Druckguss vs. Feinguss: Was ist der Unterschied?

Seit den 1890er Jahren ist das Gießen eine wichtige Fertigungstechnik. Heute sind Druckguss und Feinguss die beiden am weitesten verbreiteten Gießverfahren. Obwohl sie die gleichen grundlegenden Prinzipien haben, sind ihre spezifischen Unterschiede bemerkenswert.

Beim Druckguss wird geschmolzenes Metall unter hohem Druck in kalte Hohlräume gespritzt. Im Gegensatz dazu wird beim Feinguss Wachs in einen Aluminiumhohlraum gespritzt. Beim Feinguss werden in der Regel Formen verwendet, die in mehreren Zyklen wiederverwendet werden, um Metallteile mit außergewöhnlichen Oberflächengüten herzustellen. Druckguss hingegen ist wirtschaftlich für große Produktionsmengen und Nichteisenteile.

Das Verständnis der verschiedenen Gießverfahren ist von entscheidender Bedeutung, ganz gleich, ob Sie an der Herstellung neuer Teile arbeiten oder die Produktion steigern wollen. Dieses Wissen hilft Ihnen bei der Auswahl des geeigneten Gießverfahrens für bestimmte Anwendungen. In diesem Artikel werden wir die Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen Druckguss und Feinguss untersuchen, um Ihr Verständnis für die Produktionsmöglichkeiten zu verbessern.

Was ist Druckguss?

Druckguss ist eine Fertigungstechnik, bei der Nichteisenlegierungen geschmolzen und mit Hilfe einer Druckgussmaschine in Formen gespritzt werden. Ein einzigartiges Merkmal des Druckgusses ist die Dauerhaftigkeit der Form, d. h. sie muss nicht bei jedem Zyklus neu hergestellt werden. Es ist eine der effizientesten Methoden zur Herstellung von Nichteisenmetallteilen.

Arten des Druckgusses 

Es gibt zwei Arten von Druckguss: Warmkammer- und Kaltkammerdruckguss.

Warmkammer-Druckguss

Wird für Metalllegierungen mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet. Das Metall wird in einem Ofen geschmolzen, der in der Regel an eine Maschine angeschlossen ist, und dann mit hohem Druck über ein hydraulisches System in die Form gespritzt. Dieses Verfahren ist schnell, wobei der Zyklus je nach Größe und Gewicht des Teils variiert. Es eignet sich am besten für Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt wie Blei, Zink, Magnesium und Zinnlegierungen.

Kaltkammer-Druckgießen

Hier wird das geschmolzene Metall in die kalte Kammer geleitet, bevor es in die Form gespritzt wird. Der Druck steigt deutlich an, und das geschmolzene Metall erstarrt schnell und bildet das endgültige Gussteil. Dieses Verfahren ist aufgrund seiner Flexibilität in Bezug auf Gewicht und Größe ideal für verschiedene Anwendungen.

Druckgießverfahren

Der Hauptunterschied zwischen Warm- und Kaltkammerverfahren liegt im Metall, den Maschinen und dem Standort des Ofens. Metalle mit hohem Schmelzpunkt erfordern mehr Energie und einen robusten Ofen. Ansonsten ist das Gießverfahren ähnlich.

Beim Druckgussverfahren wird eine Stahlform verwendet, die das Muster enthält, das zur Herstellung eines Teils verwendet wird. Die Formen, die in der Regel aus zwei oder mehr Teilen bestehen, werden auf einer Maschine montiert und fest zusammengehalten. Das geschmolzene Metall wird in die Form eingelegt, und nach dem Abkühlen wird das Gussteil ausgestoßen. Dieser Vorgang wird wiederholt, um so viele Teile wie nötig herzustellen.

