Die 3 wichtigsten Prototyping-Verfahren für Druckguss

Was muss Ihr Prototyp leisten?

Verbraucher erwarten heute perfekte Produkte. Um dieses Leistungsniveau zu erreichen, müssen Hersteller ihre Produkte strengen Tests unterziehen, um eine optimale Funktion sicherzustellen. Häufig erfolgen die Tests in mehreren Iterationen und stellen dabei unterschiedliche Anforderungen an die Funktionalität. Für jeden dieser Tests ist ein geeigneter Prototyp erforderlich.

Müssen Sie die Festigkeit Ihres Bauteils überprüfen? Erfordert Ihr Produkt exakte Toleranzen, und möchten Sie die Passung des Teils kontrollieren? Müssen Sie die Wandstärke in bestimmten Bereichen des Teils aufgrund von Gewicht oder Passung anpassen?

Das Druckgussverfahren eignet sich in der Regel nicht für die Prototypenfertigung in kleinen Stückzahlen. Das bedeutet jedoch nicht, dass wir Sie im Prototyping-Prozess nicht unterstützen können. Wir haben die drei wichtigsten Prototyping-Verfahren zusammengestellt, mit denen unsere Kunden ihre Druckgusskomponenten testen. 

Schleuderguss

Schleuderguss ist ein Verfahren, bei dem Metall mithilfe von Zentrifugalkraft in eine Gummiform gepresst wird. Während Schleudergießer früher auf speziell für niedrige Schmelztemperaturen entwickelte Werkstoffe beschränkt waren, hat sich das Verfahren im Laufe der Zeit weiterentwickelt und ermöglicht heute die Herstellung von Komponenten aus Werkstoffen, die denen im Druckguss ähneln. Auch wenn ein Schleudergießer nicht exakt denselben Werkstoff wie ein Druckgießer einsetzen kann, kann das Schleudergussteil durch zusätzliche Erwärmungsschritte bei exakten Geometrien die Festigkeit einer Druckgusskomponente erreichen. Je komplexer das Teil, desto vorteilhafter ist das Schleudergussverfahren.

Das Prototyping mit Schleuderguss ist ideal für Projekte mit kleinen Stückzahlen, komplexen Geometrien und kurzen Durchlaufzeiten. Schleudergussteile können nahezu dieselben Geometrien wie Druckgussteile bei vergleichbarer Festigkeit aufweisen und eignen sich daher ideal, um die Passung einer Komponente während des Prototyping-Prozesses zu testen. Die Lieferzeit für Schleudergussteile beträgt etwa 1–3 Wochen.

Zerspanung von Stangenmaterial

Die Zerspanung von Stangenmaterial gewährleistet bei kleinen Stückzahlen Schnelligkeit und Kosteneffizienz. Das Verfahren selbst ist relativ einfach: Ein Rohling aus gereinigtem Metall wird mit einer Drehmaschine oder CNC-Maschine auf die Größe und Form des Teils zugeschnitten. Bei kleinen Stückzahlen ist das Verfahren schneller und kostengünstiger als andere Fertigungsverfahren, da das Material leicht verfügbar ist und kein Werkzeug konstruiert oder gebaut werden muss. Der Nachteil der Zerspanung von Stangenmaterial besteht darin, dass das Teil eine geringe Duktilität aufweist und die Toleranzen durch den Radius des Fräsers begrenzt sind – mit anderen Worten: Toleranzen und Geometrien können nicht enger sein als die Krümmung des tatsächlichen Schneidwerkzeugs.

Wenn Ihr Prototyp strenge Dehnungs- und Toleranzprüfungen bestehen muss, ist die Zerspanung von Stangenmaterial keine wirksame Option. Für Projekte mit engem Budget und Zeitplan ist das Verfahren jedoch eine gute Prototyping-Lösung. Die Lieferzeit für die Zerspanung von Stangenmaterial kann nur 1 Woche betragen.

