Welche Branchen nutzen Metalldruckguss?

Metalldruckguss ist ein Verfahren zur Herstellung von Metallteilen. Dabei wird geschmolzenes Metall in eine gehärtete Stahlform eingespritzt. Die Teile sind reproduzierbar und weisen eine nahezu endkonturnahe Form auf.

Dieses Verfahren wird aus mehreren Gründen geschätzt. Es ermöglicht die Herstellung von Bauteilen mit komplexen Formen und dünnen Wänden. Zudem liefert es auch in großem Maßstab eine gute Oberflächengüte und hohe Konsistenz.

Für die meisten industriellen Anwendungen kommt dabei das Hochdruck-Druckgießen (HPDC) zum Einsatz. Dieses Verfahren eignet sich für Legierungen wie Aluminium, Zink und Magnesium. Wenn die Bauteilkonstruktion für das Verfahren geeignet ist, bietet Druckgießen viele Vorteile. Durch die Integration von Merkmalen lassen sich der Bearbeitungsaufwand und die Teileanzahl reduzieren. Zudem wird die Qualität auch bei großen Produktionsmengen stabilisiert.

Wichtigste Vorteile des Druckgusses für industrielle Anwendungen

Branchen wählen Druckguss aus einem bestimmten Grund. Es vereint komplexe Formen mit hoher Wiederholgenauigkeit zu wettbewerbsfähigen Kosten.

In der Praxis äußern sich diese Stärken wie folgt:

• Hohe Leistung bei kurzen Zykluszeiten für die Massenproduktion.
• Maßgenauigkeit über Tausende von Teilen hinweg.
• Dünnwandigkeit und Rippenstruktur für ein gutes Steifigkeits-Gewichts-Verhältnis.
• Feature-Integration (wie Bosse, Halterungen und Kanäle) zur Reduzierung der Baugruppen.
• Gute Oberflächenbeschaffenheit, die Beschichtungen und kosmetische Anforderungen erfüllt.
• Materialeffizienz im Vergleich zur Bearbeitung von dickem Rohmaterial.

Der Druckguss ermöglicht auch Konstruktionen, die mit herkömmlichen Methoden schwer herzustellen sind. Rippen, Verstärkungsbleche und Befestigungselemente lassen sich exakt dort platzieren, wo die Belastung sie erfordert. Gleichzeitig können Gewicht und Wiederholgenauigkeit hoch gehalten werden.

Hauptbranchen, die Metalldruckguss verwenden

Metalldruckguss ist in vielen Branchen weit verbreitet. Dazu gehören die Automobilindustrie, die Elektronikindustrie und angrenzende Bereiche der Luft- und Raumfahrt. Er findet auch Anwendung in der Medizintechnik, bei Konsumgütern und Industriewerkzeugen.

Nachfolgend sind die gängigsten Branchen und die von ihnen hergestellten Teilearten aufgeführt. Anhand dieser Beispiele lässt sich erkennen, wann sich die Investition in Druckguss lohnt.

Automobilindustrie

Die Automobilindustrie nutzt Druckguss in großem Umfang. Dies liegt daran, dass Gewichtsreduzierung und Wiederholgenauigkeit sich direkt auf Effizienz, Reichweite und Kosten auswirken.

Gängige Druckgussteile sind Getriebe- und Motorgehäuse. Dazu gehören auch Getriebedeckel, Halterungen und Lenkgehäuse. Viele Strukturbauteile von Elektrofahrzeugen und Wechselrichtergehäuse werden ebenfalls im Druckgussverfahren hergestellt.

Druckguss eignet sich hervorragend für die Automobilindustrie. Die Stückzahlen sind hoch, und die Konstruktionen gehen in Richtung stärkerer Integration. Ein einzelnes Druckgussgehäuse kann viele gefertigte Teile ersetzen. Zudem gewährleistet es eine gleichbleibende Geometrie für die automatisierte Montage.

Elektronik & Telekommunikation

Unternehmen der Elektronik- und Telekommunikationsbranche setzen für ihre spezifischen Anforderungen auf Druckguss. Sie benötigen stabile Gehäuse, EMV-Abschirmung und zuverlässige Wärmeleitwege.

Typische Komponenten sind Gehäuse für 5G-Basisstationen und HF-Geräte. Es wird auch für Kühlkörper, Halterungen und Steckergehäuse verwendet.

Der Vorteil liegt hier nicht nur in der Festigkeit. Druckgussgehäuse vereinen Montage, Dichtungsfunktionen und Wärmespeicherkapazität in einem Bauteil. Dies verbessert die Stabilität unter Hitze und Vibrationen.

Luft- und Raumfahrt

In der Luft- und Raumfahrt wird das Druckgussverfahren hauptsächlich für leichte Gehäuse und Halterungen eingesetzt. Es findet auch Anwendung bei nicht rotierenden Teilen, bei denen Wiederholgenauigkeit und Gewicht eine wichtige Rolle spielen.

