Druckgussform – Wie entwirft man eine Druckgussform?

„Eine Druckgussform mit exakten Spezifikationen unterstützt effiziente Produktionsprozesse. Um eine solche Form zu entwerfen und herzustellen, braucht man ein tiefes Verständnis der Materialeigenschaften und der Strömungsdynamik.“

In der modernen Fertigungsindustrie werden geschmolzene Legierungen zu komplexen Metallteilen geformt durch Druckgussdienste. Die Druckgussform stellt dabei ein zentrales Element dar. Diese Form erleichtert die Massenproduktion von Metallteilen, wobei sich ihre Eigenschaften direkt auf das Endproduktdesign auswirken. Ein umfassendes Verständnis des Druckgussverfahrens erleichtert Ihnen die Konstruktion und Auswahl der passenden Form für Ihre Druckgussanforderungen. Lassen Sie uns die wichtigsten Aspekte von Druckgussformen, ihre Konstruktionen, Typen und Vorteile betrachten.

Was ist eine Druckgussform?

Das Druckguss Die Formgebung umfasst den Formhohlraum, der die Abmessungen und Konturen des Gussteils vorgibt. Die geschmolzene Metalllegierung wird unter hohem Druck in die Formen eingespritzt; anschließend gewährleisten die Formspezifikationen das gewünschte Ergebnis. Formen finden breite Anwendung in verschiedenen Branchen, beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt, der Konsumgüterindustrie, der Automobilindustrie und der Elektronik.  

Das günstige Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, die kurzen Zykluszeiten, die gleichmäßigen Oberflächen und die Formanpassungsfähigkeit sind die Vorteile, die den Druckguss zu einem idealen Fertigungsverfahren machen. 

Was ist Aluminium-Formdruckguss?

Aluminiumdruckguss Für die Herstellung von Aluminiumteilen werden Formen oder Gesenke verwendet. Diese Formen haben eine höhere Schmelztemperatur und Festigkeit als Aluminium, andernfalls kommt es beim Gießvorgang zu technischen Schäden. Die Aluminium-Druckgussformen sind relativ teuer.       

Form aus Aluminiumdruckguss

Was ist eine Hochdruck-Druckgussform?

In Hochdruckguss Beim Hochdruck-Druckguss (HPDC) sind hohe Geschwindigkeit und hoher Druck die Schlüsselfaktoren. Dabei wird das flüssige Metall in die Druckkammer der Gießmaschine gegossen. Der Formhohlraum füllt sich schnell, und das flüssige Metall erstarrt durch den hohen Druck. (bis zu 20 MPa). Die Vorfüllgeschwindigkeit liegt zwischen (0.5～70) m/s. Mit Hochdruck-Druckgussformen lassen sich in kurzer Zeit qualitativ hochwertige Abgüsse in großer Zahl herstellen. Es ist äußerst wirtschaftlich und kostengünstig, wenn es um Druckgussprojekte geht.

Phasen beim Entwerfen von Druckgussformen

Bei der Erstellung sind einige sorgfältige Schritte erforderlich Design der Druckgussform sind unten skizziert.

1- Design und Spezifikation

Die Ingenieure betrachten das Endprodukt und erstellen detaillierte Entwürfe mit seinen typischen Spezifikationen. Dazu gehört das Verständnis der Toleranz, Geometrie und Komplexität der endgültigen Komponente. Die Einbeziehung von CAD-Formaten spielt eine wichtige Rolle bei der Erstellung von 3D-Modellen, die Industriestandards und beabsichtigten Produktanforderungen entsprechen.

2- Werkzeug- und Formgrundvorbereitung

Nach der Fertigstellung des Entwurfs folgt der zweite Prozess der Werkzeug- und Formgrundvorbereitung. Die Formkomponenten wie der Formkern und der Formhohlraum werden von erfahrenen Werkzeugbauern sorgfältig gefertigt, indem hochwertige Materialien verwendet werden, die in der Lage sind, hohen Druck und Temperaturen standzuhalten.

3-  Montage und Endbearbeitung der Form

Es handelt sich um den zentralen Prozess der Druckgussformenkonstruktion, der das sorgfältige Ausrichten, Sichern und Zusammenfügen mehrerer Teile insgesamt umfasst. Diese detaillierte Stufe gewährleistet eine präzise Kühlung und Belüftung, um Schieber und Stifte zu integrieren, die den endgültigen Teileauswurf erleichtern. Oberflächenbehandlungen und Endbehandlungen sind geeignet, Korrosion zu verhindern, die Haltbarkeit zu verlängern und einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten.     