Druckguss Anwendungsindustrien

Druckguss ist in verschiedenen Branchen weit verbreitet, z. B. in der Automobilindustrie, im Landschaftsbau, im Freizeitbereich und im Gesundheitswesen. Seine Designflexibilität und die Metalloptionen machen es weltweit zu einer beliebten Wahl:

• Automobilindustrie für Fahrzeuggetriebe, Gehäuse von Unterhaltungssystemen und Motorkomponenten für ihr GPS

• Landschaftsbau- und Freizeitindustrie zur Herstellung von Außenbord-Getriebegehäusen, Wohnmobil-Fahrgestellen, Unterböden für die Schifffahrt und hydrostatischen Achsen zur Ausstattung ihrer Produkte.

• Die Gesundheitsbranche bietet Steuerungen für Krankenhausgeräte, Blutanalysegeräte, peristaltische Pumpen und chirurgische Geräte an.

Vorteile des Druckgusses

Zu den wichtigsten Vorteilen des Druckgussverfahrens gehören die folgenden; 

• Hohe Produktionsrate: Druckguss ist eine der besten Methoden, um gleichbleibende und zuverlässige Teile schnell herzustellen. 

• Maßhaltigkeit: Beim Druckguss werden Teile hergestellt, die über einen langen Zeitraum hinweg maßhaltig bleiben. Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer weiteren Bearbeitung. 

• Fähigkeit zur Herstellung komplexer Formen: Durch das Gießen können mit wenig Sekundärmaschinen nahezu endkonturnahe Teile hergestellt werden. 

• Gute Oberflächengüte: Druckguss hat glatte und feine kristalline Oberflächen, die dazu beitragen, Ihre Gesamtzykluszeit zu reduzieren. 

• Beständigkeit der Eigenschaften: Was die Eigenschaften anbelangt, so verfügt Druckguss über gleichbleibend starre, feine und dauerhafte Eigenschaften. 

• Relative Kosteneffizienz: Druckguss ist bei hohen Stückzahlen kostengünstig.

Nachteile des Druckgusses

• Risiko von Porosität und Einschlüssen

•  Beschränkungen für große Teile

• Beschränkungen der Teiledicke

• Geringere Korrosionsbeständigkeit

• Mikrostrukturelle Einschränkungen

• Geringere Zugfestigkeit im Vergleich zu anderen Methoden

Was ist Feinguss?

Beim Feinguss, der auch als Präzisionsguss und Wachsausschmelzverfahren bekannt ist, wird Metall zur Herstellung spezifischer Teile mit hervorragender Oberfläche verwendet, wobei der Materialabfall minimiert wird.

Investment Casting Arbeitsschritte

Um die Einzigartigkeit des Feingusses zu verstehen, finden Sie im Folgenden eine detaillierte Beschreibung des Gießverfahrens;

1. ein Wachs-Muster entwerfen

Sie können Ihr gewünschtes Teil entweder durch den Bau einer Wachsspritzgussform oder durch 3D-Drucken entwerfen. Wenn Sie eine Wachsspritzgussform verwenden, sollte die Metallform aus Aluminium hergestellt werden. Wenn Sie den 3D-Druck verwenden, benötigen Sie ein CAD-Modell, um die Produktspezifikationen an den Drucker zu senden und zu drucken.

2.Wachsmontage 

Hier werden die Wachsmodelle auf einem Anguss befestigt, bevor sie zu einem Baum zusammengesetzt werden. Unvollkommenheiten im Wachs werden ebenfalls entfernt, damit es dem fertigen Teil ähnelt. 

3. keramische Beschichtung 

Zu diesem Zeitpunkt wird das Wachsmodell in einen keramischen Schlamm getaucht, der das Wachs umhüllt. In der Anfangsphase wird feines Material verwendet, um die kleinsten Details des Modells zu erhalten, bevor anschließend grobe Keramikmaterialien verwendet werden, die der Form Festigkeit und Härte verleihen. Wenn die Form die gewünschte Dicke erreicht hat, wird sie ausgehärtet. 

4. entparaffinieren

Hier wird die Keramikform mit dem Kopf nach unten in einen Ofen gestellt, damit das Wachs aus dem Ausgangszustand schmelzen und verdampfen kann. In dieser Phase ist besondere Vorsicht geboten, um sicherzustellen, dass die zusätzliche Belastung durch die Hitze die Form nicht beeinträchtigt. 