Beispiele hierfür sind Instrumentengehäuse und Abdeckungen für Aktuatoren oder Getriebe. Auch Halterungen und Teile der Kabinenausstattung werden je nach Spezifikation im Druckgussverfahren hergestellt.

Kritische rotierende Teile wie Triebwerkschaufeln werden üblicherweise nicht im Druckgussverfahren hergestellt. Bei der Teileauswahl ist Realismus wichtig. Wird Druckguss eingesetzt, erfolgt dies häufig in Kombination mit strenger Prozesskontrolle, Qualitätskontrolle und spezifischer Nachbearbeitung.

Medizinische Geräte

In der Medizintechnik wird Druckguss für Gerätegehäuse verwendet. Er kommt auch bei langlebigen, leicht zu reinigenden Bauteilen zum Einsatz, jedoch nicht bei Implantaten.

Beispiele hierfür sind Abdeckungen für Diagnosegeräte und Rahmen für Handgeräte. Auch Grundkonstruktionen, Montageblöcke und Gehäusekomponenten sind gängig.

Die wichtigsten Kriterien sind Konsistenz und Oberflächenqualität. Druckgussgehäuse lassen sich mit glatten Konturen und abgedichteten Schnittstellen konstruieren. Sie bieten eine wiederholgenaue Passform und können anschließend mit Beschichtungen versehen werden, die Reinigungs- und Optikanforderungen erfüllen.

Konsumgüter

Bei Konsumgütern wird Druckguss eingesetzt, um eine robuste Haptik und feine Details zu erzielen. Das Verfahren bietet zudem eine kostengünstige und reproduzierbare Fertigung. Zinkdruckguss ist besonders verbreitet.

Man findet Druckguss häufig bei Türgriffen, Schlössern, Scharnieren und Knöpfen. Er wird auch für Kleinteile von Haushaltsgeräten und dekorative Beschläge verwendet.

Bei Teilen, die für den Endverbraucher sichtbar sind, ist die Oberflächenbeschaffenheit wichtig. Druckguss eignet sich gut für Galvanisierung, Lackierung und Pulverbeschichtung. Dies funktioniert am besten, wenn Konstruktion und Prozesskontrolle Oberflächenfehler minimieren.

Industriemaschinen und Werkzeuge

Industriewerkzeuge und -maschinen verwenden Druckguss für robuste Gehäuse. Diese Gehäuse benötigen häufig integrierte Funktionen in großem Umfang.

Gängige Beispiele sind Gehäuse für Elektrowerkzeuge sowie Pumpen- oder Ventilkörper. Auch Getriebeabdeckungen, Gehäuse für Druckluftwerkzeuge und Schutzgehäuse werden auf diese Weise hergestellt.

In diesem Bereich liegt der Hauptvorteil in der Designintegration. Druckgussgehäuse vereinen Montage-, Ausrichtungs- und Schutzfunktionen. Dies reduziert die Komplexität der nachfolgenden Montageschritte.

Wann ist Druckguss die richtige Wahl?

Druckguss ist für eine bestimmte Anwendung die richtige Lösung. Ihr Bauteil muss eine komplexe Form aufweisen, eine stabile Wiederholgenauigkeit gewährleisten und ein ausreichendes Volumen aufweisen, um die Werkzeugkosten zu rechtfertigen.

Nutzen Sie diese kurze Checkliste, um frühzeitig eine Entscheidung zu treffen:

1. Produktionsvolumen: Handelt es sich um ein wiederkehrendes Programm oder nicht um einen einmaligen Teil?
2. Geometrie: Benötigen Sie dünne Wände, Rippen oder integrierte Halterungen?
3. Toleranzbedürfnisse: Benötigen Sie gleichbleibende Passgenauigkeit bei begrenzter Bearbeitung?
4. Materialwahl: Erfüllen Aluminium, Zink oder Magnesium Ihre Anforderungen an Belastung und Wärme?
5. Oberfläche/Aussehen: Benötigen Sie eine saubere Oberfläche für die Beschichtung oder die Optik?
6. Montagestrategie: Können Befestigungselemente oder Halterungen durch die Integration von Funktionen entfernt werden?

Materialmomentaufnahme (typisch, nicht absolut):

Gemeinsame Einschränkungen, die in diesen Branchen zu berücksichtigen sind

Druckguss funktioniert am besten, wenn man seine Grenzen akzeptiert und die Konstruktion entsprechend anpasst. Die häufigsten Einschränkungen betreffen die Konstruktion und die Wirtschaftlichkeit.

