ALUMINIUM-DRUCKGUSS-DESIGNLEITFADEN

Ein richtiger Designansatz kann Ihre Fertigungserfahrung erheblich verbessern. Wenn Sie neu in der Aluminiumdruckguss Wenn Sie in der Aluminiumindustrie tätig sind oder Ihr Wissen über die Konstruktion von Druckgussteilen erweitern möchten, ist dieser Leitfaden zur Konstruktion von Aluminiumdruckgussteilen genau das Richtige für Sie. Maschinenbauingenieure und Produktdesigner werden diesen Leitfaden sehr nützlich finden. Wir haben die wichtigen Konstruktionsfaktoren und Einschränkungen hervorgehoben, die den Aluminiumdruckgussprozess deutlich vereinfachen und so die Produktionskosten senken können.

Sunrise Metal bietet seit über 10 Jahren Aluminium-Druckgussfertigung aus einer Hand. Mit durchschnittlich über 20 Jahren Erfahrung im Aluminium-Druckguss prüfen unsere Ingenieure jedes unserer Produkte, um sicherzustellen, dass jedes Teil für die Massenproduktion geeignet ist. Bei Fragen oder Anliegen zu Ihren Aluminium-Druckgussprojekten kontaktieren Sie uns gerne.

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DESIGNANFORDERUNG

Beim Entwurf einer Aluminium-Druckgussteil, müssen Sie Anwendung, Aussehen, Leistung, Präzision und vor allem die Kosten berücksichtigen. Zunächst müssen Sie entscheiden, was Sie mit Ihren Teilen erreichen möchten, und Ihre Anforderungen mit Ihrem Budget abgleichen. Hier haben wir die wichtigsten Punkte hervorgehoben, die Sie bei der Konstruktion eines Teils beachten sollten.

Verwenden der Funktion

Bei der Produktentwicklung muss die mögliche Anwendung berücksichtigt werden. Aluminium-Druckgussteile können sowohl strukturelle als auch kosmetische Funktionen erfüllen. Daher sind sie zu einer beliebten Alternative geworden.

Da moderne Computer viel leistungsfähiger sind als früher, ist die Genauigkeit, die durch Druckguss hat sich deutlich vervielfacht. Neben ihrer hohen strukturellen Bedeutung erfüllen Druckgussteile auch eine sehr gute kosmetische Funktion.

Sie sollten dem Druckgießer den Verwendungszweck Ihrer Teile klar darlegen. Er kann Ihnen bei der Auswahl des richtigen Materials helfen und die richtigen Toleranzen für die Konstruktionsparameter entsprechend Ihren Anforderungen festlegen. Berücksichtigen Sie auch Eigenschaften wie Korrosionsbeständigkeit, Festigkeits-Gewichts-Verhältnis, Leitfähigkeit usw.

Aber die Kunden zahlen oft für Qualität und Stärke, die ihre Bedürfnisse weit übersteigen. Wenn Sie also eine gute Vorstellung von der Verwendungsfunktion Ihrer Teile haben, erhalten Sie einen besseren Einblick in die Druckgussverfahren.

Anforderungen an das Erscheinungsbild

Das Aussehen eines inneren Aluminium-Druckgussteils ist nicht besonders wichtig. Bei einem äußeren Gussteil, wie beispielsweise einem Gehäuse oder einer Ummantelung, ist es jedoch wichtig.

Endverbraucher legen stets Wert auf ästhetisch ansprechende Produkte. Unabhängig von der Leistung eines Teils legen Verbraucher daher auch Wert auf die Optik. Daher sollten externe Druckgusskomponenten ein ansprechendes Erscheinungsbild aufweisen.

Daher sollten Sie Ihre Teile unter Berücksichtigung der ästhetischen Aspekte entwerfen. Planen Sie im Voraus die Art der Oberflächenveredelung Sie erreichen möchten. Eine gute Veredelung kann zusätzlichen Schutz vor extremen Witterungsbedingungen bieten.

Montagemethode

Die Montage von Aluminium-Druckgussteilen kann je nach Komplexität der Teile relativ einfach oder hochkomplex sein. Herkömmliche Druckgussanlagen hatten einige Einschränkungen hinsichtlich der Art der gießbaren Teile. Daher war das Gießen von Teilen mit komplizierten Details bisher schwierig.

Komplexe Teile können jedoch in geeignete Segmente unterteilt und nach dem Gießen mit einem geeigneten Montageverfahren zusammengefügt werden. Zu den gängigen Druckguss-Montagetechniken gehören:

• Befestigung
• Einfädeln
• Schweißen
• Eingespritzte Metallbaugruppe
• Kernlöcher usw.

Bevor Sie mit der Konstruktion beginnen, müssen Sie eine spezielle Montagetechnik für Ihre Druckgussteile wählen. Denn die Montagemethode beeinflusst das Design maßgeblich. Wählen Sie eine geeignete Montageoption, die Ihren Anforderungen entspricht.

Kostenbudget

Sie sollten eine detaillierte Kosten- und Budgetanalyse Ihres Projekts durchführen. Denn Budgetfragen wirken sich direkt auf Ihr gesamtes Fertigungsunternehmen aus. Ihr Design muss entsprechend Ihrem Budget umgesetzt werden.

Ein erfahrener Konstrukteur kann die Druckgusskosten deutlich senken, ohne die Qualität Ihrer Teile zu beeinträchtigen. Beachten Sie bestimmte Konstruktionsparameter, um eine Überdimensionierung Ihrer Teile und damit verbundene unnötige Kosten zu vermeiden.

