Die Vorteile des Druckgusses
Warum sollte sich ein Produktdesigner für ein Druckgussstück entscheiden und nicht für ein Bauteil, das mit einem anderen konkurrierenden Verfahren hergestellt wurde?
Welche Möglichkeiten bietet ein im Druckgussverfahren hergestelltes Produkt?
In dieser Sitzung werden wir diese Fragen beantworten. Wir werden auch die Länge und Breite der Druckgussanwendungen untersuchen und die einzigartigen Eigenschaften und die optimale Druckgusskonfiguration erklären.
Nach Abschluss dieses Kapitels werden Sie in der Lage sein:
- Nennen Sie die Vorteile der Anwendung des Druckgussverfahrens
- Identifizieren Sie Druckguss
Das oben abgebildete große Aluminium-Getriebegehäuse für Kraftfahrzeuge wird auf einer 3500 Tonnen schweren Kaltkammer-Druckgussmaschine hergestellt. Das Aluminium füllt den komplexen Formhohlraum in weniger als ½ Sekunde und alle zwei Minuten wird ein vollständig geformtes, erstarrtes Gussteil aus der Form ausgestoßen. Getriebegehäuse wiegen bis zu 35 Pfund. Im Gegensatz dazu wird der kleine Zinkleitungsverbinder für einen Kochherd auf einer viel kleineren Maschine hergestellt. Das Zink füllt den Hohlraum in der Größenordnung von ein paar Hundertstelsekunden, und jede Minute werden mehrere Gussteile ausgestoßen. Das Gewicht eines jeden dieser Gussteile beträgt 0,5 Unzen.
- Nennen Sie die Merkmale der optimalen Druckgusskonfiguration
- Identifizieren Sie die Komponenten des Druckgusses
Die in diesem Kapitel vorgestellten Informationen sind von allgemeinem Interesse und dienen als Hintergrundinformationen für die in den folgenden Kapiteln vorgestellten Materialien.
In den vorangegangenen Informationen haben Sie allgemeine Informationen über die Druckgussindustrie in China erfahren. In diesem Kapitel erfahren Sie spezifische Informationen über den Druckguss.
Die folgenden neuen Begriffe werden in diesem Kapitel verwendet.
- Die casting "shot" In diesem Kapitel als Substantiv definiert, nicht als Verb.
- Sprue Kegelförmiges Metallteil des Schusses, das die Düse und den Läufer verbindet.
- Overflows Kleine Metalltaschen am Umfang des Teils und auch in Öffnungen.
- Runner Der Weg, den das Metall fließen muss, um vom Anguss oder Biskuit zum Gussteil zu gelangen.
Die Die Casting Advantage
Im Druckgussverfahren werden Bauteile mit hoher Geschwindigkeit aus einer Reihe von haltbaren Zink-, Magnesium- und Aluminiumlegierungen hergestellt, wobei auch die kompliziertesten Konstruktionsdetails originalgetreu erfasst werden.
Diese Fähigkeit macht das Verfahren zu einer erstklassigen Option für die Produktion von Großserienbauteilen. Die Fähigkeit, enge Toleranzen einzuhalten, wodurch oft jegliche Bearbeitung entfällt, kann das Verfahren auch zur optimalen Wahl für die Kleinserienfertigung machen.
