Aspekte berücksichtigt werden:

• Stückzahl, die hergestellt wird.
• Ausrichtung des Formhohlraums.
• Geschätzte Zykluszeit.

Diese Komponenten können bei der Entscheidung helfen, ob die herzustellende Form eine Einzelkavität oder eine Mehrfachkavität sein soll.

Denken Sie bei der Auswahl einer Form mit mehreren Kavitäten daran, dass der Produktionsprozess zusätzlich zu den Auswurfphasen und der erhöhten Schwierigkeit, tiefe Vorsprünge zu füllen, durch die Größe der Kavität und die Produktanordnung beeinflusst werden kann.

Volumen und Form der Matrize

Für die Werkzeugkonstruktion sind Größe und Form des Werkzeugs entscheidend. Bedenken Sie neben dem beabsichtigten Volumen, dass größere Stücke durch längeres Abkühlen schneller schrumpfen als kleinere. Folglich ist es notwendig, die Formhohlräume geeignet zu dimensionieren.

Darüber hinaus ist es eine gute Idee, mehrere Faktoren zu berücksichtigen, die die endgültige Formgröße beeinflussen. Die wichtigsten Überlegungen sind:

Art des Werkzeugverschlusses

Das einfachste Formschließen ist ein Öffnen/Schließen der Form. Es funktioniert am besten mit Gegenständen, die klare, einfache Formen haben, die schnell entfernt werden können. Für Teile mit komplexer Geometrie gibt es bessere Möglichkeiten als diese. Da das Entfernen von Produkten mit komplizierter Geometrie eine Herausforderung darstellen würde, muss der Hersteller die Gesamtformgröße erhöhen.

Injektionskanäle

Die Anzahl der Hohlräume und die Platzierung der Anschnitte und Teile beeinflussen die Größe der Injektionskanäle. Die Form der Injektionskanäle muss einige strömungsdynamische Vorgaben erfüllen.

Bei schlechtem Materialfluss reduzieren die Hersteller beispielsweise den Querschnitt, um eine gute Haftung an den Innenwänden zu gewährleisten. Dadurch löst sich die geschmolzene Legierung aufgrund des schnellen Flusses, der durch das Schrumpfen verursacht wird, von den Wänden.

Somit können Turbulenzen, Lufteinschlüsse und andere Fehler vermieden werden, indem man eine glattere äußere Schicht hat.

Vorhandensein von Überläufen

Kleine Vertiefungen, sogenannte Überläufe, sind strategisch in der gesamten Druckgussform positioniert. Da der erste Metallschrot häufig kühler ist als die folgenden, sind sie beim Sammeln von entscheidender Bedeutung.

Dadurch können kühle Runden und andere vergleichbare ästhetische Mängel vermieden werden. Überläufe wirken auch als Wärmequelle und erhöhen die Temperatur in der Kokille an Stellen, die für das endgültige Gießen wichtig sind.

Projektionsbereich

Die Fläche, die durch die Projektion von Hohlräumen auf den Plan entsteht, wird als Projektionsfläche bezeichnet. Es ist parallel zu der Richtung, in die die Formöffnung geht. Ein entscheidender Aspekt der Entwurfsphase ist die Projektionsfläche. Es verbindet die Öffnungskraft des geschmolzenen Metalls mit den Werkzeugwänden.

Infolgedessen wirkt sich die Richtung der Formabmessung darauf aus, wie stark die Kraft ist. Grate entstehen als Ergebnis eines Materialüberlaufs, der durch eine starke Kraft verursacht wird.

Um diesen Gussfehler zu vermeiden, müssen Sie also die Kräfte berechnen, die durch das geschmolzene Metall entstehen. Die Kraft ist eine Funktion der Projektionsfläche, des Maschinendrucks und der vorgegebenen Sicherheitsparameter. Der Faktor stellt einen größeren Puffer bereit, um dem größten Druck beim Füllen standzuhalten. Es wird häufig als Wasserschlag bezeichnet.

Am Ende des Vorgangs überträgt die Maschine die dynamische und statische Kraft. Dadurch entsteht ein Druckpunkt, den die Schließmaschinenkraft handhaben muss. Das Pressenmodell und die Hubabmessung beeinflussen beide diese Schließkraft.

Simulation durch semi-empirische Modi

 Die semi-empirische Modi-Simulation der Formfüllung erfolgt, nachdem die grundlegende Entwurfsphase abgeschlossen ist. Die Berechnung der Modalität der Formfüllung wird durch die Simulation erleichtert. Zusätzlich wird die Modalität durch das Füllungsverfahren und den Verwendungszweck des Gussstücks beeinflusst.

Kompaktheit und mechanischer Widerstand sollten idealerweise für Teile mit komplizierten strukturellen Details induziert werden. Bei reinen Zierteilen muss die Oberflächenqualität auf höchstem Niveau sein.

Sie können die Eigenschaften ändern, indem Sie die Füllzeit anpassen. Die Oberflächenqualität steigt mit schnellerem Feilen, die Bauteilfestigkeit steigt mit längerem Feilen. Sobald die Analyse abgeschlossen ist, ist es einfacher, Gussschwierigkeiten zu erkennen.

