Druckguss ist ein Fertigungsverfahren, bei dem flüssiges Metall unter hohem Druck zu komplexen Metallteilen verarbeitet wird. Es ist ein vielseitiges Verfahren zur Herstellung unterschiedlichster Teile, darunter Automobilkomponenten, Elektronikgehäuse und Medizinprodukte.
Obwohl Druckguss ein zuverlässiges Verfahren ist, können gelegentlich Fehler auftreten. Dieser Artikel erläutert einige der häufigsten Druckgussfehler, ihre Ursachen und mögliche Lösungen.
Druckgussfehler
Als Zinkdruckguss erstmals verfügbar wurde, etablierte er sich schnell als leichte und kosteneffiziente Alternative zu anderen Legierungen wie Zinn und Blei. Im vergangenen Jahrhundert haben sich Zinklegierungen kontinuierlich weiterentwickelt. Zink war zwar stets für seine hohe Festigkeit bekannt, doch die Einführung der Zamak-Familie und nun der revolutionären EZAC™-Legierung hat die Eignung von Zinklegierungen für den Warmkammer-Druckguss in einem breiten Anwendungsspektrum weiter verbessert. Vor der Einführung von EZAC™ wurde Zink bei Anwendungen mit hoher Zugfestigkeit, insbesondere bei hohen Temperaturen, häufig nicht berücksichtigt. Zudem wiesen die meisten Zinklegierungen im Vergleich zu anderen Werkstoffen eine geringe Kriechfestigkeit auf. Auf diese Verbesserungsbereiche konzentrierte sich die Entwicklung von EZAC™, wodurch eine Zinklegierung entstand, die bisherige Einschränkungen überwindet.
Wärmerisse
Wärmerisse sind örtlich begrenzte Risse oder Oberflächenschäden, die an der Druckgussform auftreten können. Sie entstehen durch thermische Spannungen und wiederholte Temperaturwechsel, die durch Faktoren wie unzureichende Kühlung, übermäßigen Einsatz von Trennmittel oder dickwandige Formbereiche verstärkt werden können.
Anlöten
Anlöten bezeichnet die Bildung einer dünnen Metallschicht auf der Gussoberfläche. Ursache sind Erosion oder Auflösung des Werkzeugmaterials infolge ungleichmäßiger Kühlung, lokal hoher Temperaturen oder eines ungeeigneten Metallflusses. Anlöten lässt sich durch eine verbesserte Kühlung, die Optimierung des Bauteildesigns und eine bessere Steuerung des Metallflusses vermeiden.
Risse
Risse sind Brüche oder Trennungen, die im Druckgussteil auftreten können. Sie können durch Spannungskonzentrationen, schnelle Abkühlung und ungleichmäßige Temperaturgradienten entstehen. Durch die Bewertung der Gussgeometrie, die Anpassung der Prozesszeiten und ein verbessertes Temperaturmanagement lassen sich Risse minimieren.
Maßabweichungen
Maßabweichungen sind Abweichungen von den vorgegebenen Maßen und Toleranzen des Druckgussteils. Ursachen können unrealistische Zeichnungstoleranzen, Schwankungen der Prozessparameter und Effekte der Wärmeausdehnung sein. Sie lassen sich durch optimierte Toleranzen, kontrollierte Prozessparameter und die Berücksichtigung thermischer Einflüsse minimieren.
Grat
Grat ist überschüssiges Material, das zwischen den Formhälften austritt und dünne Kanten oder Ansätze am Gussteil bildet. Ursachen können eine unzureichende Schließkraft der Maschine, Werkzeugverschleiß oder Fehlausrichtung sowie nicht optimale Prozessparameter sein. Grat lässt sich durch eine ausreichende Schließkraft, regelmäßige Werkzeugwartung und optimierte Prozessparameter vermeiden.
Schwindungsporosität
Schwindungsporosität ist durch Hohlräume gekennzeichnet, die durch das Schrumpfen des flüssigen Metalls während der Erstarrung entstehen. Ursachen können ungleichmäßige Wandstärken und abrupte Querschnittsübergänge im Bauteildesign sein. Durch die Optimierung der Gussgeometrie und ein wirksames Temperaturmanagement lässt sich Schwindungsporosität minimieren.
Fließspuren (Kaltlaufstellen, unvollständige Füllung usw.)
Fließspuren zeigen sich als sichtbare Linien oder Streifen auf der Gussoberfläche, die während der Formfüllung durch den Metallfluss entstehen. Sie können durch Mängel in der Bauteilgeometrie sowie durch eine unzureichende Auslegung des Anguss- und Verteilerkanalsystems verursacht werden. Durch eine optimierte Bauteilgeometrie, den Einsatz von Fließsimulationssoftware und Echtzeitüberwachung lassen sich Fließspuren minimieren.
Ein umfassendes Verständnis häufiger Druckgussfehler, ihrer Ursachen und praktischer Lösungen ist entscheidend für die Entwicklung hochwertiger Gussteile. Mit den in diesem Artikel beschriebenen Lösungen können Hersteller Fehler wirksam beheben, die Produktionseffizienz steigern und Produkte liefern, die anspruchsvollen Qualitätsstandards entsprechen.