In der Automobilindustrie werden Teile benötigt, die nicht schwer sind, harten Bedingungen standhalten, sehr genau sind und trotzdem erschwinglich bleiben. Zinkdruckguss garantiert diese Eigenschaften. Insbesondere der Zinkdruckguss für die Automobilindustrie hat sich zu einem bevorzugten Fertigungsverfahren für die Herstellung großer Mengen komplexer Teile mit hervorragender Maßhaltigkeit und Oberflächenqualität entwickelt. Der Einsatz dieses Verfahrens unterstützt viele Anwendungen bei Türgriffen, Lenkungsteilen und Elektronikgehäusen, die heute in Fahrzeugen verwendet werden.

Die Stärke des Zinkdruckgusses für Kfz-Teile liegt in der Verwendung von Zamak-Legierungen, einer Familie von Werkstoffen auf Zinkbasis, die für ihre Gießbarkeit, Festigkeit und Beständigkeit gegen Verschleiß und Korrosion bekannt sind. Deshalb sehen diese Teile so komplex aus und erfüllen so strenge Qualitäts- und Automobilstandards. Darüber hinaus ermöglichen Zinkdruckgussverfahren für die Automobilindustrie eine Hochgeschwindigkeitsproduktion mit Zykluszeiten von oft unter 30 Sekunden und einer Lebensdauer der Form von über einer Million Zyklen. Dadurch werden die Kosten niedrig gehalten, und jedes Teil entspricht der erwarteten Qualität, was für Automobilzulieferer von entscheidender Bedeutung ist.

In den letzten Jahren hat der Trend zu Leichtbau- und Elektrofahrzeugen die Nachfrage nach Druckgusslösungen von Autozamak weiter erhöht, da sie mehrere Funktionen in ein einziges Teil integrieren können und gleichzeitig recycelbar und effizient sind.

Die Geschichte des Zinkdruckgusses in der Automobilindustrie

Die Anfänge des Zinkdruckgusses liegen mehr als ein Jahrhundert zurück und reichen bis ins frühe 20. Zunächst wurden Zinklegierungen in der Druckerei und bei Konsumgütern verwendet, doch in den 1930er Jahren hielten sie Einzug in die Automobilbranche. Da sich die Fahrzeuge zu immer detaillierteren Maschinen entwickelten, brauchten sie auch leichtere Metallteile, die gleichzeitig stabil waren.

Mit der Einführung von Zamak-Legierungen, die aus Zink und anderen Elementen bestehen, hat sich die Gießereiindustrie grundlegend verändert. Die Bedeutung von Zamak setzt sich aus den deutschen Wörtern für Zink, Aluminium, Magnesium und Kupfer zusammen. Diese Legierungen boten hervorragende Gießeigenschaften und setzten sich schnell im Zinkdruckguss für die Automobilindustrie durch.

In den 1950er und 60er Jahren wurden viele Fahrzeugteile - von Türgriffen bis zu Vergasergehäusen - im Zinkdruckgussverfahren in Serie hergestellt. Aufgrund besserer Druckgussmaschinen und einer verbesserten Formtechnik spielte es eine noch größere Rolle.

Was ist Zinkdruckguss?

Beim Zinkdruckguss wird geschmolzenes legiertes Zink durch eine Düse in eine enge Gussform gepresst. Durch die Verwendung von Werkzeugstahl, der in Formen geformt wird, können Tausende oder manchmal Millionen von kleinen Teilen hergestellt werden, die genau gleich sind. Beim Autozinkdruckguss liegen die Hauptvorteile in dem niedrigen Schmelzpunkt der Legierung (ca. 380 °C), der hervorragenden Fließfähigkeit und dem hohen Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. 
Die meiste Zeit sieht der Prozess Menschen:

• Die Einspritzdrücke reichen von 30 bis 150 Megapascal (d. h. 300 bis 1500 bar).
• Die Effizienz wird mit Zykluszeiten von 10 bis 30 Sekunden für jedes bearbeitete Teil verbessert.
• Toleranzen sind mit einer maximalen Abweichung von ±0,02 Millimetern möglich.
• Einige OAL-Teile werden mit einer Wandstärke von nur 0,5 mm hergestellt.

Warum ist Zink für Fahrzeugteile so wichtig?