Werkzeuginvestitionen und Vorlaufzeiten stellen die ersten Hürden dar. Druckguss ist bei großen Stückzahlen kosteneffizient. Die Vorlaufkosten für Werkzeuge und Validierung erfordern jedoch eine sorgfältige Planung. Ist das Produktionsvolumen noch nicht sicher, könnte ein Verfahren mit geringeren Werkzeugkosten ein besserer erster Schritt sein.

Porosität und Dichtheitsanforderungen müssen sorgfältig berücksichtigt werden. Einige Bauteile müssen imprägniert oder einer Druckprüfung unterzogen werden. Andere erfordern möglicherweise Konstruktionsänderungen, wie z. B. andere Wandübergänge oder Angussstrategien, um die Dichtungsanforderungen zu erfüllen.

Nachbearbeitungen sind für viele Produkte weiterhin wichtig. Gewinde, Präzisionsbohrungen und kritische Dichtflächen erfordern häufig eine maschinelle Bearbeitung. Die Oberflächenbeschaffenheit muss zudem der Legierung und den Leistungsanforderungen entsprechen.

Abschluss

Metalldruckguss findet in vielen Branchen Anwendung. Er wandelt komplexe Metallkonstruktionen in wiederholbare, serienreife Teile um.

Branchen wie die Automobilindustrie, die Elektronikindustrie, die Konsumgüterindustrie und die Werkzeugindustrie eignen sich hervorragend. Sie vereinen hohe Stückzahlen, Integrationsanforderungen und gleichbleibende Qualitätsziele.

Wenn Sie die Herstellung eines neuen Bauteils im Druckgussverfahren in Erwägung ziehen, sollten Sie sich zunächst auf einige wichtige Punkte konzentrieren. Berücksichtigen Sie das Volumen, die Geometrie, die Legierungswahl, die Toleranzstrategie und die Anforderungen an die Oberflächenbearbeitung.

Als Yonglihao Machinery unterstützen wir Teams frühzeitig bei der Machbarkeitsprüfung. Wir übersetzen funktionale Anforderungen in ein Design für ein druckgegossenes Bauteil und einen Prozessplan. So stellen wir sicher, dass das Endprodukt sowohl die Leistungs- als auch die Produktionsziele erfüllt.

Häufig gestellte Fragen

Welche Branchen profitieren am meisten vom Aluminium- gegenüber vom Zinkdruckguss?

Aluminium-Druckguss eignet sich im Allgemeinen am besten für leichte Struktur- und Wärmegehäuse. Zinkdruckguss Aluminium eignet sich besser für kleine, detaillierte Teile, die formstabil sein müssen. Automobilgehäuse und Thermogehäuse werden häufig aus Aluminium gefertigt. Für Unterhaltungselektronik und kleine Präzisionsgehäuse wird oft Zink verwendet.

Ab welchem Produktionsvolumen ist der Druckguss typischerweise gerechtfertigt?

Der Einsatz von Druckguss lohnt sich typischerweise bei wiederkehrenden Aufträgen, da sich die Werkzeugkosten so verteilen lassen. Die Gewinnschwelle hängt von der Teilegröße, der Komplexität und den Qualitätsanforderungen ab. Druckguss eignet sich jedoch im Allgemeinen eher für mittlere bis hohe Stückzahlen.

Welche Toleranzen und Oberflächengüten lassen sich mit Druckguss realistisch erreichen?

Druckguss kann eine gute Konsistenz im Gusszustand erzielen. Kritische Merkmale erfordern jedoch in der Regel eine Nachbearbeitung. Die Oberflächengüte kann für Beschichtungen hervorragend sein. Dies setzt eine Konstruktion voraus, die eine ordnungsgemäße Füllung und Entlüftung sowie einen kontrollierten Prozess ermöglicht.

Kann der Druckguss sicher für Luft- und Raumfahrtprodukte oder Medizinprodukte eingesetzt werden?

Ja, Druckguss kann bei geeigneter Anwendung und entsprechender Qualifizierung sicher eingesetzt werden. Entscheidend ist die Auswahl des richtigen Bauteiltyps. Häufig handelt es sich dabei um Gehäuse, Halterungen oder Komponenten, die nicht implantierbar sind. Auch die Prüfung und die Tests müssen den erforderlichen Normen entsprechen.

Welche Bauteilmerkmale sollten für eine bessere Druckgießbarkeit überarbeitet werden?

Die Bauteile sollten so umgestaltet werden, dass abrupte Wandstärkeänderungen vermieden werden. Sie sollten außerdem weniger tiefe, isolierte Aussparungen aufweisen. Die Konstruktion sollte einen sauberen Auswurf und eine optimale Entlüftung gewährleisten. Durch das Hinzufügen von Rippen, Entformungsschrägen und durchdachten Ansatzformen lassen sich Steifigkeit und Fertigung oft verbessern, ohne das Gewicht zu erhöhen.