Pro KG Aluminium-Druckguss Kosten reicht von etwa 4$ bis 6$ USD. Ähnlich können die Werkzeugkosten zwischen 8.000$ und 15.000$ USD liegen. Wenn Sie ein einfaches Design haben, können Sie $5.000-$10.000 an Werkzeugkosten sparen. Außerdem kann die richtige Aluminiumlegierung wie A380 die Kosten um bis zu 10% senken.

Es gibt bestimmte Möglichkeiten, den Aluminiumdruckguss kostengünstiger und rentabler zu gestalten. Im Hinblick auf diese Konstruktionsoptimierung stehen billigere Legierungen, recyceltes Aluminium usw. an erster Stelle. Lesen Sie in diesem Artikel mehr darüber, wie Sie die Kosten für den Aluminiumdruckguss senken können. Erfahren Sie, worauf Sie sich konzentrieren müssen, um die Produktionsergebnisse zu verbessern.

Optimierung der Formkonstruktion zur Senkung der Druckgusskosten

Die Bedeutung der Formgestaltung

Offensichtlich, Werkzeugtypen spielen eine entscheidende Rolle. So muss die Konstruktion die richtige Größe der Teile, glatte Oberflächen und eine ausreichende Festigkeit aufweisen. Außerdem benötigt ein effektives Werkzeugdesign weniger Zeit pro Zyklus und wird durch wiederholten Gebrauch beeinträchtigt.

Auswirkungen auf die Teilequalität

Schlechte Werkzeugkonstruktionen bringen verschiedene Probleme mit sich. Am Anfang sind es nur kleine Probleme, die sich später zu unvermeidlichen Mängeln wie Rissen, Verformungen oder Rauheit entwickeln.

Eine Matrize, die Temperaturen zwischen 400 und 700 °C nicht aushalten kann, verursacht zum Beispiel Defekte.

Daher ist eine präzisere Konstruktion der Matrize erforderlich, wenn man dieses Problem in den Griff bekommen will.

Druckgusskosten Einfluss auf Produktionsrate und Lebensdauer der Form

Zu den Auswirkungen, die ein gut konzipiertes Werkzeug auf die Gesamtproduktion hat, gehören reduzierte Zykluszeiten und Langlebigkeit. Sie kann sich beispielsweise von 30 Sekunden auf 25 Sekunden pro Teil verringern. Auch die Produktionskapazität erhöht sich um 20%. Das spart nicht nur Geld, sondern verbessert auch die Effizienz.

Technische Aspekte der Werkzeugkonstruktion

Anschnittsysteme:

Ein Anschnittsystem umfasst viele weitere Komponenten. Zum Beispiel Spure, Drosseln, Angusskanäle und Anschnitte.

Um geschmolzenes Aluminium in Gesenken zu verteilen, sind diese Teile von Bedeutung, wie z.B:

• Der Anguss ist ein Grundkanal mit einer Breite von etwa 10-15 mm.
• Die Drossel sorgt für einen schnelleren Metallfluss mit einer Breite von 5-8 mm.
• Läufer, 8-12 mm breit, lassen das Metall jede Seite der Matrize bedecken.
• Die 3-6 mm breiten Stanzgitter eignen sich besonders für die Führung des Metalls zur Matrize.

Entlüftungssysteme:

Entlüftungssysteme bestehen aus Kühlkanälen, Auswerferstiften, Entlüftungswinkeln und Trennfugen. Ihre Hauptaufgabe ist es, Lufteinschlüsse zu verhindern und Defekte zu reduzieren.

• Kühlkanäle (mit einem Durchmesser von 6-10 mm) lassen einen ausreichenden Druck ab, um die Temperatur der Matrize auf dem richtigen Niveau zu halten.
• Alle 50-100 mm sollten Auswerferstifte hinzugefügt werden, um das fertige Teil herauszudrücken.
• Entnahmewinkel von 1-3° ermöglichen die einfache Entnahme von Teilen.
• Wenn die Trennlinien nicht perfekt passen, entstehen beim Gießen Rückstände oder Grate an den Rändern.

