Feinguss vs. Druckguss

2023-05-30 14:23:28

Feinguss vs. Druckguss: Welches ist für Ihre Anwendung geeignet?

Gießen ist eine etablierte Fertigungstechnik, die seit den 1890er Jahren angewendet wird. Zwei heute häufig verwendete Gusstechnologien sind Feinguss und Druckguss. Obwohl diese Techniken dieselben Grundprinzipien haben, gibt es spezifische Unterschiede zwischen Feinguss und Druckguss. Beim Feinguss wird Wachs in einen Aluminiumhohlraum eingespritzt, während beim Druckguss geschmolzenes Metall unter hohem Druck in Formhohlräume gedrückt wird.

Dieser Artikel bietet einen Überblick über diese Techniken und hebt ihre wichtigsten Vorteile hervor. Wenn Sie die Unterschiede zwischen Feinguss und Druckguss verstehen, können Sie eine fundierte Entscheidung über die beste Option für Ihr Projekt treffen.


Was ist Feinguss? 

Der Feingussprozess basiert auf dem Wachsausschmelzverfahren. Dabei wird eine Wachsform durch Eintauchen in eine Aufschlämmung aus feuerfestem Material beschichtet, wodurch die Form in das feuerfeste Material „eingebettet“ wird.

Sobald die endgültige Beschichtung ausgehärtet ist, wird das Wachs durch Hitze geschmolzen und es entsteht ein Formhohlraum in der Form des Bauteils. Anschließend wird geschmolzenes Metall in den Hohlraum gegossen und das Wachsmodell durch Metall ersetzt. Das Metall kühlt ab und verfestigt sich in der Form, bevor das Gussteil entfernt wird.

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Hauptvorteile des Feingusses: Hier sind die verschiedenen Vorteile der Verwendung von Feinguss für Ihr Projekt:

Flexibles Design: Feinguss bietet Gestaltungsfreiheit und eignet sich daher ideal für komplexe Teile. Es ist mit verschiedenen Materialien kompatibel, darunter Aluminiumlegierungen, Gusseisen und Nichteisenmetalllegierungen. Darüber hinaus ist diese Gusstechnik sehr anpassungsfähig und unterliegt keinen Einschränkungen hinsichtlich Größe, Form oder Dicke.

Engere Toleranzen und komplizierte Formen: Feinguss ist ein Präzisionsgussverfahren, das konsistent enge Toleranzen und komplizierte Formen ermöglicht. Typische Toleranzen für Feinguss liegen zwischen +/-0.010" und +/-0.004". Im Gegensatz zu ähnlichen Verfahren ermöglicht der Feinguss die Herstellung endkonturnaher und endkonturnaher Komponenten, wodurch die Notwendigkeit einer weiteren Nachbearbeitung und die damit verbundenen Kosten reduziert werden.

Hervorragende Oberflächenbeschaffenheit: Die beim Feinguss verwendeten Wachsmodelle verfügen standardmäßig über eine 125-Mikro-Oberfläche. Das Ergebnis sind Bauteile mit präzisen und glatten Oberflächen, die andere Gussverfahren übertreffen. Feingussteile haben keine Trennfugen, da bei der Verarbeitung nur eine Form erforderlich ist. In manchen Fällen sind Nacharbeiten möglicherweise nicht erforderlich.

Anpassbarer Größenbereich: Abhängig von den Anforderungen Ihres Projekts können beim Feinguss sowohl kleine als auch große Abgüsse hergestellt werden. Hersteller können Teile mit einem Gewicht von nur 0.1 kg bis zu 100 kg gießen. Darüber hinaus erfordert der Feinguss keine großen Mengenanforderungen vor der Produktion und kann bei gleichzeitiger Kostenersparnis bereits ab 10 Stück hergestellt werden.


Was ist Druckguss? 

Das Druckgussverfahren Dabei werden Nichteisenlegierungen geschmolzen und in bereits vorhandene Formen in Druckgussmaschinen eingespritzt. Es gibt zwei hauptsächlich industriell genutzte Druckgussverfahren 


Prozesse:

Warmkammer-Druckguss: Bei diesem Verfahren werden Metalle geschmolzen und mithilfe eines hydraulischen Systems unter hohem Druck in Formen eingespritzt. Es eignet sich für Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt wie Zink, Magnesium, Blei und Zinnlegierungen.