Durch das Hinzufügen von Taschen können Sie beispielsweise leichtere Teile konstruieren, ohne die Leistung zu beeinträchtigen. Dadurch können Sie die Materialkosten senken. Die Reduzierung oder Beseitigung von Hinterschnitten und scharfen Ecken kann die Kosten und den Aufwand für Werkzeug- und Gussarbeiten erheblich reduzieren.

PRODUKTSTRUKTURDESIGN

Die korrekte Konstruktion eines Aluminium-Druckgussteils bringt viele Herausforderungen mit sich. Selbst kleinste Details können den Gussvorgang erheblich beeinflussen. Daher sollte jedes Detail sorgfältig und gemäß den empfohlenen Richtlinien entworfen werden.

Wir haben uns auf die wichtigsten Merkmale des Aluminium-Druckguss-Designs konzentriert. Sie finden Präzisionsempfehlungen für viele wichtige Merkmale und erfahren, welche Designaspekte Sie bei der Produktentwicklung berücksichtigen sollten.

Materialauswahl

Das Produktdesign kann je nach Materialwahl erheblich variieren. Für jede Legierung gelten bestimmte Einschränkungen. Optimale Integrität und Festigkeit Ihrer Aluminium-Druckgussteile erfordern sorgfältige Konstruktion und Ausführung.

Abhängig von der Zusammensetzung der mit Aluminium verwendeten Legierungselemente können Eigenschaften wie Gewicht, Fließfähigkeit, Festigkeit, Leitfähigkeit, Schmelzpunkt usw. variieren. Aber nicht alle von ihnen sind geeignet für Druckgussmaterial.

Zu den gängigen Aluminiumlegierungen, die Sie für den Druckguss verwenden können, gehören:

• A380
• A383 (ADC12)
• A413

Es gibt auch zahlreiche andere Aluminiumlegierungen. Sie müssen die richtige Aluminiumlegierung entsprechend Ihren Anforderungen und Budgetbeschränkungen auswählen.

Entwurf

Die Formschräge ist einer der wichtigsten Konstruktionsparameter beim Aluminiumdruckguss. Sie bezeichnet die Verjüngung oder Neigung der Kerne und Oberflächen eines Teils, die senkrecht zur Trennlinie der Form stehen. Sie wird auch als Formschräge bezeichnet.

Ein Konstrukteur muss bei Bedarf für ausreichend Formschräge sorgen. Denn ohne ausreichende Formschräge lässt sich das Gussteil nach dem Erstarren nur schwer auswerfen, und es besteht die Gefahr, dass das Teil oder sogar die Form selbst beschädigt wird.

Designüberlegungen für Entwurf

Berücksichtigen Sie bei der Berechnung des Entwurfsbedarfs für Teile Folgendes:

• Normalerweise wird für die meisten geometrischen Merkmale ein gemeinsamer Entformungswinkel verwendet.
• Für Innenwände und -flächen gelten einige Ausnahmen. In diesem Fall ist der Tiefgang normalerweise doppelt so groß wie bei Außenwänden.
• Der Bedarf an Formschräge kann auch je nach verwendeter Gusslegierung variieren. Möglicherweise müssen Sie die Formschräge entsprechend der von Ihnen gewählten Aluminiumlegierung berechnen.

Nachfolgend sind beispielhaft die Standardtoleranzen der Formschräge für eine Innenfläche eines Aluminiumgussteils in unterschiedlichen Tiefen aufgeführt.

Die Standardtoleranzen für jede Legierung können mithilfe der folgenden Gleichung berechnet werden.

Wenn Sie einen kleineren Entwurf erzielen möchten, können Präzisionstoleranzen verwendet werden. Diese erfordern jedoch eine präzisere Bearbeitung und sind teurer. Daher wird empfohlen, Präzisionstoleranzen zu vermeiden, sofern sie nicht unbedingt erforderlich sind.

Die Präzisionstoleranzen der Formschräge für eine Innenfläche eines Aluminiumgussteils in verschiedenen Tiefen sind unten dargestellt.

Hier ist die Gleichung zur Berechnung der Präzisionstoleranz eines Teils.

Bitte beachten Sie, dass die oben gezeichnete Darstellung des Entwurfs etwas übertrieben ist, um Ihnen ein besseres Verständnis des Konzepts zu vermitteln. Der Entwurf ist in Wirklichkeit sehr gering und oft ohne genaue Beobachtung nicht einmal erkennbar.

Beweglicher Würfel & Fester Würfel

Es ist äußerst wichtig, bewegliche und feste Form harmonisch zu gestalten. Unstimmigkeiten in nur einem von beiden können den Aluminium-Druckgussprozess beeinträchtigen. Die Konstruktion beweglicher Formen bringt in der Regel größere Herausforderungen mit sich. Die feste Form ist relativ einfach aufgebaut. Die bewegliche Form hingegen hat mehr Komponenten, die berücksichtigt werden müssen. Beim Einspritzen des Materials in die Form kann der Kern durch den Druck des überschüssigen Materials herausrutschen und zu einer Überdimensionierung führen.

Die Toleranz der beweglichen Matrizenkomponenten ist eine Funktion der linearen Toleranz und der projizierten Flächentoleranz. Dabei entspricht die lineare Toleranz der Länge des Kernschiebers und die projizierte Fläche dem Kopf des Kernschiebers, der dem geschmolzenen Material zugewandt ist.