Die Verwendung von Zinkdruckguss für Automobilteile ergibt sich aus der Ausgewogenheit der mechanischen und kostenbezogenen Vorteile, die Zink bietet:

• Die Zinklegierungen Zamak 3 und Zamak 5 haben eine Zugfestigkeit von 280-400 MPa und können bis zu 10% reichen.
• Die Festigkeit von Zink bedeutet, dass Fahrräder aus Zink weniger wiegen, obwohl sie wesentlich kompakter sind als Fahrräder aus Aluminium.
• Zink rostet nicht leicht; es bildet eine Oxidschicht, die es auf natürliche Weise schützt.
• Verchromung und Pulverbeschichtung sind möglich, da Zink sie gut annimmt.
• Die Werkzeuge für Zinkdruckguss halten um ein Vielfaches länger als die für Aluminiumguss.

Verwenden Sie Zamak als Ihren Fokus

Bei den meisten Zinkdruckgussverfahren in der Automobilindustrie dominieren Zamak-Legierungen bei der Materialauswahl. Es folgt eine kurze Zusammenfassung der gängigsten Dichtungstypen.

Im Auto-Zamak-Druckguss wird Zamak 3 aufgrund seiner Ausgewogenheit von Leistung und Gießbarkeit am häufigsten verwendet.

Druckgussverfahren in der Automobilbranche Produktdesign

Das Druckgussverfahren besteht aus verschiedenen wichtigen Phasen.

1. Vorbereitung der Form

Die Werkzeuge werden vor dem Einspritzen auf etwa 200 °C erhitzt und anschließend mit einem speziellen Schmiermittel besprüht, um die Trennung zu erleichtern.

2. Einspritzung

Die Zn-Legierung (geschmolzenes Zamak) wird mit einer Geschwindigkeit von 0,5 bis 4 Metern pro Sekunde und einem Druck von 500 bis 1500 bar in eine Form gepresst.

3. Erstarrung

Das Zink erstarrt fast sofort in der Matrize, so dass das Umformen und Ausstoßen in der Regel in weniger als 5 Sekunden erledigt ist.

4. In diesem Schritt geht es um Auswurf und Trimmen

Kurze Zeit später wird der Meteorit durch Auswerferstifte ausgestoßen. Alle zusätzlichen Informationen, wie z. B. der Blitz, werden entfernt.

5. Nachbearbeitung

Durch CNC-Bearbeitung, Vibrationsentgraten oder Beschichten werden die erforderlichen Spezifikationen erreicht.

Jeder Schritt ist optimiert, um die Wiederholbarkeit zu gewährleisten, was besonders beim Zinkdruckguss für Automobilteile wichtig ist.

Wichtige Aspekte und technische Fakten

Schauen wir uns die technischen Spezifikationen an, die typisch für Zinkdruckguss-Automobile sind:

Die überragende Wärmeleitfähigkeit von Zink (ca. 120 W/m-K) ermöglicht eine schnelle Abkühlung und damit einen hohen Durchsatz - ideal für die Massenproduktion im Zinkdruckguss Automotive.

Verwendungen von Zinkdruckguss für die Automobilindustrie

Dank seiner Zuverlässigkeit, Beständigkeit und Wirtschaftlichkeit ist der Zinkdruckguss in der Automobilindustrie von großer Bedeutung. Das Verfahren unterstützt viele Aspekte der verschiedenen Fahrzeugsysteme. Im Folgenden werden die wichtigsten Bereiche aufgeführt, in denen Zinkdruckguss in der Automobilindustrie am häufigsten eingesetzt wird.

1. Interieur Automobilkomponenten

Zink ist in vielen Bereichen des Innenraums zu finden, die ein detailliertes Design und Stabilität erfordern. Formen finden sich auch in Gurtschlössern, Bedienelementen am Armaturenbrett, Lüftungshebeln und dem Gehäuse des Zündschlosses. Das außergewöhnliche Finish und die Präzision, die durch den Zinkdruckguss erreicht werden, tragen dazu bei, dass sowohl die optischen als auch die Sicherheitsstandards im Innenraum erfüllt werden.

2. Kfz-Außenteile

Dank seiner Korrosionsbeständigkeit und seiner Fähigkeit zur Verblechung kann Zink auch für Außenstrukturen verwendet werden. Türgriffe, Embleme, Spiegelhalterungen und Scheibenwischerteile werden häufig im Zinkdruckgussverfahren für Automobilteile hergestellt. Auch unter schwierigen Bedingungen müssen diese Teile ihr Design während ihrer Lebensdauer beibehalten.