4- Testen und Validieren

Es ist unbedingt erforderlich, die Form sorgfältig zu testen, bevor sie in die Serienproduktion geht. Zur Analyse der Qualität, Integrität und Funktionalität von Schimmelpilzen sind mehrere Versuche vorgeschrieben. Nach dem Testen sind möglicherweise noch weitere Feinabstimmungen und Anpassungen erforderlich, um die Konsistenz der Form zu verbessern.   

5-  Produktion und Wartung

Nach gründlichen Tests und Validierungen ist die Form nun bereit für die Stationierung im Produktionsprozess. Sobald die Form eingebaut ist, wird das geschmolzene Metall unter hohem Druck in einen Formhohlraum geleitet. Nach der Erstarrung werden die produzierten Bauteilqualitäten überprüft. Die Funktionsfähigkeit und Langlebigkeit der Form hängt von der routinemäßigen Wartung ab, die indirekt die Qualität der hergestellten Komponenten erhält.  

3D-Modell einer Druckgussform 

Druckgussformteile

Es gibt mehrere Teile einer Druckgussform mit unterschiedlichen Spezifikationen und Funktionen. Die Hauptbestandteile des Druckgussformteils sind nachstehend aufgeführt:

• Cover-Matrize: Die Abdeckmatrize enthält ein Einspritzloch für die Kaltkammer oder einen Anguss für Heißkammermaschinen. Der Hauptzweck einer Abdeckmatrize besteht darin, geschmolzenes Metall in die Matrize zu lassen.  
• Auswerferstift: Bei Druckgussmaschinen ermöglichen die Auswerferstifte die Entnahme von Druckgussbauteilen. Sie sollten richtig positioniert sein, um die gleichmäßige Entfernung zu regulieren.
• Läufer: Es ermöglicht oder hält den Fluss des geschmolzenen Metalls von der Düse zum Hohlraum aufrecht. Der Druck wird mit der Viskositätsänderung angepasst. Bei geringerer Dicke erhöht sich der Druck und umgekehrt.
• Anguss: Der Anguss verbindet die Einspritzeinheit der Formmaschine mit dem Formhohlraum. Es spielt eine wichtige Rolle beim Spritzgießen, wo es die Entfernung von überschüssigem Material ermöglicht.
• Hohlraumeinsatz: Hohlraumeinsätze werden üblicherweise aus Stahl hergestellt. Es prägt das Äußere der Druckgussteile. Es ist der äußere Teil der Form und beweglich.
• Auswerferplatte: Auswerferplatte treibt die Auswerferstifte beim Entfernen des Gussteils an. Alle Stifte werden mit der gleichen Kraft bewegt und nach dem Auswerfen für die nächste Schussvorbereitung zurückgezogen.  

Druckgussformteile

Bei den oben genannten handelt es sich um typische Druckgussformteile. Trotzdem gibt es einige kundenspezifische Formen, wie z China-Druckgussformen enthalten je nach Designanforderung auch zusätzliche Komponenten.

Metalle, die bei der Herstellung von Druckgussformen verwendet werden

Bestimmte Metalle werden üblicherweise bei der Herstellung von Druckgussformen verwendet. Das spezifische

Eigenschaften und Anwendungen werden unten besprochen;

Tisch: Verschiedene Metalle zur Herstellung von Druckgussformen und ihre Spezifikationen und Anwendungen

Verschiedene Arten von Druckgussformen

Je nach Verwendungszweck gibt es vier Arten von Druckgussformen. Diese sind;

1. Produktionswerkzeuge

Wie der Name schon sagt, werden die Produktionsfarbstoffe für die Produktion in großem Maßstab eingesetzt. Das zur Herstellung dieser Farbstoffe verwendete Material ist langlebig und von hoher Qualität, um die Haltbarkeit zu verlängern. Daher sind die anfänglichen Werkzeugkosten viel höher, werden aber durch den langfristigen Einsatz kompensiert.

2. Prototyping-Matrizen

Die Funktion und der Werkzeugprozess ähneln Produktionsfarben, obwohl die vereinfachten Funktionen und die Bearbeitung die Werkzeugkosten minimieren. Die Prototyping-Ansätze sind 3D-gedruckte Teile, Schwerkraftguss und Maschinen-Hog-Outs. Der hergestellte Prototyp wird im Vergleich zu den Produktionsfarbstoffen nicht gut und effizient sein. Prototyping-Farbstoffe können eine gute Option sein, wenn es um kleine Produktionsanforderungen geht.