Die Verschiebung kann linear senkrecht zur Projektionsfläche erfolgen. Daher ist es wünschenswert, für die beweglichen Matrizenkomponenten eine Mindesttoleranz von Null einzuhalten.

Aufgrund der Konstruktion der Druckgussanlage ist während des Prozesses nur eine größere oder positive Toleranz möglich. Die Standard- und Präzisionstoleranzen gemäß einer variablen projizierten Fläche sind unten pro NADCA-Richtlinien.

Trennlinie

Die Trennlinie ist die Stelle, an der zwei Formhälften zusammentreffen und die vollständige Produktstruktur bilden. Die Bildung der Trennlinie ist aufgrund der Art und Weise des Druckgusses unvermeidlich. Denn das Design besteht immer aus mindestens zwei Teilen.

Die Trennlinie dient als klare Unterscheidungsgröße zwischen der beweglichen und der festen Hälfte einer Form. Die Trennlinientoleranz gibt den maximal zulässigen Abstand zwischen den Formen an, um eine ordnungsgemäße Ausführung des Aluminium-Druckgussverfahrens zu gewährleisten.

Wenn der Materialdruck die Formhälften auseinanderdrückt, fließt das Material aus der entlang der Trennlinie entstandenen Trennung heraus. Dies ist der Gratfehler beim Druckguss. Die Gussteile benötigen einen zusätzlichen Beschnitt, um Grat, Anguss, Anschnitt und Überlauf zu entfernen.

Die Trennlinientoleranz ist eine Funktion der projizierten Fläche der Matrize, die die Trennfläche darstellt, an der das geschmolzene Material von einer Matrizenhälfte in die andere fließt.

Bei vollständig geschlossenen Matrizen ist der Abstand zwischen den Matrizenhälften gleich Null, sodass die projizierte Flächentoleranz immer positiv ist. Das Ausmaß des Matrizenabstands hängt vom Matrizengehäusedruck und der Klemmkraft ab, die zum Zusammenhalten der Matrizenhälften ausgeübt wird.

Die Trennlinientoleranz kann je nach Legierung, Größe und Tiefe der Teile variieren. Die empfohlenen Standard- und Präzisionstoleranzwerte für Druckguss-Trennlinien sind unten aufgeführt.

Konsultieren Sie jedoch Ihren Druckgießer, wenn die projizierte Druckgussfläche über 300 Zoll liegt.² (1935,5 cm²).

Bearbeitungszugabe

Die Bearbeitungszugabe ist die Menge an Rohmaterial, die von einem fertigen Aluminium-Druckgussteil entfernt werden kann. Ein Gussteil kann Oberflächenrauheiten und geometrische Abweichungen vom tatsächlichen Design aufweisen. Daher ist nach dem Druckguss eine Nachbearbeitung erforderlich, um diese Fehler zu korrigieren.

Wichtig ist, dass die optimalen mechanischen Eigenschaften und die Dichte des Gussteils an oder nahe der Oberfläche liegen. Daher sollte die Bearbeitungszugabe sorgfältig bestimmt werden, um den weniger dichten Bereich nicht zu durchdringen.

Allerdings muss bereits in der Konstruktionsphase eine gewisse Bearbeitungszugabe für die Bearbeitungs- und Gussvariablen festgelegt werden. Bei einer geringen Bearbeitungszugabe können die Anforderungen an die Oberflächenqualität möglicherweise nicht erfüllt werden, und es besteht die Gefahr von Defekten an den Teilen.

Andererseits erhöht eine unnötig große Bearbeitungszugabe für ein Teil den Zeit-, Arbeits- und Produktionsaufwand. Eine vorherige Beratung durch Ihren Druckgusslieferanten hilft Ihnen bei der Entscheidung über die richtige Bearbeitungszugabe.

Die Mindestbearbeitungszugabe beträgt üblicherweise 0,25 mm (0,010 Zoll), um den Werkzeugverschleiß zu reduzieren und die Porosität im Gussteil zu minimieren. Die maximale Zugabe ergibt sich aus der Summe dieser Mindestzugabe und der Gussteilverformung.

Hier ist ein Vergleichsbeispiel der Bearbeitungszugabe für zwei verschiedene Bezugspunktpositionen.

Bei flachen und großen Teilen sind jedoch zusätzliche Überlegungen erforderlich. Wenden Sie sich in diesem Fall an Ihren Gießer, um die Bearbeitungszugabewerte sicherzustellen.

Wandstärke

Achten Sie stets auf eine gleichmäßige Wandstärke im gesamten Teil. Denn eine gleichmäßige Dicke ermöglicht einen besseren Metallfluss und eine bessere Verfestigung. Dadurch werden Gussqualität und -integrität deutlich verbessert.

Wenn Sie jedoch eine variable Wandstärke für Ihr Design benötigen, sollten Sie einen allmählichen Übergang in Form einer Rundung/eines Radius einführen, anstatt die Stärke abrupt zu ändern. Andernfalls bleiben scharfe Kanten in Ihrem Design zurück.

Scharfe Kanten sind im Produktdesign unerwünscht. Sie beeinträchtigen den Metallfluss und erschweren das Auswerfen nach dem Gießen. Sie können die Kanten jedoch unverändert lassen, wenn die Wände an der Trennlinie zusammentreffen.

Empfohlene Wandstärke

Es gibt zwar keine absoluten Werte für die Wandstärke, es ist jedoch ratsam, diese in Grenzen zu halten. Die typischen Wandstärken für Aluminium-Druckgussteile liegen zwischen 2,0 mm und 3,5 mm. Sie hängen auch von der Größe und Struktur des Teils ab.