Die Zerspanung von Stangenmaterial ist auch ein wirksames Mittel, um die Zugfestigkeit von Druckgusskomponenten zu bewerten. Im Allgemeinen weisen aus Stangenmaterial bearbeitete Teile bei Zugfestigkeit und Streckgrenze etwa 15% geringere Werte auf als Druckgusskomponenten, da bearbeitete Teile nicht über die „Gusshaut" einer Druckgusskomponente verfügen. Dennoch haben unsere Kunden bearbeitete Prototypen häufig genutzt, um die Zugfestigkeit ihrer Komponente zu testen. Besteht der bearbeitete Prototyp einen Belastungstest, hält die Druckgusskomponente einer noch höheren Belastung stand. Wenn Ihre Komponente in der Serienproduktion aus Aluminium gegossen wird, kann die Zerspanung einer Zink-Aluminium-Mischlegierung die Festigkeit einer Aluminium-Druckgusskomponente erreichen.

Möchten Sie erfahren, wie sich die Festigkeit einer bearbeiteten Legierung an die einer Druckgusskomponente anpassen lässt? Kontaktieren Sie einen unserer Ingenieure, um mehr über die Möglichkeiten des Prototypings durch Zerspanung zu erfahren.

Feinguss

Für Projekte, die Prototypen als exakte Repliken erfordern, empfehlen wir Feinguss. Da sich aus der Funktion eines Prototyps so viel lernen lässt, ist ein hochwertiger Prototyp entscheidend. Bei der Konstruktion von Metallkomponenten ist eine exakte Replik des fertigen Teils der beste Prototyp, den Sie erhalten können. Feinguss ermöglicht Konstrukteuren einen Prototypen mit exakt derselben Geometrie, Toleranz, Festigkeit und Funktion wie die endgültige Druckgusskomponente. Dies ist besonders bei Aluminium-Druckgussteilen für Anwendungen wichtig, die strengen Sicherheitsprüfungen unterzogen werden.

Das Feingussverfahren eignet sich insgesamt gut für Metallkomponenten in kleinen Stückzahlen. Das Verfahren kann jedoch leicht angepasst werden, um Prototyping-Anforderungen in einem Bruchteil der Zeit zu erfüllen. Anstatt ein festes Werkzeug zu bauen, können Feingussingenieure Wachsmodelle im 3D-Druck herstellen, um Teilegeometrien zu formen und so Durchlaufzeit und Kosten zu reduzieren. Anschließend kann das Teil wie gewohnt mit jeder für den Feinguss geeigneten Legierung gegossen werden. Der resultierende Prototyp ist eine exakte Replik des späteren Druckgussteils, sodass alle vom Kunden benötigten Nachbearbeitungsschritte angewendet werden können, einschließlich Montage, Wärmebehandlung, Schweißen, Beschichten und Lackieren.

3D-gedrucktes Wachsmodell und Prototyp, die intern bei unserem Schwesterunternehmen Signicast hergestellt wurden.

Wie bei jedem Fertigungsverfahren steigen die Kosten eines Prototyps, wenn Maßtoleranzen und Prüfkriterien strenger werden. Die frühzeitige Einbindung und Beratung durch technische Ingenieure während der Konstruktionsphase helfen Kunden dabei, herkömmliche, mit dem Prototyping verbundene Toleranzprobleme beim Gießen zu überwinden. So werden durch Innovation und branchenführende Technologie eine 100%ige Übereinstimmung mit den Spezifikationen im Gusszustand, termingerechte Lieferung und niedrigste Gesamtkosten ermöglicht. Die Lieferzeiten für Prototypen im Feinguss variieren je nach Teilekomplexität, liegen jedoch in der Regel zwischen 5 Tagen und 4 Wochen.

Welches Prototyping-Verfahren ist das richtige für Sie?

Das beste Prototyping-Verfahren für Ihre Druckgusskomponente hängt von vielen Faktoren ab. Berücksichtigen müssen Sie Ihre Budget- und Materialbeschränkungen, den Zeitplan für die Tests sowie deren Strenge. Wenn Sie noch unsicher sind, welches Verfahren für Sie geeignet ist, wenden Sie sich an einen unserer Dynacast-Ingenieure. Wir können Ihre Prototyping-Anforderungen betreuen und sicherstellen, dass Ihr Projekt auf einer soliden Grundlage in die Druckguss-Serienproduktion übergehen kann.