Kaltkammer-Druckguss: Im Gegensatz zum Warmkammerverfahren wird beim Kaltkammer-Druckguss das geschmolzene Metall in eine Kaltkammer geschöpft, bevor es in die Form eingespritzt wird. Der Druck bei diesem Verfahren liegt normalerweise zwischen 2000 und 20000 psi und es ist für Metalle mit hohem Schmelzpunkt wie Aluminium geeignet.

Sobald das geschmolzene Metall eingespritzt ist, kühlt es schnell ab und verfestigt sich, um das endgültige Gussstück zu bilden. Durch Druckguss hergestellte Gussteile können in Größe und Gewicht variieren und eignen sich daher für verschiedene Anwendungen.

Hauptvorteile des Druckgusses:Während es beim Druckguss mehrere Vor- und Nachteile gibt, sind die folgenden die größten Vorteile des Verfahrens:

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Hohe mechanische Eigenschaften: Durch Druckguss hergestellte Gussteile weisen hervorragende mechanische Eigenschaften auf. Wenn das geschmolzene Metall unter Druck erstarrt, erscheint das resultierende Produkt kompakt, fein und kristallin. Diese Komponenten sind steif und bieten hohe Festigkeit, Härte, Leitfähigkeit und Haltbarkeit.

Hohe Maßgenauigkeit: Durch Druckguss entstehen Bauteile, die über einen langen Zeitraum ihre Maßhaltigkeit behalten. Sie halten außerdem engere Toleranzen bei minimalen Abweichungen ein. Dadurch eignet sich dieses Verfahren zur Herstellung komplexer Maschinenteile, die hohe Präzisionsstandards erfordern, sodass keine weitere Bearbeitung erforderlich ist.

Erstellt komplexe, dünnwandige Teile: Aluminium-DruckgussInsbesondere ermöglicht es die Herstellung leichter und komplexer Bauteile mit hervorragenden Festigkeits-Gewichts-Verhältnissen. Dieser Vorteil unterscheidet es von vielen anderen Metallgussverfahren. Durch Druckguss können Aluminiumteile mit einer Dicke von etwa 0.5 mm hergestellt werden, und Zinkteile können eine Wandstärke von nur 0.3 mm haben.

Glatte Oberflächen: Komponenten aus Druckguss haben durchweg glatte und kristalline Oberflächen. Gut geformte Matrizen und die richtigen Bedingungen führen zu glatten und feinen Teilen, die oft nur minimale zusätzliche Nachbearbeitungsvorgänge erfordern. Dies trägt dazu bei, die Gesamtzykluszeit für die Produktion zu verkürzen.


Abhängig von den Anforderungen Ihres Projekts bieten Feinguss und Druckguss deutliche Vorteile. Feinguss bietet Designflexibilität, engere Toleranzen, komplizierte Formen und überlegene Qualität Oberflächenfinishund einen anpassbaren Größenbereich. Andererseits bietet Druckguss hohe mechanische Eigenschaften, Maßgenauigkeit, die Möglichkeit zur Herstellung komplexer dünnwandiger Teile und glatte Oberflächen. Berücksichtigen Sie die spezifischen Merkmale und Anforderungen Ihrer Anwendung, um die am besten geeignete Gießmethode zu bestimmen.

Ein detaillierter Vergleich: Feinguss vs. Druckguss  

Nachdem Sie nun die beiden Verfahren und ihre wichtigsten Vorteile verstanden haben, ist es an der Zeit, Feinguss mit Druckguss zu vergleichen. Die folgende Tabelle fasst die Unterschiede kurz und bündig zusammen, um Ihnen einen klareren Überblick zu geben.


Feinguss

Druckguss

Arbeitsprozess

Bildet Formen mit flüssigem Keramikbrei

Drückt geschmolzenes Metall mit hohem Druck in den Formhohlraum

Auswahl des Gussmaterials

Eisen- und Nichteisenmetalle

Nichteisenmetalle

Design

Hohe Designflexibilität

Erhebliche Flexibilität

Teilegröße

Kleine bis mittelgroße Teile

Größere Teile

Oberflächenbearbeitung

Beste Oberflächenbeschaffenheit

Gute Oberflächenbeschaffenheit

Produktionsvolumen

Weniger als 10,000 Stück

Über 10,000 Stück

Toleranz

+/-0.005 Zoll

Standard: +/-0.010 Zoll
Präzision: bis zu +/-0.002 Zoll

Ciklusidő

Stundenlanges Casting

Bis zu 100 Schüsse pro Minute

Anwendungen

Luft- und Raumfahrt-, Schusswaffen-, Militär-, Automobil-, Energie-, Handels- und Getränkeindustrie