Dies kann sich jedoch je nach Legierung, Teilekonfiguration, Teilegröße und Anwendung Ihrer Druckgussteile ändern. Wenn die Teilegröße beispielsweise kleiner ist, können Sie Wandabschnitte mit einer Dicke von nur 0,020 Zoll (0,50 mm) gießen.

Es kann jedoch Ausnahmen von der maximalen und minimalen Wandstärke für kleine und große Aluminium-Druckgussteile geben. Wenden Sie sich bei Problemen an Ihren Druckgießer oder Sunrise Metal.

Vermeiden Sie zu dicke und zu dünne Wände

Dickere Wände erhöhen die Steifigkeit Ihrer Teile. Zu dicke Wände verzögern jedoch die Abkühlung und behindern so den Erstarrungsprozess. Ohne geeignete Maßnahmen kann dies zu einer schlechten Gussqualität führen.

Dicke Wände erhöhen das Gewicht Ihres Produkts. Produktdesigner, die Wert auf leichtere Teile legen, bevorzugen daher dünne Wände. Werden die Wände jedoch über einen bestimmten Grenzwert hinaus dünner, ist die Steifigkeit zu gering und das Bauteil neigt bei der weiteren Bearbeitung zum Verziehen.

Das Verzugsproblem lässt sich durch schrittweise Bearbeitung lösen. Dünnen Wänden in Gussteilen mangelt es jedoch an Steifigkeit und Festigkeit. Durch das Anbringen von Rippen wird die Steifigkeit der dünnen Wand deutlich verbessert und die Stabilität erhöht.

Moderne Druckgusstechnologien sind jedoch weit genug fortgeschritten, um die meisten kritischen Designparameter zu erfüllen. Sie sollten sie jedoch nur in Betracht ziehen, wenn sie eine bessere Leistung oder Wirtschaftlichkeit Ihrer Teile gewährleisten.

Leichtbauweise

Metallsparer und -taschen sind zwei gängige Konstruktionsmerkmale für die Leichtbauteilkonstruktion. Sie können den Materialbedarf für die Herstellung eines Teils erheblich reduzieren, ohne dessen Integrität und Festigkeit zu beeinträchtigen.

Metallsparer sind Hohlräume, die üblicherweise in den Rippen vorgesehen sind, um den Materialeinsatz zu reduzieren und so das Gewicht der Teile zu erhöhen. Der Bereich zwischen den Rippen dient nicht der eigentlichen Verwendung und kann daher bedenkenlos aus Ihrem Design entfernt werden.

Designempfehlung für Metallsparer

Beim Entwurf eines Metallschoners für ein Teil sollten Sie die folgenden Dinge im Hinterkopf behalten.

• Vermeiden Sie scharfe Kanten und verwenden Sie Rundungen/Radien mit einem möglichst großen Radius. Der Mindestradius sollte 1,524 mm (0,06 Zoll) betragen.
• Achten Sie auf eine gleichmäßige Wandstärke rund um den Metallschoner. Versuchen Sie, die Stärke nahe am üblicherweise empfohlenen Wert zu halten.
• Sorgen Sie für einen möglichst großen Entformungswinkel.

Taschen können das Gewicht deutlich reduzieren

Taschen sind eine weitere Technik zur Gewichtsreduzierung. Dickere Abschnitte mit Löchern können durch dünnwandige Abschnitte ersetzt werden, um den Materialbedarf für die Produktion zu reduzieren. Taschen können jedoch manchmal zu unregelmäßiger Schrumpfung führen.

Daher sollten Sie sorgfältig entscheiden, wo Sie Taschen einsetzen. Sie können die Taschenmerkmale zusätzlich mit Rippen verstärken. Dies erhöht die Steifigkeit und ermöglicht einen besseren Metallfluss. Eine reduzierte Metallmenge erhöht zudem die Abkühlrate und beschleunigt so den Produktionszyklus.

Rundungen und Radien

Entgegen der landläufigen Meinung sind Rundungen und Radien nicht dasselbe. Beide Begriffe beziehen sich auf die abgerundeten Kanten von Aluminium-Druckgussteilen. Die abgerundeten Innenecken werden als Rundungen und die abgerundeten Außenkanten als Radien bezeichnet.

Rundungen und Radien sind äußerst wichtige Merkmale für die Konstruktion von Aluminium-Druckgussteilen. Sie können die beim Metallspritzen entstehenden Turbulenzen deutlich reduzieren und einen gleichmäßigeren Metallfluss gewährleisten. Dadurch erreichen die Teile eine bessere strukturelle Integrität.

Empfehlungen zur Gestaltung von Rundungen/Radien

• Zwei sich schneidende Flächen haben scharfe Ecken. Am besten verbindet man sie mit Rundungen/Radien. Dadurch wird eine hohe Spannungskonzentration in diesem Teil der Matrize oder des Bauteils vermieden.
• Für Kanten oder Ecken entlang der Trennlinie der Matrize sind keine Rundungen/Radien erforderlich.
• Sorgen Sie für ausreichend Formschräge bei Rundungen, die senkrecht zur Trennlinie verlaufen.

Sie können Rundungen/Radien in einem Teil gemäß den folgenden Richtlinien entwerfen.