Wärmeübertragung:

Es ist wichtig, die Wärme während des Gießens aufrechtzuerhalten. Denn eine ungleichmäßige Abkühlung der Form führt zu Schrumpfung, Rissen und Verformung.

Auch geeignete Kühlkanäle können dieses Problem lösen, da sie den Chip auf der richtigen Temperatur halten.

Optimierung der Formkonstruktion zur Senkung der Kosten für Aluminiumdruckguss

Die Vorteile von einfachen Trennlinien, effizienten Kühlkanälen und reduzierten Werkzeugkomponenten könnten zu den Kostensenkungen beitragen.

So lassen sich bei einem Chip mit weniger Teilen etwa 5000 bis 10000 Euro einsparen, und die Kühlsysteme sparen Energie.

Darüber hinaus ermöglicht das DFM (Design for Manufacturability) eine einfache Konstruktion der Matrize, was ihre Herstellungsfähigkeit und Verwendung verbessert.

Einsatz von Simulationssoftware

Mit Software wie MAGMAsoft und ProCAST können Konstrukteure Schwachstellen und Fließmuster ausfindig machen. Sie sagen den Grund für Probleme wie Schrumpfung oder Risse vor der Fertigung voraus. Die Integration von Simulationen in die Konstruktion von Werkzeugen führt beispielsweise dazu, dass bis zu 10-15% Materialabfälle eingespart und bessere Teile hergestellt werden können.

Minimierung der Komplexität und Verringerung der Verschwendung

Faktoren wie Hinterschneidungen und Kerne wirken sich auf die Werkzeugkosten aus. In diesem Fall sollten Sie also weniger Hinterschneidungen vornehmen und einfache Kerne hinzufügen, um Zeit und Geld zu sparen. Achten Sie auch auf Anschnittsysteme wie konische Angüsse, um Grat und Ausschuss zu vermeiden.

Diese Techniken führen zu erheblichen Einsparungen bei Materialabfall und Zykluszeit von bis zu 12%.

Wählen Sie die richtige Aluminiumlegierung

Überblick über Aluminiumlegierungen

Wegen ihrer leichten, festen und korrosionsbeständigen Eigenschaften verwenden die Hersteller hauptsächlich Aluminiumlegierungen. Die gängigen Typen sind A380, ADC12 und AlSi9Cu3.

Sie sind unterschiedlich, da ihre chemische Zusammensetzung nicht dieselbe ist. Der A380 besteht zum Beispiel aus Al-8.5%Si-3.5%Cu und der ADC12 aus Al-10%Si-2.5%Cu.

Wichtige Eigenschaften

Wie bereits erwähnt, werden Aluminiumlegierungen durch Zugabe verschiedener Elemente hergestellt.

Deshalb beeinflussen diese Elemente ihre Eigenschaften (Zugfestigkeit, Streckgrenze und Duktilität). Die A380-Legierungen haben beispielsweise eine Zugfestigkeit von ~310 MPa und eine Temperaturbeständigkeit von 250°C.

Neben der thermischen Stabilität ist dies der Parameter, der angibt, wie gut die Legierung bei hohen Temperaturen funktioniert.

Die Abbildung zeigt zum Beispiel die verschiedenen Aspekte von Al-Basis- und AlSi H13-Heißlegierungen. Sie behalten ihre Festigkeit bis zu 400-600 °C bei, was für die Verwendung in Hochtemperaturteilen von Vorteil ist.

Unterschiede zwischen Primär- und Sekundärlegierungen

Man kann Primär- und Sekundärlegierungen nach ihrer tatsächlichen Herkunft unterscheiden. Primärlegierungen enthalten nämlich reines Material, während Sekundärlegierungen recycelte Teile enthalten.

Das Vorhandensein von Spurenelementen wie Eisen und Mangan kann seine Eigenschaften verändern. Eine Legierung mit zu viel Eisen kann beispielsweise eine geringere Verformbarkeit aufweisen.

Auswirkung der Legierungswahl auf die Druckgußkosten

Die Materialkosten sind nicht in jeder Region oder Einrichtung gleich. Daher schwanken ihre Preise ständig. Der A380 ist zum Beispiel nicht viel teurer als der ADC12. Insbesondere ADC12 hat eine gute Fließfähigkeit. Das führt jedoch zu weniger Fehlern beim Gießen.