5. gießen

Beim Gießen wird das Metall in die Form gegossen, um das Gussteil herzustellen. Die Form wird dann mit dem geschmolzenen Metall belassen, bis es erstarrt. 

6. veräußern

Hier wird die keramische Zelle entfernt und gereinigt, bis keine Anzeichen des Gießvorgangs mehr vorhanden sind. Dies kann entweder durch Vibration, Strahlen, Wasserauswurf oder Vibration geschehen. 

7. die Fertigstellung

In dieser Phase werden die Verunreinigungen entweder mit Handwerkzeugen oder durch Schweißen entfernt.

8.Prüfung

In dieser letzten Phase werden die Teile sowohl visuell als auch durch fluoreszierende Penetrationsprüfungen geprüft, um Oberflächen- und Untergrundfehler zu erkennen. Der gesamte Prozess wird dann wiederholt, um weitere Teile einzubeziehen. 

Feinguss Anwendungsindustrien

Viele Branchen nutzen das Feingussverfahren. Einige dieser Branchen sind; 

• Feuerwaffenindustrie, die Abzüge, Hämmer und andere Präzisionsteile herstellt

• Die Luft- und Raumfahrt- sowie die Energieerzeugungsindustrie stellen komplexe Kühlsysteme und Turbinenschaufeln mit komplizierten Formen her.

• Öl- und Gasindustrie, die Sicherheits- und Druckentlastungskomponenten für ihre Anlagen herstellt 

Vorteile des Feingusses 

Nachfolgend sind einige der Vorteile des Feingusses aufgeführt;

• Hohe Präzision: Die Teile und Komponenten des Feingusses haben eine hohe Toleranz. 

• Fähigkeit zur Herstellung komplexer Formen: Sie ist für Teile und Komponenten mit komplexer Geometrie geeignet. 

• Große Auswahl an Materialien: Es ist sowohl für Eisen- als auch für Nichteisenmetalle geeignet.

Nachteile des Feingusses 

• Höhere Kosten im Vergleich zu anderen Methoden

• Beschränkungen bei Größe und Dicke der Teile

• Begrenzte Bearbeitung nach dem Gießen

• Vergeudung von Gussmaterial

Was ist der Unterschied zwischen Feinguss und Druckguss?

Ein detaillierter Vergleich zwischen Druckguss und Feinguss zeigt Unterschiede bei den Gießverfahren, den verwendeten Materialien, der Komplexität der Konstruktion, der Größe der Bauteile, der Oberflächengüte, dem Produktionsvolumen, den Toleranzen und der Produktionszeit. Die folgende Tabelle fasst diese Aspekte zusammen.

	Druckgießen	Feinguss
Gussverfahren	Geschmolzenes Metall wird unter hohem Druck in den Formhohlraum eingebracht	Formen werden mit flüssigem Keramikschlamm hergestellt
Verwendete Materialien	Nichteisenmetalle	Eisen- und Nichteisenmetalle
Komplexität des Designs	Erhebliche Flexibilität	Hohe Designflexibilität
Größe des Bauteils	Große Teile	Kleinere oder mittelgroße Teile
Oberflächengüte	Gute Oberflächengüte	Ausgezeichnete Oberflächengüte
Produktionsvolumen	Über 10.000 Stück	Weniger als 10.000 Stück
Toleranz	Standardtoleranz von +/-0,010 Zoll und Präzisionstoleranz von etwa +/-0,002 Zoll	+/-0,005 Zoll
Produktionszeit	Mindestens 100 Schüsse pro Minute	Stunden des Gießens

Druckguss vs. Feinguss: Unterschied in den Stadien

Jetzt werden wir eine detaillierte Erklärung ihrer Unterschiede erörtern:

1. das Gießverfahren

Das Druckgussverfahren beginnt in der Regel mit dem Einspritzen von flüssigem Metall in den Hohlraum, in der Regel in einer dem gewünschten Produkt ähnlichen Form, unter hohem Druck. Das geschmolzene Metall wird auf eine Hülse gesetzt und mit Hilfe eines Kolbens in den Formhohlraum gepresst. Sobald das Metall abgekühlt ist, wird sein Bestandteil entfernt, um eine vollständige Oberfläche zu erhalten.