Schwindung

Schrumpfung ist ein sehr häufiges und unvermeidbares Phänomen in AluminiumdruckgussJede Metalllegierung schrumpft in gewissem Maße, wenn das geschmolzene Metall abkühlt und erstarren kann. Daher muss der Designer das Produktdesign entsprechend anpassen, um Platz für die Schrumpfung zu schaffen.

Dickere Abschnitte neigen zum Schrumpfen und verursachen innere Poren. Lokale Überhitzung führt ebenfalls zum Schrumpfen und damit zur Porosität. Solche Stellen müssen durch eine Verbesserung der Formkonstruktion lokal gekühlt werden. Dies kann jedoch die Gießzykluszeit verlängern.

Tipps zur Reduzierung der Schrumpfung bei Gussteilen

Um die Schrumpfung von Aluminium-Druckgussteilen zu reduzieren, sollte der Konstrukteur die folgenden Konstruktionsüberlegungen beachten.

• Vermeiden Sie große/dicke Abschnitte in Ihrem Design. Gestalten Sie sie nach Möglichkeit mit dünneren Abschnitten und metallsparenden Kernen neu.
• Durch das Hinzufügen flacher oder vertikaler Rippen zu den Wänden können die Fütterungseigenschaften verbessert und die Schrumpfungsneigung verringert werden.
• Durch das Hinzufügen von Quetschstiften kann die Schrumpfporosität im lokalisierten Bereich verringert werden.

Chef

Vorsprünge sind für Teile erforderlich, die an anderer Stelle montiert werden. Sie dienen als Abstandshalter und Befestigungspunkte. Eine unsachgemäße Konstruktion und Positionierung der Vorsprünge kann jedoch zu Fertigungsproblemen führen, die wiederum die Kosten erhöhen.

Auch Naben können den Materialbedarf erhöhen und das Gewicht des Aluminiumgussteils steigern. Um leichtere Teile zu erhalten, können Naben folgendermaßen umgestaltet werden.

Designüberlegungen zum Boss-Design

Hier sind einige Designüberlegungen, die Sie für Vorsprünge in einem Teiledesign berücksichtigen sollten.

• Versuchen Sie, in der Mitte der Vorsprünge ein Loch hinzuzufügen, um eine gleichmäßige Wandstärke zu erreichen, falls ein Loch erforderlich ist.
• Versehen Sie die Vorsprünge mit großen Rundungen, um den ordnungsgemäßen Fluss des geschmolzenen Metalls in sie hinein zu ermöglichen.
• Es wird empfohlen, Rippen hinzuzufügen, da diese dazu beitragen können, den Vorsprung gut auszufüllen und ihm außerdem zusätzliche Festigkeit verleihen.
• Sorgen Sie für ausreichend Formschräge an den Vorsprüngen, um das Auswerfen des Gussteils zu erleichtern.

Hier ist ein Video mit einer kurzen Beschreibung von Bossen, in dem ihr Zweck und der Designprozess beim Druckguss erläutert werden.

Rippen

Rippen werden in die Konstruktion integriert, um die Steifigkeit zu erhöhen und so die Festigkeit von Aluminiumdruckgussteilen zu erhöhen. Rippen können somit zur Herstellung stabiler Gussteile beitragen. Sie werden meist mit anderen schwächeren Abschnitten wie dünnen Wänden kombiniert, um ihnen zusätzliche Festigkeit zu verleihen.

Es bietet oft mehr Festigkeit als ein dickerer massiver Abschnitt, da dickere Abschnitte tendenziell eine höhere Porosität aufweisen, was ihre strukturelle Kapazität verringert. Überbeanspruchung der Rippen kann jedoch zu Spannungskonzentrationen an den Rippenrändern führen.

Rippen werden häufig mit Hohlprofilen, sogenannten Metallsparern, konstruiert. Sie sind eine Methode, den Materialverbrauch in Rippen zu reduzieren und das Gewicht des Bauteils zu verringern.

Die empfohlenen Rippenabmessungen für einige gängige Szenarien werden in den folgenden Diagrammen zusammen mit einigen Bedingungen angezeigt, unter denen keine Rippen verwendet werden sollten.

Loch-zu-Rand-Raumgestaltung

Löcher, die zu nahe an den Kanten eines Aluminiumgussteils liegen, führen zu einem schwächeren Abschnitt. Halten Sie einen Mindestabstand zwischen Loch und Kante ein, um eine übermäßige Spannungskonzentration in diesem Bereich zu vermeiden. Der richtige Abstand zwischen Loch und Kante sollte daher anhand des Lochdurchmessers bestimmt werden. Auch zwischen zwei benachbarten Löchern sollte ein Mindestabstand eingehalten werden. Berücksichtigen Sie dabei den Durchmesser beider Löcher und ihre Spannungskonzentrationszone.

Ausreichender Abstand dient dazu, Schwachstellen zu vermeiden. Bei Löchern kann der zweite Arbeitsgang auch in Betracht gezogen werden, wenn kein ausreichender Abstand zwischen Loch und Rand besteht.

Loch und Fenster

Was die Konstruktionsschwierigkeiten betrifft, sind Löcher und Fenster in der Regel die geringsten Sorgen. Doch selbst die einfachsten Merkmale des Aluminium-Druckgussteils müssen mit größter Sorgfalt und Liebe zum Detail entworfen werden. Achten Sie bei der Konstruktion auf die Herstellbarkeit.

Die häufigste Anwendung von Löchern und Fenstern sind Gehäuse verschiedener elektronischer Geräte wie Laptops, Taschenrechner usw. Diese Geräte müssen viele Löcher in der Nähe platzieren. Ein solches Muster verursacht Probleme für den Metallfluss.