Verbraucher-, Industrie- und Handelsprodukte

Lassen Sie uns anhand der folgenden Abschnitte einen detaillierteren Vergleich durchführen:

Arbeitsprozess:

Der Feingussprozess beginnt mit der Erstellung eines Wachsmodells, das zur Herstellung des gewünschten Endprodukts verwendet wird. Der Bediener befestigt die Wachse an den Angussböden und taucht sie wiederholt in eine Keramikform. Sobald die Keramik aushärtet und die Form des Gussstücks annimmt, wird die Form erhitzt, um das Wachs zu schmelzen. Dann wird geschmolzenes Metall in den Formhohlraum gegossen, und nachdem das Metall abgekühlt und erstarrt ist, wird die Form zerbrochen, um das Gussteil zu entfernen.


Beim Druckguss hingegen wird flüssiges Metall unter hohem Druck in einen Hohlraum eingespritzt. Techniker verwenden ein Werkzeug aus gehärtetem Stahl, um Matrizenbäume zu erstellen, die die Form der benötigten Produkte haben. Geschmolzenes Metall wird auf eine Hülse gegeben und mithilfe eines Kolbens in den Hohlraum der Matrize gedrückt, wobei ein kontinuierlicher Druck ausgeübt wird, während das Metall die Matrize füllt. Sobald das Metall abgekühlt ist, entfernt der Bediener den Baum und entnimmt das Bauteil. Typischerweise erfordert das Teil eine Nachbearbeitung, um eine vollständige Endbearbeitung zu erreichen.


Auswahl des Gussmaterials:

Feinguss ist für eine Vielzahl von Metalllegierungen geeignet und eignet sich sowohl für Eisen- als auch für Nichteisenmetalle. Dieses Gussverfahren kann Materialien wie Edelstahl, Kupfer, Aluminium, Zink und mehr verarbeiten. Es ermöglicht auch das Gießen von Legierungen, die möglicherweise schwierig zu bearbeiten sind.


Andererseits ist Druckguss ideal für Nichteisenmetalle, einschließlich Aluminium-, Zink-, Kupfer-, Blei- und Magnesiumlegierungen. Daher bietet der Feinguss im Vergleich zum Druckguss eine breitere Palette an Materialoptionen.


Designkomplexität:

Beim Vergleich von Feinguss mit Druckguss spielt die Designgeometrie eine entscheidende Rolle. Durch Feinguss lassen sich präzisere Abmessungen, dünnwandige Bauteile und andere komplexe Geometrien erzielen. Diese Technik bietet eine größere Designflexibilität und ermöglicht die Einbeziehung verschiedener Designmerkmale und das Gießen komplexer Teile.

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Mit Druckguss lassen sich zwar größere Bauteile herstellen und gute Dimensionsergebnisse erzielen, es kann jedoch nicht das gleiche Maß an Komplexität wie Feinguss bieten.


Teilegröße

Beim Feinguss können Bauteile von 0.02 kg bis etwa 100 kg hergestellt werden. Es gibt jedoch einige Einschränkungen hinsichtlich der Größe der Teile für diesen Prozess. Dies liegt an der Notwendigkeit, das Wachsmodell sicher an den Werkzeuganguss anzubinden, um ein wiederholtes Eintauchen in die feuerfeste Materialaufschlämmung sicherzustellen.

Andererseits können durch Druckguss viel größere Bauteile mit weniger Größenbeschränkungen hergestellt werden. Mit diesem Verfahren können Sie grundsätzlich jede beliebige Größe erhalten. Die Herstellung großer Teile im Druckguss erfordert jedoch höhere Werkzeug- und Stückkosten.


Oberflächenbearbeitung

Wenn Sie Druckguss mit Feinguss vergleichen, werden Sie feststellen, dass die Oberflächenbeschaffenheit eines Feingussteils besser ist als die eines Druckgussteils. Die standardmäßige Präzisionstoleranz für dieses Verfahren beträgt IT5-6, und Sie können bis zu 125 Mikrofinishes erzielen. Dies reduziert oder eliminiert die Notwendigkeit einer Nachbearbeitung.

