Leitfaden zum Druckguss

Einleitung

Ein durchdachter Ansatz kann Ihre Fertigung deutlich verbessern. Wenn Sie neu im Bereich Aluminiumdruckguss sind oder Ihre Kenntnisse in der Druckgusskonstruktion auffrischen möchten, ist dieser Konstruktionsleitfaden für Aluminiumdruckguss genau das Richtige für Sie. Er richtet sich an Maschinenbauingenieure und Produktdesigner. Wir behandeln zentrale Konstruktionsaspekte und Einschränkungen, die den Aluminiumdruckgussprozess erheblich vereinfachen und so die Kosten der Gießerei senken können.

Konstruktionsleitfaden für Aluminiumdruckguss

Konstruktionsanforderungen

Bei der Entwicklung eines Aluminiumdruckgussteils müssen Anwendung, Optik, Leistung, Genauigkeit und vor allem die Kosten berücksichtigt werden. Zunächst müssen Sie als Gusslieferant festlegen, was Sie mit jedem Ihrer Bauteile erreichen möchten, und Ihre Ziele so abwägen, dass Sie im Budget bleiben. In diesem Abschnitt haben wir die wichtigsten Punkte zusammengestellt, die bei der Entwicklung eines Bauteils zu beachten sind.

Funktion

Bei der Entwicklung eines Produkts muss dessen Verwendungszweck berücksichtigt werden. Aluminiumdruckgussteile eignen sich sowohl für strukturelle als auch für dekorative Zwecke. Daher hat sich Druckguss als beliebte Alternative zu anderen Verfahren etabliert.

Da moderne Computer deutlich leistungsfähiger sind als frühere Generationen, hat sich die mit Druckguss erreichbare Genauigkeit um den Faktor zehn erhöht. Neben ihrer hohen strukturellen Integrität zeichnen sich Druckgussteile auch durch eine hervorragende Optik aus.

Teilen Sie dem Druckgießer genau mit, wie Ihre Bauteile eingesetzt werden. Er kann Sie bei der Auswahl des geeigneten Werkstoffs unterstützen und auf Basis Ihrer Anforderungen passende Toleranzen für die Konstruktionsparameter festlegen. Berücksichtigen Sie außerdem Korrosionsbeständigkeit, Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und Leitfähigkeit.

Häufig bezahlen Kunden jedoch für ein Maß an Qualität und Festigkeit, das ihre Anforderungen deutlich übersteigt. Wer den Verwendungszweck seiner Bauteile genau kennt, versteht daher auch den Fertigungsprozess beim Druckgusshersteller besser.

Anforderungen an die Optik

Bei innenliegenden Aluminiumdruckgussteilen spielt die Optik kaum eine Rolle. Bei außenliegenden Gussteilen wie Gehäusen oder Abdeckungen ist sie dagegen entscheidend.

Endanwender bevorzugen stets optisch ansprechende Produkte. Unabhängig von der Funktionalität eines Bauteils legen Käufer daher großen Wert auf sein Erscheinungsbild. Außenliegende Druckgussteile sollten deshalb ansprechend gestaltet sein.

Konstruieren Sie Ihre Bauteile daher mit Blick auf die Ästhetik. Planen Sie die gewünschte Oberflächenbehandlung frühzeitig ein. Eine hochwertige Oberfläche kann zusätzlichen Schutz vor ungünstigen Witterungsbedingungen bieten.

Montageverfahren

Die Montage von Aluminiumdruckgussteilen kann je nach Komplexität der Bauteile relativ einfach oder recht aufwendig sein. Früher eingesetzte Druckgießmaschinen unterlagen gewissen Einschränkungen hinsichtlich der gießbaren Teile. Daher war das Gießen sehr detailreicher Teile früher schwierig.

Komplexe Teile lassen sich jedoch in geeignete Segmente aufteilen und nach dem Gießen mit einem passenden Montageverfahren zusammenfügen. Typische Montageverfahren für Druckgussteile sind:

• Verschrauben und Befestigen
• Gewindeschneiden
• Schweißen
• Montage durch Metall-Umspritzen
• Gegossene (vorgegossene) Bohrungen usw.

Bevor Sie mit der Konstruktion beginnen, sollten Sie sich für ein Montageverfahren für Ihre Druckgussteile entscheiden, denn der Montageprozess hat erheblichen Einfluss auf die Konstruktion. Wählen Sie das Montageverfahren, das Ihren Anforderungen am besten entspricht.

Kostenbudget

Führen Sie eine gründliche Kostenanalyse Ihres Projekts durch, denn finanzielle Rahmenbedingungen wirken sich direkt auf Ihren Druckgusshersteller aus. Ihre Konstruktion muss im Rahmen Ihres Budgets umgesetzt werden.

Ein erfahrener Konstrukteur kann die Druckgusskosten erheblich senken, ohne die Qualität Ihrer Bauteile zu beeinträchtigen. Um eine Überdimensionierung Ihrer Bauteile und zusätzliche Kosten zu vermeiden, sollten Sie bestimmte Konstruktionsregeln einhalten.

So lassen sich beispielsweise durch Taschen leichtere Bauteile ohne Leistungseinbußen herstellen. Dadurch sparen Sie Materialkosten. Indem Sie Hinterschnitte und scharfe Kanten minimieren oder vermeiden, lassen sich zudem Kosten und Aufwand für Werkzeugbau und Guss deutlich reduzieren.

Gestaltung der Bauteilstruktur

Die fachgerechte Konstruktion eines Aluminiumdruckgussteils birgt zahlreiche Herausforderungen. Schon kleinste Details der Konstruktion können den Gießprozess erheblich beeinflussen. Daher sollte jedes Detail sorgfältig anhand der festgelegten Kriterien geprüft werden.

Wir haben uns auf die wesentlichen Merkmale der Aluminiumdruckgusskonstruktion konzentriert. Sie erfahren, welche Genauigkeiten für verschiedene kritische Merkmale empfohlen werden und welche Konstruktionsaspekte Sie bei der Produktentwicklung berücksichtigen sollten.

Werkstoffauswahl

Die Konstruktion des Produkts kann sich je nach verwendetem Werkstoff stark unterscheiden. Jede Legierung bringt bestimmte Einschränkungen mit sich. Um die Integrität und Festigkeit Ihrer Aluminiumdruckgussteile sicherzustellen, sind eine sorgfältige Konstruktion und Umsetzung erforderlich.

Die Eigenschaften von Aluminium, etwa Gewicht, Fließfähigkeit, Festigkeit, Leitfähigkeit und Schmelztemperatur, können je nach den verwendeten Legierungselementen variieren. Allerdings eignen sich nicht alle Legierungen für den Druckguss.

Zu den gängigen Aluminiumlegierungen für Druckguss gehören:

• A380
• A383 (ADC12)
• A413

Darüber hinaus sind zahlreiche weitere Aluminiumlegierungen erhältlich. Wählen Sie die geeignete Aluminiumlegierung anhand Ihrer Spezifikationen und Ihres Budgets aus.