Die Auslegung der Aluminium-Druckgussform beginnt mit einer Herstellbarkeitsanalyse, gefolgt von einer Kraftberechnung und Spritzkanalbesichtigung. Diese Kanäle werden mithilfe von Simulationen optimiert und entworfen, um den Ablagemodus zu bestimmen und Probleme zu finden. Wenn diese Phase erfolgreich abgeschlossen ist, können Sie mit der Erstellung der beabsichtigten Form fortfahren.

Wichtige Punkte zum Design von Druckguss-Spritzgussformen

Luftzug

Der Betrag, um den sich ein Formkern verjüngen kann, wird als Formschräge bezeichnet. Die Tiefe der Form, die Art der verwendeten geschmolzenen Legierung und die Form der Wand können sich alle auf den Prozess auswirken, da ein präziser Formzug erforderlich ist, um das Gussstück reibungslos aus der Form auszustoßen.

Der Luftzug ist jedoch nicht konstant und schwankt je nach Wandwinkel. Außerdem kann die Formgeometrie die Formschräge beeinflussen. Bohrungen ohne Gewinde müssen aufgrund der Möglichkeit des Schrumpfens typischerweise verjüngt werden.

Ähnlich wie Außenwände schrumpfen können, können auch Innenwände mehr Entwurf erfordern als Außenwände. Sie können Entformungswinkel nachschlagen, um mehr über die Herstellung und Konstruktion von Druckgussformen zu erfahren.

Trennlinie

Die Trennlinie oder Trennlinie verbindet verschiedene Teile der Form. Material kann durch den Raum zwischen den Werkzeugkomponenten sickern, wenn die Trennlinie nicht genau platziert ist oder sich aufgrund von Arbeitsbelastung verformt, was zu ungleichmäßigem Formen und übermäßigen Nähten führt.

Filets

Eine konkave Verbindung, die als Filet bezeichnet wird, wird verwendet, um eine eckige Oberfläche zu glätten. Viele Formen enthalten Rundungen, um abgerundete Kanten zu erzeugen und die Möglichkeit von Produktionsfehlern zu verringern, da scharfe Ecken den Gießprozess behindern können. Die einzige Stelle auf einer Form, an der keine Filets hinzugefügt werden können, ist die Trennlinie.

Bosse

Druckgegossene Knopfnaben werden im Formenbau als Befestigungspunkte oder Abstandshalter verwendet. Hersteller vergrößern häufig ein Loch in der inneren Struktur des Vorsprungs, um eine gleichmäßige Wanddicke in einem geformten Produkt zu gewährleisten. Tiefe Vorsprünge sind für das Metall notorisch schwer zu füllen; daher kann Filetieren und Riffeln erforderlich sein, um das Problem zu lösen.

Löcher und Fenster

Die Fähigkeit einer Druckgussform, ein fertiges Formteil leicht auszuwerfen und die Entwicklung erheblicher Formschrägen zu ermöglichen, wird direkt durch den Einschluss von Löchern oder Fenstern beeinflusst. Zusätzliche Merkmale wie Überläufe, Überschläge und Quereinspeisungen können erforderlich sein, um ein unerwünschtes Gießen in den Löchern oder einen unzureichenden Materialfluss um die Löcher herum zu vermeiden.

Rippen

Druckgussrippen können verwendet werden, um die Materialfestigkeit bei Produkten zu verbessern, denen die für bestimmte Anwendungen erforderliche Wandstärke fehlt. Eine selektive Rippenplatzierung kann die Wahrscheinlichkeit von Spannungsrissen und ungleichmäßiger Dicke verringern. Es ist auch vorteilhaft, um das Produktgewicht zu verringern und die Füllfähigkeit zu verbessern.

Symbole

Druckgussformen-Designs enthalten immer Markennamen oder Produktlogos des Herstellers. Bestimmte Gussteile haben ein Datum, um eine Gusscharge von einer anderen zu unterscheiden.

Obwohl Symbole den Designprozess nicht komplexer machen, können sie die Produktionskosten erhöhen. Ein eingerücktes Symbol erfordert weniger Metall als ein erhabenes Logo, das für jedes hergestellte Produkt ein anderes Metall erfordert.

Wandstärke

Druckgussteile sind dünnwandig und es gibt weder eine maximale noch eine minimale Wandstärke. Die Wandstärke muss über den gesamten Abschnitt konstant gehalten werden. Beim Füllen sorgt die Gleichmäßigkeit für einen gleichmäßigen Metallfluss und verringert die durch Abkühlung und Schrumpfung verursachte Verformung.

Primäres Ziel ist die Vermeidung von Kaltverschlüssen durch Befüllen der Druckgussform vor dem Erstarren.

Kühlsystem

Das Kühlsystem für eine Druckgussform unterscheidet sich von dem einer Kunststoffspritzgussform, die keine „O“-Form haben darf, da ihre Temperatur 200 Grad übersteigt, und sie muss heißer werden, bevor das Gießen stattfinden kann. Mit dem konturnahen Kühlsystem sind Gussteilqualität und Taktzeit optimal.

Fazit

Die Druckgussform ist ein wichtiges Element bei der Herstellung verschiedener Teile. Es gibt viele Formdesigns für verschiedene Teile. Der Konstruktionsprozess einer Form muss die Präzision und die Abmessungen der vorgesehenen Teile berücksichtigen.

Es ist möglicherweise am besten, eine Druckgussform im Kaltkammerverfahren herzustellen, um Schrumpfung zu vermeiden. Nichtsdestotrotz sind Werkzeuge in der Massenproduktion von identischen Teilen von entscheidender Bedeutung.