3. Einheit stirbt

Diese Farbstoffe werden nur zum Druckgießen kleinerer Maschinenteile verwendet und sind sehr kostengünstig. Sie sind sehr praktisch, da sie über herausnehmbare Matrizen verfügen, die als Matrizeneinsätze bezeichnet werden und bei der Herstellung verschiedener Teile leicht ausgetauscht werden können. Einheitsfarbstoffe werden typischerweise für Teile verwendet, die maximale Effizienz und Kontrolle erfordern.

4. Stanzformen

Trimmfarben werden bei der Endbearbeitung von Druckgusskomponenten verwendet, beispielsweise zum Entfernen von Steigrohren, Angusskanälen, Graten und Angusskanälen. Dies ist praktisch, wenn große Produktionsmengen anfallen. Darüber hinaus sind manchmal hydraulisch betätigte Nocken erforderlich, um Grate heimlich zu entfernen. Wohingegen die Entgratung von Hand die Alternative ist, wenn die Teilegeometrie ungenau ist.  

Wartungstechniken für Druckgussformen

Durch entsprechende Wartung können die Arbeitseffizienz und die Lebensdauer der Druckgussformen erhöht werden. Meist sind diese Formen oder Farbstoffe teuer und sollten daher vorsichtig gehandhabt werden. Nachfolgend sind einige Überlegungen aufgeführt, die Sie beachten sollten:

Schimmel beseitigen: Es ist unbedingt erforderlich, gelegentlich Rückstände, Staub und Ablagerungen aus der Form zu entfernen. Zum Reinigen der Form können Sie Druckluft, eine Drahtbürste und ein mildes Lösungsmittel verwenden. 

Auf Schäden prüfen: Das Schimmel sollte auf Risse, Abnutzung oder Risse untersucht werden. Im Schadensfall sollte die Form umgehend repariert werden, um weitere Schäden zu verhindern.  

Formenschmierung: formal Für eine reibungslose Funktion ist eine Schmierung der Form erforderlich. Das Gleitmittel sollte gleichmäßig und dünn aufgetragen werden.  

Austausch verschlissener Teile: Bestimmte Teile der Druckgussformen verschleißen durch wiederholten Gebrauch schneller. Der Austausch dieser Teile sollte erfolgen, um eine Verschlechterung der Endqualität des Produkts zu vermeiden.

Überwachung der Werkzeugtemperatur: Die Eigenschaften der Endprodukte hängen indirekt von der Formtemperatur beim Druckguss ab. Die absolute Temperatur des Gussmaterials kann durch Heiz- oder Kühlkanäle aufrechterhalten werden.   

Vorteile von Druckgussformen

Druckgussformen bieten viele Vorteile, erfordern jedoch gewisse Fachkenntnisse in der Konstruktion. Einige der Vorzüge werden im Folgenden besprochen.

• Effiziente Teilekonfiguration.
• Aus einer einzigen Form können Hunderte bis Tausende Teile hergestellt werden.
• Hohe Maßgenauigkeit.
• Kann hohen Temperaturen und hohem Druck standhalten.
• Schnelle und gleichmäßige Erstarrung und Abkühlung.
• Geringere Produktionskosten bei Großserienfertigung.
• Aufgrund des hohen Drucks ist eine ordnungsgemäße Flüssigkeitsfüllung gewährleistet.
• Die gefertigten Teile unterliegen einer hohen Toleranz.
• Erstklassige Endbearbeitungsqualität des produzierten Bauteils.

Summieren 

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Formen die Hauptbestandteile des Druckgussprozesses sind. Bei der Gestaltung einer Druckgussform erfordert jede Phase eine sorgfältige Bewertung, Überlegung und Verwaltung, um eine qualitativ hochwertige Herstellung der Druckgussform zu gewährleisten. Darüber hinaus gewährleistet die ordnungsgemäße Wartung von Druckgussformen Haltbarkeit und Arbeitseffizienz. Es ermöglicht die Herstellung komplexer Teile mit Wiederholgenauigkeit und Genauigkeit. 

Angesichts der großen Nachfrage nach korrosionsfreien, leichten und stabilen Teilen werden Druckgussformen in großem Umfang in zahlreichen Branchen eingesetzt, darunter Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Medizintechnik und Elektronik.