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Auch die Oberflächengüte des Druckgusses ist gut genug. Mit diesem Verfahren hergestellte Teile erfordern jedoch eine zusätzliche Bearbeitung, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.


Produktionsvolumen

Feinguss eignet sich viel besser für Kleinserien, in der Regel weniger als 10,000 Stück. Im Gegensatz dazu ist Druckguss ideal für Großserienprojekte und größere Produktionsserien von über 10,000 Stück, da zwischen 100 und 2000 Teile pro Stunde hergestellt werden können. Obwohl die Formkosten hoch sein können, kann eine Form bis zu einer Million Komponenten herstellen. Darüber hinaus gewährleistet das Verfahren eine hervorragende Wiederholbarkeit und Konsistenz und eignet sich daher ideal für große Auflagen.


Toleranz

Sowohl Feinguss als auch Druckguss können gute und enge Toleranzen erzeugen. Allerdings hängen die Toleranzmöglichkeiten eines Gussverfahrens stark von der Art des verwendeten Materials und der Form des Teils ab.

Als allgemeine Regel gilt, dass kleinere Teile eine höhere Maßhaltigkeit aufweisen. Daher liefert Feinguss bei kleineren Bauteilen bessere Ergebnisse bei engen Toleranzen (ca. +/-0.005 Zoll). Allerdings verlieren große Feingussteile in der Regel einen Teil ihrer Maßhaltigkeit. In solchen Fällen ist Druckguss für große Teile die bessere Option, da er Standardtoleranzen von +/-0.010 Zoll und Präzisionstoleranzen von bis zu +/-0.002 Zoll bieten kann.


Ciklusidő

Herkömmlicher Feinguss ist recht zeitaufwändig und erfordert einige Arbeits- und Gießstunden. Beim traditionellen Druckguss hingegen können bis zu 3 bis 4 Schüsse pro Minute erzeugt werden. Beim mehrseitigen Druckguss können über 45 Schüsse pro Minute erzeugt werden, bei kleineren Bauteilen sogar bis zu 100 Schüsse pro Minute. Druckgussteile werden häufig vollständig automatisiert hergestellt, sodass kaum oder gar kein menschlicher Eingriff erforderlich ist.


Feinguss vs. Druckguss: Was ist kostengünstiger?

Beim Vergleich der Produktionskosten für Feinguss und Druckguss spielt das Produktionsvolumen eine wichtige Rolle. Wenn Sie mit einem großen Produktionsvolumen von über 10,000 Stück arbeiten, ist Druckguss kostengünstiger als Feinguss. Da beim Druckguss eine stärkere Automatisierung erfolgt, können Hersteller in kurzer Zeit mehr Teile produzieren.

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Andererseits ist Feinguss bei Kleinserien von weniger als 10,000 Stück deutlich kostengünstiger. Druckgussmaschinen sind teurer und Kleinserien können die Druckgusskosten nicht ausgleichen. Feinguss erfordert weniger Maschinen und spart dadurch Werkzeugkosten. Darüber hinaus ist bei Feingussteilen häufig keine Nachbearbeitung erforderlich. Dadurch können Sie weitere Bearbeitungskosten einsparen.

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Fazit: Druckguss vs. Feinguss, was passt besser zu Ihren Anforderungen?

Obwohl Druckguss und Feinguss gut etablierte Techniken sind, eignen sie sich am besten für verschiedene Anwendungen. Die Wahl der Gussmethode hängt von Ihren spezifischen Anforderungen ab. Druckguss eignet sich beispielsweise am besten für die schnelle, kostengünstige und gleichmäßige Herstellung einer großen Teileserie. Andererseits wird Feinguss für kleinere Produkte mit komplexen oder komplizierten Merkmalen bevorzugt.

Druckguss eignet sich auch nur für Nichteisenmetalle wie Aluminium, Zink, Kupfer usw. Feinguss ist jedoch die beste Wahl, wenn Sie ein Teil aus Eisenmetallen wie Edelstahl herstellen müssen. Im Allgemeinen bestimmen Ihre Fertigungsanforderungen, welches Verfahren am besten geeignet ist.


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        ❖Sandguss

        ❖Schwerkraft-Druckguss

        ❖Hochdruckguss

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