Druckguss

Metall, mit hohem Druck in eine Stahlform geschossen

Beim Druckguss wird geschmolzenes Metall mit hoher Geschwindigkeit und hohem Druck in eine gehärtete Stahlform, die Gießform, eingespritzt, die Sekunden später wieder öffnet. Laptop- und Handyrahmen, Automatikgetriebegehäuse und Türgriffe entstehen so. Es ist die schnellste Art, große Stückzahlen präziser, dünnwandiger Metallteile herzustellen.

Foto: Gabeincal, CC BY 3.0, via Wikimedia Commons

Druckguss · Kaltkammermaschine beim EinspritzenDie Abbildung zeigt die geschlossene Form im Moment des Einspritzens; die eingekreisten Zahlen entsprechen den Schritten unten.

So funktioniert es

Die Form schließen und zuhalten. Die bewegliche Formhälfte wird gegen die feste gedrückt und von einer hydraulischen Zuhaltung gehalten. Die Zuhaltekraft beträgt meist hunderte bis tausende Tonnen, damit die Form unter Druck geschlossen bleibt.
Die Gießkammer füllen. Eine abgemessene Menge geschmolzenes Metall, meist Aluminium, wird in die Gießkammer (ein Stahlrohr, das in die Form führt) geschöpft. Das ist die Kaltkammermaschine; bei Zink hält eine Warmkammermaschine ihre Pumpe im geschmolzenen Metall versenkt.
Einspritzen. Der Kolben (ein hydraulischer Kolben) schießt das Metall in einem Bruchteil einer Sekunde in die Kavität und drückt dann mit hohem Druck weiter, oft mehrere hundert bar, um beim Schrumpfen Metall nachzuverdichten.
In der Form abkühlen. Wasser, das durch Kanäle im Stahl strömt, führt schnell Wärme ab. Dünne Teile sind innerhalb von Sekunden erstarrt.
Öffnen, auswerfen und entgraten. Die bewegliche Hälfte fährt zurück, und Auswerferstifte (Stahlstäbe) drücken das Gussstück heraus, meist in den Greifer eines Roboters. Die Angusskanäle, der übrig gebliebene Restkuchen (Biscuit) und dünner Grat (in die Trennfuge gepresstes Metall) werden in einer Presse abgetrennt.

Wichtige Fakten

Werkstoffe: Aluminium-, Zink- und Magnesiumlegierungen; etwas Messing. Kein Stahl, der für die Form zu heiß ist
Typische Teile: Motor- und Getriebegehäuse, Laptop- und Handyrahmen, Elektrowerkzeuggehäuse, Türgriffe, Armaturen, Spielzeugautos
Bauteilgröße: Von einigen Gramm (Zinkteile) bis zu ganzen Fahrzeugunterbauten von etwa 50 bis 100 kg in den größten Maschinen
Präzision: Etwa ±0,05 bis ±0,2 mm bei kleinen Merkmalen
Oberfläche: Glatt: Ra (mittlere Rauheit) etwa 1 bis 2,5 µm, bereit zum Lackieren oder Galvanisieren
Geeignete Losgröße: Zehntausende bis Millionen Teile
Werkzeug- und Maschinenkosten: Formen von zehntausenden bis über eine Million Dollar; Maschinen von hunderttausenden bis Millionen
Geschwindigkeit: Sekunden bis etwa zwei Minuten pro Schuss, je nach Teilegröße

Stärken und Grenzen

Stärken

Sehr schnelle Zyklen, ideal für die Massenfertigung
Dünne Wände, oft 1 bis 3 mm, und feine Details
Präzise und glatt, braucht wenig Nachbearbeitung
Teile können Augen, Rippen und Beschriftung in einem Schuss enthalten

Grenzen

Formen sind sehr teuer, daher lohnen sich kleine Serien nicht
Beschränkt auf niedriger schmelzende Metalle wie Aluminium, Zink und Magnesium
Eingeschlossene Luft hinterlässt winzige Poren, daher lassen sich die meisten Teile nicht leicht wärmebehandeln oder schweißen
Lange Vorlaufzeit, oft Monate, um eine Form zu konstruieren und zu bauen

Wo es eingesetzt wird

AutomobilbauGetriebe- und Motorgehäuse, Halterungen, große einteilige Karosseriegussteile
ElektronikLaptop- und Handyrahmen, Kühlkörper, Steckergehäuse
KonsumgüterElektrowerkzeuggehäuse, Teile von Küchengeräten, Spielzeugautos
BaubeschlägeTürgriffe, Schlösser, Armaturen (oft Zink, dann galvanisiert)
BeleuchtungStraßenlaternengehäuse, LED-Kühlkörper

So erkennen Sie es

Glatte, gleichmäßige Oberflächen und scharfe Details, oft lackiert oder verchromt.
Kleine runde Spuren, leicht erhaben oder vertieft, wo die Auswerferstifte das Teil herausgedrückt haben.
Eine dünne abgetrennte Linie an der Teilungsnaht, manchmal mit winzigen Gratresten.
Dünne Wände, durch Rippen versteift, und runde Domen (Säulen) für Schrauben.

Im Vergleich mit

Kokillenguss1.3ebenfalls eine wiederverwendbare Stahlform, aber durch Schwerkraft gefüllt, daher langsamer und mit dickeren Wänden, bei günstigeren Werkzeugen.Thixoformen (Semi-Solid-Guss)1.7spritzt ein breiiges, teilweise festes Metall statt einer Flüssigkeit ein, was weniger Poren und festere Teile ergibt.Spritzgießen2.1dieselbe Idee für Kunststoffe, bei viel niedrigeren Temperaturen.

Ansehen

RCM Industries, Inc. · Der ganze Zyklus, erklärt von einem Druckgießer

Pedeo Hogedrukgieterij · Eine Aluminium-Gießzelle in der Produktion: Schöpfen, Schuss und Auswerfen

DyCast Specialties Corporation · Warmkammer-Zinkguss kleiner Teile, aus der Nähe

Bühler Group · Eine Riesenmaschine, die große Karosserieabschnitte in einem Schuss gießt

Echte Fotos ansehen

Wikipedia: Druckguss — Warm- und Kaltkammermaschinen, Fotos offener Werkzeuge und einer laufenden Zelle
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Merken

Das Metall wird mit hohem Druck hineingepresst, nicht per Schwerkraft gegossen.
Teure Stahlformen lohnen sich nur bei hohen Stückzahlen.
Schnelle, präzise, dünnwandige Teile, vor allem aus Aluminium, Zink und Magnesium.