Das Feingussverfahren hingegen beginnt mit dem Entwurf eines Wachsmodells, mit dem das gewünschte Endprodukt hergestellt werden kann. Dieses Modell wird konsequent auf Angussböden befestigt und in eine Keramikform getaucht. Sobald die Keramik aushärtet und die Gussform annimmt, wird die Form erhitzt, um das Wachs zu schmelzen. Die Form wird dann mit dem Metallhohlraum gefüllt, bis sie abkühlt und erstarrt. Am Ende wird die Form gebrochen und der Guss entfernt. 

2. verwendete Materialien

Nichteisenmetalle werden meist für den Druckguss verwendet. Dazu gehören Aluminium, Kupfer, Magnesiumlegierungen, Zink und Blei. Beim Feinguss werden sowohl Eisen- als auch Nichteisenmetalle wie rostfreier Stahl, Zink, Aluminium usw. verwendet. Im Allgemeinen stehen dem Feinguss im Vergleich zum Druckguss mehr Materialoptionen gegenüber. 

3. die Komplexität der Gestaltung

Der Druckguss ermöglicht eine größere Produktion von Bauteilen mit guten Ergebnissen bei den Abmessungen; mit dem Feinguss lassen sich jedoch präzisere Abmessungen, komplexe Geometrien und dünnwandige Bauteile erzielen. 

4. komponente Größe

Druckguss ermöglicht die Herstellung von Bauteilen und hat eine geringe Größenbeschränkung. Im Feinguss können jedoch nur Bauteile von 0,02 kg bis 100 kg hergestellt werden. Während beim Druckguss jede beliebige Größe möglich ist, gibt es beim Feinguss einige Einschränkungen bei der Größe der Teile. 

5. die Oberflächenbehandlung

Die Oberflächenbearbeitung beim Druckguss ist gut genug, kann aber zusätzliche Bearbeitung erfordern, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Die Oberflächenbearbeitung beim Feinguss ist jedoch besser, mit präzisen Toleranzen und etwa 125 Mikroschliffen. Bei Feinguss ist keine Nachbearbeitung erforderlich. 

6. das Produktionsvolumen

Wenn Sie an Großserienprojekten mit einer Auflage von 10.000 Stück oder mehr arbeiten, sollten Sie Druckguss verwenden. Der Grund dafür ist, dass dieses Verfahren eine gleichbleibende Qualität bietet und 100 bis 2.000 Teile in einer Stunde herstellen kann. Feinguss hingegen eignet sich eher für Kleinserien mit weniger als 10.000 Stück. 

7. toleranzen

Sowohl Druck- als auch Feinguss bieten enge und gute Toleranzen; dies hängt jedoch vom verwendeten Material und der Form der Teile ab. Druckguss ist die beste Option für große Teile, da er eine Standardtoleranz von +/-0,010 Zoll und eine Präzisionstoleranz von etwa +/-0,002 Zoll bietet. Feinguss eignet sich für kleinere Teile von etwa +/-0,005 Zoll.

8. die Produktionszeit

Beim Druckguss können etwa 3 bis 4 Schüsse in der Minute und etwa 45 bis 100 Schüsse in der Minute für kleinere Bauteile erzeugt werden. Im Gegensatz dazu ist Feinguss zeitaufwändig und würde stundenlanges Gießen mit zusätzlicher Arbeit erfordern. 

Wie Sie das beste Gießverfahren für Ihre Anwendung auswählen

Die Wahl des besten Gießverfahrens hängt von Faktoren wie Kosten, Produktmenge, Oberflächengüte, Fertigungszeit und -geschwindigkeit, Form und Größe sowie Festigkeit ab. Eine sorgfältige Abwägung dieser Aspekte wird Ihnen helfen, die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.