In diesem Video können Sie sich dieses Problem besser veranschaulichen.

Löcher und Fenster können das Auswerfen des Gussteils ebenfalls erschweren. Denn die Erstarrungsschrumpfung des Teils führt dazu, dass das Gussteil an der Matrize hängen bleibt. Sie können diese Probleme vermeiden, indem Sie diese Tipps beim Entwerfen von Löchern und Fenstern beachten.

• Sorgen Sie für ausreichend Luftzug, um das Problem des Auswurfs zu vermeiden. Sie werden anhand der Luftzugberechnung feststellen, dass Löcher und Fenster mehr Luftzug benötigen als alle anderen Elemente. Dies liegt an der flachen und geschlossenen Wandkonstruktion entlang des Innenumfangs.
• Um Probleme beim Metallfluss zu vermeiden, können Sie brückenartige Elemente verwenden, um einen kontinuierlichen Metallfluss durch die Löcher und Fenster zu gewährleisten. Querzuführungen, Überläufe und Überläufe gewährleisten einen gleichmäßigen Metallfluss im Bauteil. Diese zusätzlichen Elemente können später problemlos entfernt werden.
• Wenn Ihr Design es zulässt, sollten Sie große Fenster entfernen und durch aufeinanderfolgende kleinere Löcher ersetzen. Denn lange Fenster können den Metallfluss stören und die Integrität des Gussstücks beeinträchtigen.

Seitenkerne/-rutschen

Löcher und Hinterschneidungen im Design parallel zur Trennlinie können die Komplexität des Aluminiumdruckgusses erheblich erhöhen oder sogar das Gießen mit herkömmlichen Verfahren unmöglich machen. Seitenkerne/-schieber ermöglichen die einfache Herstellung von Teilen mit Löchern und Hinterschneidungen.

Kerne werden zum Formen von Löchern in einem Teil verwendet, Schieber kommen zum Einsatz, wenn die Konstruktion einen Hinterschnitt aufweist. Sie erhöhen jedoch die Kosten für den Matrizenbau erheblich. Der Gusszyklus von Teilen wird durch das separate Herausziehen von Kernen und Schiebern (außer der Hauptformhälfte) beeinträchtigt.

Auch die in einer Matrize verwendeten Schieber können eine Verschiebung der Trennlinie verursachen. Dies wird durch die Kraft mechanischer Verriegelungen verursacht, die den Schieber während des Gießens an Ort und Stelle halten. Bei Einzelmatrizen kommt dies häufiger vor.

Vermeiden Sie sie, wenn möglich

Konstrukteure sollten versuchen, solche geometrischen Merkmale parallel zur Werkzeugauszugsrichtung auszurichten oder die Teile so umzugestalten, dass Kerne/Schieber überflüssig werden. Das folgende Beispiel zeigt, wie ein Teil so umgestaltet wird, dass kein Seitenkern mehr erforderlich ist.

Es gibt jedoch Fälle, in denen Sie einen Kern/Schieber einsetzen müssen, um ein Formelement zu gießen, ohne es später bearbeiten zu müssen. Sie können Kernschieber oder -züge so konstruieren, dass die meisten, wenn nicht sogar alle Nachbearbeitungsschritte entfallen.

Die Schwierigkeiten, die durch die anfänglich höheren Werkzeugkosten und den langsameren Gießzyklus entstehen, werden durch die Reduzierung der Nachbearbeitungsvorgänge ausgeglichen. Auch die Wiederholgenauigkeit der Teile wird dadurch erheblich verbessert.

Arbeitsmechanismus

Seitliche Kernzug- und Stößelbewegungen werden üblicherweise durch Winkelstifte oder Hydraulikzylinder angetrieben. Der Winkelstift ist ein mechanisches Mittel für die Kern-/Stößelbewegung. Er kann durch die Öffnungs- und Schließsequenz des Hauptwerkzeugs aktiviert werden.

Somit ist für die Funktion von Winkelstiften keine zusätzliche Antriebsquelle erforderlich. Die Herstellung ist zudem kostengünstig. Winkelstifte können jedoch die Gussentnahme behindern und sind nur für kurze Schlitten geeignet.

Die Verwendung von Winkelstiften für den Oberschlitten ist zudem schwierig und nur mit Federn möglich. Hydraulische Verfahren können diese Probleme lösen. Sie können einen Zyklus Ihrer Wahl definieren und Oberschlitten damit verwenden. Auch die Gussteilrücknahme wird dadurch nicht beeinträchtigt.

Es gibt auch andere Bewegungsmethoden, die für den Kern/Schlitten verwendet werden können. Konstrukteure müssen die richtige Methode auswählen, indem sie Budget, Produktionsvolumen, Teilegröße, Einfahrweg des Kerns/Schlittens in das Gussteil usw. analysieren.

Besprechen Sie dies mit Ihrem Druckgießer, um passende Vorschläge zur Gestaltung eines seitlichen Kernzug-/Gleitmechanismus zu erhalten. Gerne können Sie sich auch an Sunrise Metal wenden. Wir helfen Ihnen gerne weiter.

Gewindeformen

Beim Gewindeformen geht es meist um das Gießen von Außengewinden. Innengewinde zu gießen ist zwar theoretisch möglich, aufgrund der Komplexität und der Kosten der Herstellung jedoch nicht sinnvoll.

