Halbfestes Gießen (Thixomolding und Rheocasting)

Ein halbfester Metallbrei wird in eine Stahlform gespritzt

Beim halbfesten Gießen wird Metall eingespritzt, das weder ganz flüssig noch fest ist, sondern ein Brei aus winzigen festen Körnern in Flüssigkeit. Dieser Brei fließt glatt in eine Stahlform, schließt wenig Luft ein und schwindet weniger, sodass die Teile dichter werden als gewöhnliche Druckgussteile. Magnesiumgehäuse für Laptops und Kameras und einige Aluminium-Autoteile entstehen so.

Halbfestes Gießen · Thixomolding-Maschine und Rheocasting-WegDie obere Zeichnung zeigt Thixomolding, der untere Streifen Rheocasting; die eingekreisten Zahlen entsprechen den Schritten unten.

So funktioniert es

Feste Späne zuführen. Thixomolding beginnt mit kleinen Magnesiumspänen, nicht mit flüssigem Metall. Sie fallen aus einem Trichter in einen beheizten Zylinder, unter einer Argonatmosphäre, damit sie nicht brennen.
Erhitzen und zu einem Brei verrühren. Heizungen und die drehende Schnecke erwärmen und scheren die Späne, bis sie teilweise geschmolzen sind, typischerweise mit etwa 5 bis 60 Prozent Feststoff. Das Scheren bricht den Feststoff in runde Körner, sodass der Brei wie eine dicke Paste fließt.
Einen Schuss sammeln. Die Schnecke fördert den Brei nach vorn, und eine abgemessene Menge sammelt sich vorn im Zylinder.
Einspritzen. Die Schnecke fährt wie ein Kolben nach vorn und drückt den Brei durch die Düse in eine geschlossene Stahlform. Weil er dick und teilweise fest ist, füllt er sie ruhig, statt zu spritzen.
Abkühlen und auswerfen. Das Teil erstarrt in Sekunden, die Form öffnet sich und Auswerferstifte drücken es heraus, wie beim Druckguss.

Rheocasting erreicht denselben Brei von der anderen Seite: Flüssiges Aluminium wird gerührt oder gekühlt, bis es teilweise fest ist, und dann in einer Druckgussmaschine gegossen. Thixocasting erwärmt feste Aluminiumbolzen wieder auf denselben teigigen Zustand.

Wichtige Fakten

Werkstoffe: Thixomolding: Magnesiumlegierungen. Rheocasting und Thixocasting: hauptsächlich Aluminiumlegierungen
Typische Teile: Gehäuse von Laptops, Kameras und Handys, Gehäuse von Elektrowerkzeugen, Autohalterungen, Lenkungsteile, Telekommunikationsgehäuse
Bauteilgröße: Von wenigen Gramm bis zu mehreren Kilogramm
Präzision: Etwa ±0,05 bis ±0,2 mm, ähnlich wie beim Druckguss
Oberfläche: Glatt: Ra (mittlere Rauheit) etwa 1 bis 2 µm
Geeignete Losgröße: Zehntausende bis Millionen Teile
Werkzeug- und Maschinenkosten: Ähnlich wie beim Druckguss: Formen ab einigen Zehntausend Dollar, Maschinen ab Hunderttausenden
Geschwindigkeit: Etwa 20 Sekunden bis ein bis zwei Minuten pro Schuss

Stärken und Grenzen

Stärken

Wenige Poren, daher lassen sich die Teile wärmebehandeln und sind stärker als Druckgussteile
Weniger Schwindung, daher engere Toleranzen und dünnere Wände
Niedrigere Prozesstemperatur, daher halten die Formen länger
Thixomolding vermeidet den Umgang mit einem Tiegel voll flüssigem Magnesium

Grenzen

Die Prozesskontrolle ist schwieriger: Der Feststoffanteil muss genau stimmen
Weniger Anbieter und weniger Know-how als beim üblichen Druckguss
Maschinen und Spezialmaterial (Späne, Bolzen) kosten mehr
Meist auf Magnesium- und Aluminiumlegierungen beschränkt

Wo es eingesetzt wird

ElektronikGehäuse von Laptops, Kameras und Handys aus Magnesium
AutomobilbauHalterungen, Lenkradskelette, Fahrwerks- und Motorlagerteile
TelekommunikationGehäuse und Kühlkörper für Funkeinheiten
Werkzeuge und SportGehäuse von Elektrowerkzeugen, Fahrrad- und Bogensportteile

So erkennen Sie es

Sehr dünne, gleichmäßige Wände an einem leichten Metallgehäuse, oft aus Magnesium (fühlt sich leichter an als Aluminium).
Eine glatte Oberfläche, meist lackiert, mit kleinen Auswerferstift-Spuren wie bei einem Druckgussteil.
Im Schnitt fast keine Poren; unter dem Mikroskop runde Körner statt baumartiger Kristalle.
Von außen ist es kaum vom Druckguss zu unterscheiden: Prüfen Sie die Angaben des Herstellers.

Im Vergleich mit

Druckguss1.4spritzt vollständig flüssiges Metall ein; günstiger und häufiger, aber poröser.Spritzgießen2.1die Thixomolding-Maschine arbeitet ähnlich wie eine Kunststoff-Spritzgussmaschine, mit Schnecke und Zylinder.Metallpulverspritzguss9.2spritzt ebenfalls mit einer Schnecke, aber eine Mischung aus Metallpulver und Binder, die später gesintert wird.

Ansehen

North American Die Casting Association · Ein Branchenüberblick über halbfeste Verfahren, mit Diagrammen

The Limiting Factor · Eine lange Erklärung von Thixomolding und warum Magnesium dafür geeignet ist

Daseon Industry Group Ltd. · Eine Thixomolding-Maschine im Betrieb

Comptech AB · Eine Rheocasting-Zelle, die Aluminiumteile fertigt

Echte Fotos ansehen

Wikipedia: Halbfestes Metallgießen — Thixocasting, Rheocasting und Thixomolding erklärt; nur Text, nutzen Sie daher die Suche unten für Bilder
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Merken

Das Metall kommt als Brei hinein, teils fest und teils flüssig.
Der Brei füllt die Form ruhig, daher haben die Teile weniger Poren als Druckgussteile.
Thixomolding nutzt Magnesiumspäne und eine Schnecke; Rheocasting rührt flüssiges Aluminium.