3. Automechanik und Fahrzeugteile

Die Bereiche unter der Motorhaube Ihres Fahrzeugs sind heiß, ölig und voller Vibrationen. Zink eignet sich sehr gut für Sitze, Abdeckungen für Ölpumpen und Magnetventile sowie für Komponenten in Getrieben. Zinkdruckgusslösungen für die Automobilindustrie bieten eine hohe Festigkeit und Maßhaltigkeit, die für diese anspruchsvollen Anwendungen unerlässlich sind.

4. Digital- und Sensor-Gehäuse

Fahrzeuge sind heute in hohem Maße von Sensoren und Steuersystemen abhängig. Die Wärmeleitfähigkeit und die Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen (EMI) von Zink bedeuten, dass es ideal für die Verwendung in Batterieanschlüssen, Steuergeräteabdeckungen und Sensorgehäusen ist. Diese Faktoren machen den Druckguss von Autozamak zu einer wichtigen Methode für die Herstellung präziser, schützender Elektronikgehäuse.

5. Verzierungen in dekorativen Stilen

Da Zinklegierungen gut aussehen, werden sie von Designern gerne für Namensschilder, Logos und verchromte Teile verwendet. Es ist fast unmöglich, ein Gerät zu finden, das in der Lage ist, so glatte und präzise Linien und Oberflächen zu erzeugen wie dieses Gerät. Obwohl es sich nur um kleine Teile handelt, können diese Optionen sowohl das Erscheinungsbild einer Marke als auch die Meinung der Benutzer über ein Fahrzeug beeinflussen.

Vorteile des Zinkdruckgusses für die Automobilindustrie

• Hohe Präzision bei der Herstellung von netzförmigen Komponenten, die mit anderen Methoden nur schwer zu formen sind
• Die Materialien splittern nicht und nutzen sich nicht so leicht ab.
• Wirtschaftlich - Der Ausschuss ist gering, und es dauert länger, bis die Amazon-Metallform abgenutzt ist.
• Oberflächenbehandlung - Im Gegensatz zum Schleifen können Verchromen, Lackieren und Pulverbeschichten verwendet werden.
• Die Bearbeitung von Aluminium kann oft mehr Zeit in Anspruch nehmen als die Bearbeitung von leichten Thermoplasten.

Dies macht den Autozamak-Druckguss zu einem bevorzugten Verfahren gegenüber Aluminium oder Magnesium für kleine bis mittelgroße Teile.

Probleme und Qualitätsmanagement

Trotz dieser Vorteile gibt es beim Zinkdruckguss einige große Probleme zu bewältigen.

• Porosität kann entstehen, weil Luft eingeschlossen bleibt oder das Objekt schrumpft.
• Werkzeugvibrationen - Obwohl langsamer, werden die Werkzeuge nach einiger Benutzung ungenauer.
• Die Rohdestillation führt zu thermischer Rissbildung, was zu Spannungen in den Matrizen führt.

Methoden der Qualitätskontrolle sind:

• Röntgentests zur Erkennung innerer Probleme
• Überprüft Messungen mit einer Koordinatenmessmaschine (CMM)
• Scharfe Risse auf der Oberfläche führen in der Regel dazu, dass Farbstoff in sie eindringt.
• Es ist möglich, Gewichtsveränderungen von ±2% festzustellen.

Diese Verfahren gewährleisten die Zuverlässigkeit des Zinkdruckgusses für Automobilteile.

Dinge über Umwelt und Recycling

• Wir können Zink problemlos recyceln. Der überwiegende Teil des im Druckgussverfahren hergestellten Zinks in der Automobilbranche wird recycelt und wiederverwendet.
• Defekte, Ausläufer und Grate werden wieder eingeschmolzen und anschließend gefiltert. Zusätzlich:
• Beim Schmelzen benötigt Zink nur deshalb weniger Energie als Aluminium, weil der Schmelzpunkt von Zink viel niedriger ist (419,5 °C gegenüber 660 °C).
• Durch die Wahl von Produkten aus recyceltem Zink tragen diese Produkte 60% weniger zur globalen Erwärmung bei.

Nachhaltiger Zinkdruckguss für die Automobilindustrie steht im Einklang mit den Zielen der Kreislaufwirtschaft im modernen Fahrzeugbau.