Außengewinde lassen sich problemlos mit einem herkömmlichen Aluminium-Druckguss-System herstellen, wenn die Form korrekt an der Trennlinie ausgerichtet ist oder ein einfacher Schiebemechanismus zum Einsatz kommt. Innengewinde erfordern einen Mechanismus zum Drehen des Kerns in der Form.

Dies erhöht die Kosten für Werkzeuge und Teile. Innengewinde werden üblicherweise als sekundärer Arbeitsgang hergestellt, um die Produktion zu beschleunigen und wirtschaftlich zu gestalten. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, Schneidspäne aus der Bohrung zu entfernen.

Ideale Toleranzen für Gewinde

Gewinde lassen sich problemlos mit Aluminium-Druckgussgeräten herstellen. Gegossene Gewinde sind in der Regel auf Außengewinde beschränkt, bei denen keine Präzisionspassungen erforderlich sind.

Wenn Sie für Ihre Teile eine Passgenauigkeit der Präzisionsklasse benötigen, können Sie sich jederzeit an Ihren Druckgießer wenden. Sekundärbearbeitung kann zur Erzielung einer höheren Präzision erforderlich sein. Außerdem sollte der Außendurchmesser der von beiden Parteien vereinbarten Gewindeformdefinition entsprechen.

Die maximalen und minimalen Toleranzen für einige ideale Gewindeformvorgänge sind unten aufgeführt:

Designüberlegungen für Threads

Beachten Sie beim Thread-Casting jedoch die folgenden Dinge.

• Möglicherweise ist ein zusätzlicher Trimmvorgang erforderlich, um eventuell zwischen den Gewinden entstandene Grate zu entfernen.
• Versuchen Sie, wenn möglich, direkte Toleranzen anzuwenden, anstatt die Gewindepassungsklasse anzugeben.
• Diese Werte umfassen Toleranzgrenzen für die bewegliche Matrizenkomponente, die Trennlinie und die lineare Abmessung.
• Wenn Sie engere Toleranzen für die Gewinde benötigen, wenden Sie sich an den Druckgießer.
• Flache Gewinde an der Trennlinie können den Fertigungsprozess erheblich vereinfachen. Denn Gewinde mit vollem Durchmesser sind nicht unbedingt erforderlich. Durch die flache Form können kleinere Matrizenverschiebungen ohne Beeinträchtigung der Teile erfolgen.

Hier sind einige Abbildungen, die die empfohlene Außengewindekonfiguration zeigen.

Einfügen

Ein Einsatz ist ein in die Form eingesetztes Stück massiven Materials, das in das Aluminiumdruckgussteil integriert wird. Er wird benötigt, wenn die gewählte Legierung eine Anforderung nicht erfüllt und die Konstruktion die Integration von Komponenten aus anderen Materialien erfordert.

Es gibt professionelle Systeme zur Verwendung von Einsätzen im Aluminiumdruckguss. Sie befinden sich im Formhohlraum, und das geschmolzene Aluminium fließt und umgibt den Einsatz, um den Druckguss abzuschließen.

In den folgenden Situationen müssen Sie möglicherweise Gewindeeinsätze in Ihr Design integrieren:

• Die Lagerstellen unterliegen Abrieb und Verschleiß.
• Durch zu häufiges Entfernen und Einsetzen der Befestigungselemente kommt es zu übermäßigem Verschleiß der Gewinde.
• Wenn Sie Fäden mit höherer Zugfestigkeit benötigen, um konzentrierten Belastungen standzuhalten.

Das Einlegedruckgießen ist teurer als das herkömmliche Gießen und die Komplexität der Einlegeeinrichtung wirkt sich auf die Produktionskosten aus.

Vorschläge zum Einfügen

• Definieren Sie alle erforderlichen Spezifikationen für den Druckgießer klar. Aufgrund der Spaltmaße in der Form erfordern die Einsätze häufig engere Toleranzen. Holen Sie die Zustimmung des Druckgießers ein, um sicherzustellen, dass die Toleranzen der Einsätze ausreichend sind.
• Wenn ein Kunde die Einsätze liefern möchte, sollte er mit dem Druckgießer Rücksprache halten, um sicherzustellen, dass die Toleranzen den Empfehlungen des Gießers entsprechen. Denn Einsätze ohne falsche Toleranzen können die Form schwer beschädigen.
• Analysieren Sie die durch die Einsätze verursachten Spannungen. Stellen Sie sicher, dass die Spannungen die Leistung Ihres Produkts langfristig nicht beeinträchtigen.
• Sie können den Einsatz beliebig formen, um sicherzustellen, dass er für die erwarteten Belastungsbedingungen ausreichend Halt bietet.
• Vermeiden Sie scharfe Ecken und andere Merkmale, die zu Spannungskonzentrationen in den Teilen führen können.

Unterbieten

Unter Hinterschnitt versteht man üblicherweise eine vertiefte geometrische Form oder Oberfläche eines Teils, die mit einem geraden Schneidwerkzeug nicht zugänglich ist. Beim Druckguss sind Hinterschnitte Merkmale, die das Auswerfen des Gussteils mit einem einzigen Zugmechanismus verhindern.

Berücksichtigen Sie daher bei der Konstruktion eines Teils die Schwierigkeiten, die beim Werkzeugbau und beim Gießen auftreten können. Manchmal lässt sich der Effekt von Hinterschneidungen durch eine geschickte Wahl der Ausrichtung beim Aluminiumdruckguss vermeiden. Meistens ist dies jedoch ohne die Einführung von Seitenkernen nicht möglich.