1. Kosten: Druckguss ist im Allgemeinen wirtschaftlicher für große Produktionsmengen, da es ein schnelleres Verfahren ist und die Formen dauerhaft sind. Das Feingießen hingegen kann höhere Kosten verursachen, insbesondere bei kleinen Produktionsserien. Bei diesem Verfahren müssen für jeden Zyklus neue Formen hergestellt werden, und der Prozess ist arbeitsintensiver.

2. Produktmenge: Wenn Sie eine große Menge an Teilen produzieren, ist das Druckgussverfahren in der Regel besser geeignet. Das Verfahren ist für hohe Produktionsraten ausgelegt, und die Maschinen können Hunderte oder sogar Tausende von Teilen in einer Stunde herstellen. Feinguss wird in der Regel für geringere Stückzahlen und kleine Produktionsläufe verwendet, bei denen die Komplexität und Präzision den Bedarf an Geschwindigkeit überwiegt.

3. Oberflächengüte: Feinguss bietet eine außergewöhnliche Oberflächengüte und ist in der Lage, komplizierte Details zu erhalten. Dadurch eignet es sich für Teile, die ein hohes Maß an Präzision und ästhetischer Qualität erfordern. Das Druckgussverfahren bietet ebenfalls eine gute Oberflächengüte, kann aber eine zusätzliche Bearbeitung oder Behandlung erfordern, um die gewünschte Detailgenauigkeit zu erreichen.

4. Zeit und Geschwindigkeit: Druckguss ist ein schnelleres Verfahren, mit dem viele Teile schnell hergestellt werden können. Es ist ideal für Anwendungen, bei denen Zeit ein kritischer Faktor ist. Feinguss ist ein langsameres, bedächtigeres Verfahren. Es umfasst mehrere Schritte, einschließlich des Entwurfs eines Wachsmodells, der Herstellung einer Keramikform und des sorgfältigen Gießens des Metalls. Dieses Verfahren eignet sich am besten, wenn Qualität und Präzision Vorrang vor Schnelligkeit haben.

5. Form und Größe: Druckguss ermöglicht eine große Flexibilität bei Form und Größe und wird für große Teile verwendet. Feinguss hingegen eignet sich hervorragend für kleine, komplexe Formen. Mit diesem Verfahren können komplizierte Merkmale hergestellt werden, die beim Druckguss schwierig oder unmöglich sind.

6. Festigkeit: Beide Verfahren bieten eine zuverlässige Festigkeit, aber die spezifischen Anforderungen des Bauteils können das eine dem anderen vorziehen. Druckguss wird für Nichteisenmetalle verwendet und bietet gleichbleibende Festigkeit und Haltbarkeit. Das Feingussverfahren eignet sich sowohl für Eisen- als auch für Nichteisenmetalle und kann spezielle Anforderungen an Festigkeit und Härte erfüllen.

7. Anwendungsspezifische Erfordernisse: Es ist entscheidend, die endgültige Anwendung des Teils zu kennen. Wenn das Teil ein komplexes Design mit feinen Details erfordert, kann Feinguss die beste Option sein. Erfordert die Anwendung große Mengen bei gleichzeitiger Kosteneffizienz, ist Druckguss möglicherweise besser geeignet.

Abschließend lässt sich sagen, dass die Entscheidung zwischen Druckguss und Feinguss vielschichtig ist und unter sorgfältiger Berücksichtigung der oben genannten Faktoren getroffen werden sollte. Die Abstimmung des gewählten Verfahrens auf die spezifischen Anforderungen und Einschränkungen des Projekts stellt sicher, dass der Herstellungsprozess sowohl effizient als auch effektiv ist, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.

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Gerne können Sie kontaktieren Sie uns wenn Sie Fragen haben oder Ihre spezifischen Projektanforderungen besprechen möchten. Unser Expertenteam unterstützt Sie gerne bei der Auswahl des besten Gießverfahrens für Ihre Anwendung.