Fortschritte im Zinkdruckguss für die Automobilindustrie erwartet

Zum Design eines E-Fahrzeugs gehören Batteriegehäuse, Kühlsysteme und Schaltschränke.

• Eingebettete Sensoren sind ein wertvoller Bestandteil der Gusskonstruktion.
• Arbeiten mit Teilen aus Zink und ElastoMerc® Material
• Amalgam-Design: Multifunktionale Gussteile für weniger Montageaufwand

Der Weg, der für den Zinkdruckguss in der Automobilindustrie vor uns liegt, umfasst Innovationen bei Materialien, Automatisierung und KI-basierten Qualitätssicherungssystemen.

Ein Vergleich von Zink und Aluminium im Automobil-Druckguss

Obwohl Aluminium für große Fahrzeugrahmen gewählt wird, wird Zink wegen seiner feinen, komplizierten Formen, der dünnen Wandbeschaffenheit und der niedrigeren Schmelztemperaturen in anderen Teilen bevorzugt.

Aus diesem Grund wird Zinkdruckguss in der Automobilindustrie nach wie vor bevorzugt für Teile wie Embleme, Schalthebel, Gehäuse und Befestigungselemente verwendet, bei denen es auf Genauigkeit, Oberflächengüte und Lebensdauer des Werkzeugs ankommt.

Werkzeugkonstruktion für Zinkdruckguss

Ein erfolgreicher Druckgussprozess hängt weitgehend von einer guten Werkzeugausstattung ab. Die Konstruktion der richtigen Formen führt zu weniger Problemen, längerer Lebensdauer und höherer Produktivität.

Wichtigste Punkte, die bei der Gestaltung zu berücksichtigen sind

• Eine Möglichkeit, die Luft während der Injektion loszuwerden.
• Leichte elektrische Thermostate (Kühlleitungen) zur Einstellung der Werkzeugtemperatur
• Gates sind für den schnellen Transfer von dünnen Teilen gebaut
• Verwendet für Teile mit mehr als einer Form

Die Werkstoffe H13 oder SKD61 für Zinkdruckgussformen sind gehärtet, um Temperaturen von etwa 400-450°C und Drücken bis zu 1500 bar standzuhalten.

Eine typische Gussform für den Auto-Zamak-Druckguss kann $8.000-$25.000 kosten, kann aber über 1 Million Teile mit geringer Verschlechterung produzieren.

Fehler und Probleme beim Zinkdruckguss

Trotz Automatisierung und Qualitätskontrolle können bei Zinkdruckgussverfahren in der Automobilindustrie Fehler auftreten. Wenn Sie diese Faktoren verstehen, können Sie Ihre Arbeitsweise verbessern.

Moderne Druckgießmaschinen verfügen über Echtzeitsensoren für Schussdruck, Temperatur und Formfüllzeit, die eine frühzeitige Erkennung potenzieller Probleme beim Zinkdruckguss von Automobilteilen ermöglichen.

Der Einsatz von Automatisierung im Zinkdruckguss für die Automobilindustrie

Heute ist die Automatisierung in fast allen Phasen des Zinkdruckgusses in der Automobilindustrie integriert:

• Sprühroboter versorgen beschichtete Metalle mit Schmiermitteln.
• Die Schöpfkellen auf der Linie gießen das flüssige Zink von selbst aus.
• Schusszeit und Druck werden gesteuert, indem das Material mit Hilfe von speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) unter Druck gesetzt wird.
• Die Roboterarme transportieren die Gussteile zu den riemengetriebenen Entgratstationen.
• Solche Verfahren sorgen für gleichbleibende Temperaturen im Arbeitsbereich, schützen die Anwesenden und verhindern viele Fehler.
• Der typische automatische Zellzyklus dauert zwischen 18 und 25 Sekunden pro Teil.
• Die manuelle Bearbeitung eines Teils dauert bei diesem System 30 bis 40 Sekunden.
• Die Automatisierung ermöglicht höhere Stückzahlen, die bei der Herstellung von Komponenten wie Sitzrahmenbuchsen oder Schalthebeln in Zinkdruckgussanlagen für die Automobilindustrie entscheidend sind.

Fallstudie: Zinkdruckguss für Lenksäulengehäuse

Ein praktisches Beispiel für Automobilteile aus Zinkdruckguss ist das Lenksäulengehäuse, das in Mittelklasselimousinen zu finden ist.