Ebenso können komplizierte Legierungsoptionen, einschließlich AlSi9Cu3, Werkzeugverschleiß verursachen und die Bearbeitungskosten erhöhen.

Kostenauswirkung der Legierung auf die Lebensdauer der Matrize

Einige Legierungen, wie z.B. AlSi H13 hot, bieten eine ausgezeichnete thermische Stabilität. Dies liegt daran, dass sie keinen Werkzeugverschleiß verursachen, was ihre Leistungszyklen erhöht.

Die richtige Auswahl der Legierung kann die Kosten erheblich senken. Auf diese Weise können Sie spezifische Merkmale wie Teilequalität, verlängerte Lebensdauer der Matrize und einfache Produktion zu besseren Preisen erhalten.

Die Legierung AlSi9Cu3 eignet sich zum Beispiel für hohe Festigkeit, spart aber gleichzeitig 10% an Bearbeitungskosten.

Verbesserung der Effizienz des Gießprozesses

Überblick über das Druckgussverfahren

Zur Herstellung von Produktprofilteilen bereiten die Hersteller geschmolzenes Aluminium vor. Dieses Material wandert dann in eine Spritzgussform, wo es unter hohem Druck gepresst wird.

Auch andere Komponenten tragen zum Gießprozess bei. Zum Beispiel die Form, das Speiserohr und die Auswerferstifte.

• Die Form enthält die Profilform.
• Das Zuführungsrohr ist wie Bahnen, die Metalle liefern
• Auswerferstifte helfen bei der sicheren Entnahme von Teilen aus der Form.

Methoden des Druckgießens

Der Guss kann sowohl in Warm- als auch in Kaltkammern erfolgen. Der Unterschied liegt in den Metallarten und ihren Schmelzpunkten.

Das liegt daran, dass der Warmkammerdruckguss keine Legierungen mit hohem Schmelzpunkt verarbeiten kann. Er eignet sich gut für Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt, wie Zink.

Im Falle höherer Schmelzpunkte (Aluminium) funktionieren Kältekammern jedoch effektiv.

Die Warmkammern benötigen weniger Zeit für einen Zyklus, während die Kaltkammern die Teile stärker machen.

Methoden zur Verbesserung der Prozesseffizienz

Optimierung der Temperaturkontrolle:

Wir wissen bereits, dass die Kontrolle der Werkzeugtemperaturen notwendig ist. Deshalb gibt es Heiz- und Kühlsysteme, die dabei helfen. Auch die Temperaturüberwachung in Echtzeit ermöglicht die Herstellung von Teilen mit ähnlichen Merkmalen oder gleicher Konsistenz.

Verkürzung der Zykluszeiten:

Beschleunigen Sie den Formfüllprozess und halten Sie den Einspritzdruck bei 500-1500 bar. Optimieren Sie die Kühlzeiten und den Entnahmeprozess so, dass 5-10 Sekunden pro Einheit eingespart werden können.

Automatisierung implementieren:

Die Automatisierung erhöht die Arbeitseffizienz und senkt die Kosten. Das liegt daran, dass Roboter schneller sind und weniger Fehler machen als Menschen. Sie können eingesetzt werden, um Schmiermittel auf die Matrize aufzutragen, Teile zu entnehmen und Prüfschritte auszuführen.

Vorbeugende Wartung:

Regelmäßige Inspektion der Ausrüstung jeder Maschine und der dazugehörigen Teile. Prüfen Sie, ob eine Panne vorliegt und die Teile ersetzt werden müssen. Diese Wartungsarbeiten halten die Anlagen am Laufen.

Die Schlüsselaspekte zur Verbesserung des Druckgusses helfen Ihnen also wirklich dabei, billiger zu produzieren.

Verringern Sie den Materialabfall

Bedeutung der Reduzierung von Materialabfällen

Materialabfälle sind weder gut für die Umwelt noch für Kosteneinsparungen. Beispielsweise verursacht der Abfall von Aluminiumspänen schwere Schäden, wenn er nicht wiederverwendet wird. Außerdem benötigen Schrotte mehr Energie zum Umschmelzen und Verarbeiten. Infolgedessen steigen die Produktionskosten.

