In der modernen Fertigung gibt es verschiedene Methoden, um Aluminium oder dessen Legierungen zu fertigen. Eine der effektivsten ist der Kaltkammer-Druckguss. Dieses Verfahren eignet sich besonders für Materialien mit einem hohen Schmelzpunkt, wie Aluminium. Dabei wird geschmolzenes Metall mit hohem Druck in eine Form gepresst, um präzise Gussteile zu erzeugen.
Bestandteile einer Kaltkammer-Druckgussmaschine
- Einspritzsystem: Ein hydraulischer oder mechanischer Kolben presst das flüssige Aluminium in die Form.
- Gießkammer: Sorgt für kontrolliertes Einspritzen und minimiert den Kontakt des Metalls mit der Maschine.
- Form: Besteht aus zwei Hälften (Kern und Kavität), die das Gussteil formen.
- Schließeinheit: Hält die Form während des Einspritzvorgangs geschlossen.
- Auswerfersystem: Entfernt das erstarrte Gussteil sicher aus der Form.
- Kühlkanäle: Regulieren die Temperatur und gewährleisten eine gleichmäßige Erstarrung.
- Hydrauliksystem: Betreibt Einspritzung und Schließeinheit.
Der Produktionsprozess
Das Verfahren beginnt mit dem Schmelzen von Aluminium oder seinen Legierungen in einem externen Ofen. Das geschmolzene Metall wird in die Gießkammer der Maschine gegossen, wo es vom Kolben mit hohem Druck in die Form gepresst wird. Dieser Druck sorgt für eine präzise Formfüllung und minimiert Lufteinschlüsse. Nach dem Abkühlen wird das Gussteil ausgeworfen und die Maschine für den nächsten Zyklus vorbereitet.
Schließkraft und Zykluszeit
Schließkraft
Die Schließkraft hält die beiden Hälften der Form während des Einspritzvorgangs zusammen. Sie wird wie folgt berechnet:
Schließkraft = Druck in der Kavität × projizierte Fläche
Beispiel: Bei einer projizierten Fläche von 120 cm² und einem Druck von 800 kg/cm² ergibt sich eine Schließkraft von 96.000 kg (≈ 96 Tonnen).
Zykluszeit
Die Zykluszeit umfasst alle Schritte eines Gussvorgangs: Schließen der Form, Einspritzen, Abkühlen und Auswerfen. Je nach Komplexität des Teils variiert sie zwischen 2 Sekunden und 1 Minute.
Vorteile des Kaltkammer-Druckgusses
- Geeignet für Materialien mit hohem Schmelzpunkt wie Aluminium und Kupferlegierungen.
- Ermöglicht bessere Temperaturkontrolle und verhindert vorzeitige Erstarrung.
- Erzeugt komplexe, präzise Formen mit hoher Oberflächenqualität.
- Verlängert die Lebensdauer der Formen durch geringeren thermischen Stress.
- Erhöht die Effizienz und Reproduzierbarkeit des Prozesses.
Vergleich zwischen Warmkammer- und Kaltkammer-Druckguss
Im Gegensatz zum Warmkammerverfahren befindet sich beim Kaltkammerverfahren die Gießkammer außerhalb des Schmelzbades. Dadurch eignet es sich besser für hochschmelzende Materialien. Der folgende Vergleich fasst die Hauptunterschiede zusammen:
| Merkmal | Warmkammer-Druckguss | Kaltkammer-Druckguss |
|---|---|---|
| Ofenposition | Integriert in die Maschine | Externer Ofen, Metall wird separat eingefüllt |
| Zykluszeit | Kürzer (~15 Schüsse/Minute) | Länger aufgrund des manuellen Einfüllens |
| Geeignete Materialien | Niedrigschmelzende Legierungen (Zink, Magnesium) | Hochschmelzende Legierungen (Aluminium, Kupfer) |
| Einspritzdruck | Niedriger | Höher |
| Formlebensdauer | Länger | Kürzer durch höhere Temperaturen |
| Produktionsvolumen | Großserien | Mittelgroße bis große Teile |
| Teilekomplexität | Einfach | Komplex |
| Oberflächenqualität | Sehr gut | Gut bis sehr gut |
| Sicherheitsanforderungen | Niedriger | Höher durch heiße Metallhandhabung |
| Installationskosten | Niedriger | Höher |
Geeignete Materialien
- Aluminium – leicht, stark und korrosionsbeständig.
- Magnesiumlegierungen – extrem leicht, ideal für Gewichtseinsparung.
- Kupfer – hohe elektrische Leitfähigkeit.
Anwendungsbereiche
- Automobilindustrie: Motorblöcke, Getriebegehäuse.
- Luft- und Raumfahrt: Struktur- und Motorkomponenten.
Zusammenarbeit mit Edr Fittings Srl
Edr Fittings Srl entwickelt langlebige, präzise Formen für den Druckguss. Durch den Einsatz moderner CAD-, CAM- und CAE-Technologien gewährleistet das Unternehmen höchste Zuverlässigkeit und Qualität in allen Produktionsphasen.
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