• Dieses Material wird eingearbeitet: Zamak 5
• Die Erfindung misst 180 mm mal 70 mm mal 40 mm.
• Die tiefgezogene Wandstärke beträgt 1,5 Millimeter.
• Dieses Produkt wiegt 0,92 kg.
• Der verwendete Einspritzdruck betrug 1200 bar.
• Die Zykluszeit wird mit 21 Sekunden gemessen.
• Jährlich produziert das Unternehmen 1,2 Millionen Stück.

Aufgrund der geringen zulässigen Abweichung (±0,03 mm) in der Konstruktion musste das Teil im Vakuumdruckgussverfahren hergestellt werden, um die Porosität zu verringern. Dieser korrosionsfreie Effekt wurde dadurch erreicht, dass die Teile mit einer Chrombeschichtung versehen wurden. Die Struktur hat alle Tests für Vibration, Salzsprühnebel (nach 240 Stunden) und mehr als 100.000 Stöße auf der Straße bestanden.

Wie funktioniert Zinkdruckguss in Elektrofahrzeugen?

Das Aufkommen von Elektrofahrzeugen führt zu einer Verschiebung der Nachfrage in der Automobil-Zinkdruckgussindustrie:

Zu den üblichen Bestandteilen von EV Zinc gehören:

• Gehäuse für Sensoren
• Das System umfasst Werkzeuge zur Kontrolle der Batterie.
• Lieferung zusammen mit Kraftwerkskomponenten
• Für die Steuergeräte werden Kühlkörperstrukturen verwendet.

Für EV-Elektronik ist es sehr wichtig, dass Zink die Wärme schnell ableiten kann. Diese Materialien dienen auch dazu, wichtige Elektronik vor Störungen zu schützen. Diese Eigenschaften machen Zinkdruckguss-Automobilkomponenten zu einem wichtigen Bestandteil der elektrifizierten Mobilität.

Schlussfolgerung

Automobilindustrie Zinkdruckguss ist nach wie vor eine der effektivsten Methoden zur Herstellung hochvolumiger, hochpräziser Fahrzeugteile. Der optimale Einsatz von Zamak, modernste Anlagen und eine angemessene Zykluszeit ermöglichen es, dass Zinkteile ihren hohen Stellenwert in der Autoindustrie beibehalten. Ganz gleich, ob es sich um Autoteile, Zinkdruckguss für die Innenraumsteuerung, Zinkdruckguss für mechanische Gehäuse oder Autozamak-Druckguss für Außenverkleidungen handelt, dieses Verfahren ist sowohl leistungsfähig als auch effizient. Dank seiner historischen Wurzeln und seiner von Innovationen geprägten Zukunft steht der Zinkdruckguss im Zentrum der Automobilbranche.

FAQs 

1. Welche Anwendungen gibt es für Zinkdruckguss in der Automobilindustrie?

Das Metallpulververfahren wird vor allem bei Türgriffen, Sicherheitsgurtmechanismen, Getriebegehäusen und Elektronikgehäusen angewandt. Die Herstellung mit diesem Verfahren ist für die Großserienproduktion von Diesel-, Benzin- und Elektrofahrzeugen geeignet.

2. Warum wird bei einigen Autoteilen Zink statt Aluminium verwendet?

Zinkguss macht den Prozess einfacher, dünnere Teile sind stabiler, und Ihre Werkzeuge sollten länger halten. Da es robuste Oberflächen und engere Spezifikationen ermöglicht, eignet es sich am besten für Automobilteile mit vielen kleinen Komponenten.

3. Welche Zamak-Legierungen werden im Zamak-Druckguss für die Automobilindustrie verwendet?

Zamak-Legierungen bestehen aus Zink sowie Aluminium, Magnesium und Kupfer. Diese Legierungen werden für den Druckguss hergestellt und bieten eine gute Festigkeit, rosten nicht so leicht und haben eine gleichbleibende Größe.

4. Wie robust sind Zinkdruckgussteile für Automobile?

Zink ist bekannt für die Herstellung robuster Teile, die eine hohe Zugfestigkeit aufweisen, korrosionsbeständig sind und bei Stößen nicht zerbrechen. Solche Kondensatoren können raue Arbeitsumgebungen mit Vibrationen, Hitze und Feuchtigkeit vertragen.