Methoden zur Abfallvermeidung

1. Optimierung der Werkzeugkonstruktion:

Sie müssen die Kufen- und Torsysteme optimieren, um den Abfall zu reduzieren. Wählen Sie im Moment kleinere Kufen und Tore.

Verändern Sie zum Beispiel die Größe des Anschnitts von 6 mm auf 4 mm. Dadurch wird weniger Material verbraucht und 10% an Ausschuss eingespart.

Es besteht auch die Möglichkeit, den Überlauf zu optimieren, indem überschüssiges Metall zur Wiederverwendung aufgefangen wird.

2. Umsetzung von Recycling-Programmen:

Diese Art von Aluminiumspänen kann intern mit einer Heißextrusionsmaschine recycelt werden. Komplexe Abfälle wie Erodierdraht oder kompaktes Strangpressgut müssen hingegen extern recycelt werden.

3. Abbau der Überproduktion:

Die Grundsätze der Bedarfsprognose und der schlanken Produktion helfen bei der Beseitigung von Überbeständen. Sie konstruieren Teile unter Verwendung von Materialien in der tatsächlichen Menge.

4. Richtige Handhabung der Schmelze:

Ultraschallbäder tragen dazu bei, die Oxidation von den Aluminiumoberflächen vor dem Schmelzen zu entfernen. Dadurch entsteht weniger Abfall, der um 5-10% reduziert wird.

Die Verringerung des Materialabfalls durch die Gestaltung von Verfahren und Werkzeugen hilft Unternehmen, mehr zu sparen und die Umwelt zu schützen. Diese Techniken fördern auch die Nachhaltigkeit. So können beispielsweise durch die Wiederverwendung von Aluminiumspänen $10.000 pro Jahr eingespart werden.

Erwägen Sie alternative Herstellungsmethoden

Überblick über alternative Herstellungsmethoden

Offensichtlich gibt es verschiedene Techniken, um Teile mit bestimmten Merkmalen herzustellen. Zum Beispiel 3D-Druck, maschinelle Bearbeitung, Feinguss und Metallspritzguss. Jedes Verfahren hat bestimmte Vor- und Nachteile.

Vorteile und Nachteile im Vergleich zum Druckguss

• 3D-Druck: Eignet sich am besten für die Herstellung schwierig geformter Teile und kleinerer Mengen, ist aber zu langsam für große Aufträge.
• Bearbeitungen: Erzielen Sie eine hohe Teilegenauigkeit, indem Sie präzise Details hinzufügen, aber Materialabfälle erzeugen.
• Feinguss: Ermöglicht die Herstellung detailgenauer Teile, ist aber für die Massenproduktion wesentlich teurer.
• Metall-Spritzgießen: Mit diesem Verfahren können kleine, komplexe Teile hergestellt werden. Allerdings werden nur bestimmte Legierungen verarbeitet.

Alternative Methoden zur Senkung der Kosten von Aluminiumdruckguss

1. Geringerer Materialabfall: Der 3D-Druck funktioniert effektiv, wenn er in einer netzähnlichen Form erfolgt. Es reduziert den Abfall um bis zu 20-30%.
2. Niedrigere Werkzeugkosten: Der 3D-Druck erfordert keine komplexen Werkzeuge und senkt die Einrichtungskosten um $10.000-$50.000.
3. Erhöhte Designflexibilität: Der 3D-Druck kann Produkte mit den anspruchsvollsten Merkmalen herstellen. Es besteht also keine Notwendigkeit, Teile mit anderen Komponenten zu versehen.

Schlussfolgerung

Die Aluminiumdruckguss Die Lösung zur Kostensenkung liegt in verschiedenen Faktoren. Dazu gehören Werkzeugkonstruktionen, geeignete Legierungen, Verbesserung der Prozesseffizienz und Abfallreduzierung.

Auch alternative Methoden wie der 3D-Druck sparen mehr. Optimieren Sie diese Parameter entsprechend, um eine effiziente Produktion zu einem niedrigeren Preis zu erhalten. Setzen Sie sich mit uns in Verbindung, um die tatsächlichen Ergebnisse zu sehen.