| Moderne Prozesstechnologie, die eine gleichbleibende Qualität sicherstellt | Die Computersteuerung der wichtigsten Prozessvariablen hat zu einer konsistenten Dimensionskontrolle und internen Integrität geführt. Der Prozess reagiert auf statistische Kontrolle und statistische Problemlösungsmethoden. |
| Freiheit bei der Gestaltung komplizierter Konfigurationen | Die Gestaltungsmöglichkeiten sind nur durch die Phantasie des Konstrukteurs und den Einfallsreichtum des Formenbauers beim Bau der Gussform begrenzt. Ein typisches Beispiel für eine komplizierte Konfiguration ist der Ventilkörper eines Kraftfahrzeuggetriebes. |
| Einsparungen beim Gießen in Netzform, auch bei geringeren Mengen | Durch den Wegfall von Bearbeitungs- und Nachbearbeitungsvorgängen kann der Druckguss auch bei geringen Produktionsmengen wettbewerbsfähig sein. |
| Große Vielfalt an verfügbaren Legierungen und Legierungseigenschaften | Die typischen Metalle sind Legierungen aus Aluminium, Magnesium und Zink. Kleine Mengen von Legierungen aus Kupfer und Blei werden ebenfalls routinemäßig im Druckgussverfahren hergestellt. Auch Eisen- und Titanwerkstoffe wurden bereits im Druckgussverfahren hergestellt. Die derzeitige Entwicklung von Legierungen umfasst die Verwendung von Verbundwerkstoffen, z. B. Aluminium und Siliziumkarbid. |
| Die Steifigkeit, das Aussehen und die Haptik von Metall | Die wahrgenommene Qualität eines Metallbauteils ist höher als die eines Bauteils aus einem nichtmetallischen Werkstoff. Die Steifigkeit ist mit der Festigkeit vergleichbar und basiert auf dem Elastizitätsmodul und der Konfiguration. Eine gute Steifigkeit verringert auch Vibrationen. |
| Erfüllt mittlere bis hohe Festigkeitsanforderungen | Die Festigkeiten von Druckgusslegierungen liegen über denen von Kunststoffen und leicht unter denen von Stahlblechen. |
| Mäßige bis hohe Schlag- und Dellenfestigkeit | Ausgewählte Legierungen haben eine sehr hohe Energieabsorptionsfähigkeit. |
| Dokumentierte Dauerfestigkeitseigenschaften | Die veröffentlichten Werte für die Ermüdungsfestigkeit sind konservativ. Gießverfahren mit hoher Dichte minimieren Defekte, wie z. B. Porosität, die Ermüdung auslösen können. |
| Ausgezeichnete schalldämpfende Eigenschaften | Studien zeigen, dass Zink und ZA-Legierungen gut schalldämpfend sind. Magnesium hat sich in Komponenten des Antriebsstrangs als schalldämpfend erwiesen. |
| Lagereigenschaften, die separate Lager oft überflüssig machen | ZA-Legierungen haben gute Lagereigenschaften. Die Legierung Aluminium 390 weist eine gute Verschleißfestigkeit auf. |
| Inhärente EMI-Abschirmung für elektronische Anwendungen | Hohe Leitfähigkeit bietet inhärente Abschirmung |
| Druckdichtheit für hydraulische und pneumatische Komponenten | Die Auswahl der Legierungen, die Anschnitttechnik und die Vakuumsysteme reduzieren eingeschlossene Gase und Schrumpfungsporosität erheblich. |
| Hochwertige Oberflächenveredelungen für dekorative Anwendungen | Eine gute Oberflächengüte ist relativ leicht zu erreichen. Eine Vielzahl von Oberflächenbehandlungen ist einfach anzuwenden. |
| Erfüllt die Kriterien für Gebrauchstauglichkeit und Wiederverwertbarkeit | Legierungen sind "grün" und lassen sich leicht recyceln. Die Aluminiumlegierungen werden in der Regel aus recycelten Materialien hergestellt. Der Recyclingstrom für Druckgusslegierungen basiert auf einer weltweiten Infrastruktur für die Metallrückgewinnung, die seit mehr als 50 Jahren in Betrieb ist. |
Mit der Einführung neuer, leistungsfähigerer Druckgusslegierungen und neuer Verfahrenstechniken sind heute viele der alten Konstruktionsannahmen über Verfahrensgrenzen hinfällig geworden.
- Es wurden neue Spezifikationen für die Maßkontrolle, den Entwurf und die Ebenheit herausgegeben. Diese Spezifikationen werden in regelmäßigen Abständen überprüft und aktualisiert.
- Neue Prozessverbesserungen wie Vakuumtechnologie, Squeeze-Casting, Semi-Solid-Casting und thixotropes Formen wurden entwickelt und haben zu einer erheblichen Verringerung der Porosität geführt.
Die optimale Konfiguration des Druckgusses
Bevor ein Druckgussprojekt in Angriff genommen wird, sollte der Gussentwurf im Hinblick auf seine Herstellbarkeit bewertet werden. Mit anderen Worten: Kann das Gussteil hergestellt werden? Ist der Gussentwurf optimal?
Die optimale Druckgusskonfiguration wird:
- Vollständig mit Metall auffüllen.
- Schnell und fehlerfrei erstarren.
- Leichtes Auswerfen aus der Matrize.
Die optimale Gusskonfiguration ergibt sich nicht von selbst.
Ingenieure und Konstrukteure müssen zusammenarbeiten, um sicherzustellen, dass der Gussentwurf die Produktanforderungen erfüllt und hergestellt werden kann. Um diese beiden Ziele zu erreichen, muss das Druckgussstück so konstruiert werden, dass die Eigenschaften des Druckgussverfahrens optimal genutzt werden. Die folgenden sechs Grundsätze sollten bei der Entwicklung der optimalen Druckgusskonfiguration beachtet werden.
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