Das Hinzufügen von Seitenkernen in Ihrem Design erschwert sowohl die Matrizenkonstruktion als auch den Gussprozess. Der Mechanismus ist komplexer und somit teurer, und die Einrichtung dauert länger als beim herkömmlichen Aluminium-Druckguss.

Hier sind einige wichtige Dinge, die Sie beim Entwerfen von Hinterschnitten beachten sollten.

• Besprechen Sie mit Ihrem Hersteller, ob er spezielle Schneidwerkzeuge wie ein T- oder V-förmiges Werkzeug verwenden kann, mit dem er auch schwer erreichbare Stellen erreichen kann.
• Beschränken Sie die Anzahl externer Hinterschnitte auf ein Minimum. Denn diese erfordern seitliche Kerne, was die Werkzeugkosten erhöht.
• Durch Anpassen der Trennlinie können einige Hinterschnitte behoben werden.
• Gestalten Sie Ihr Teil neu, um den inneren Hinterschnitt zu entfernen.
• Vermeiden Sie Hinterschnitte, die nicht in Matrizenzugrichtung zeigen, da diese ohne Platzierung von Seitenkernen nicht ausgeworfen werden können.
• Hinterschneidungen unter den Vorsprüngen behindern das Auswerfen Ihres Aluminiumgussteils.

Es wäre jedoch am besten, wenn Sie in Ihrem Design möglichst jegliche Art von Hinterschneidungen vermeiden würden.

Schlitz- und Nutdesign

Ein Schlitz ist ein längliches Loch, das an den Enden abgerundete Kanten haben kann, aber nicht muss. Er kommt hauptsächlich in flachen, rechteckigen Aluminiumteilen vor. Die Länge ist in der Regel begrenzt. Ein Schlitz ist immer durchgehend, d. h. er durchdringt das Teil vollständig.

Schlitze können je nach Länge und Form unterschiedliche Typen aufweisen, beispielsweise beidseitig begrenzte, einseitig begrenzte oder halbkreisförmige längliche Schlitze.

Nuten können unterschiedliche Formen und Größen haben, beispielsweise T-Nuten, Schwalbenschwanznuten, rechteckige Nuten, Nuten mit flachem Boden, V-Nuten, Radiusnuten usw. Sie werden normalerweise entlang der Kanten geschnitten und dienen als Befestigungselement für Komponenten aus anderen Materialien.

Schlitze und Nuten in einer Konstruktion dienen als Klemmelement für andere Bauteile. Zudem bieten sie eine Öffnung für die Durchführung weiterer Bauteile wie Schalter, Hebel etc.

Beim Entwerfen von Schlitzen und Nuten können die folgenden Tipps hilfreich sein.

• Bedenken Sie, dass Schlitz und Nut die Abmessungen anderer Komponenten einklemmen oder überschreiten können.
• Vermeiden Sie in Ihrem Design sehr eng beieinander liegende Schlitze. Sie können die Integrität der Teile beeinträchtigen und bei der Endbearbeitung Probleme verursachen.
• Vermeiden Sie scharfe Kanten in rechteckigen/flachen Nuten. Runden Sie alle Innen- und Außenkanten so weit wie möglich ab. Dies minimiert die Beschichtungskosten und kleinere Probleme.
• Aus demselben Grund sollte auch der Winkel von V-förmigen Nuten abgerundet sein.
  

Auswerferdesign

Der erstarrte Aluminiumguss neigt aufgrund der Erstarrungsschrumpfung dazu, in der Form zu klemmen. Daher wird durch einige Auswerferkomponenten zusätzliche Kraft aus der Form ausgeübt, um die Entnahme des Gussteils zu gewährleisten.

Der Auswerfermechanismus von Druckgussanlagen kann aus mehreren Komponenten bestehen. Eine Druckgussform besteht im Wesentlichen aus zwei Teilen: der Deckelformhälfte und der Auswerferformhälfte. Die Auswerferform beherbergt den Auswerfermechanismus.

Die Trennlinie dient als Trennpunkt der beiden Formhälften. Die Auswerferform wird nach dem Gießen relativ zur Trennlinie auseinandergezogen. Es gibt jedoch komplexere Anlagen mit mehreren Formaufbauten, was das Auswerfersystem komplexer macht.

Wir betrachten hier nur eine konventionelle zweiteilige Matrize, da diese häufiger und kostengünstiger ist. In diesem Fall enthält die Auswerferhälfte der Matrize die Auswerferstifte, die Auswerferplatte, Einsätze, Angusskanäle und alle im Design vorhandenen Gravuren.

Der Auswurfmechanismus hängt hauptsächlich von zwei Komponenten der Matrize ab: Auswerferstiften und Auswerferplatte.

Auswerferstifte

Auswerferstifte drücken das erstarrte Gussteil aus der Form. Eine weitere Funktion der Auswerferstifte besteht darin, das Gussteil festzuklemmen, damit es sich durch die während der Erstarrung konzentrierten Spannungen nicht verbiegt. Ein Nachteil ist jedoch, dass sie Spuren im Gussteil hinterlassen.

Der Konstrukteur sollte daher Position und Größe der Auswerferstifte sorgfältig unter Berücksichtigung der Größe, Konfiguration und weiterer Aspekte des Gussteils auswählen. Beachten Sie diese Richtlinien bei der Konstruktion der Auswerferstifte.

• Platzieren Sie die Auswerferstifte in einem nicht funktionalen Bereich des Gussteils, beispielsweise am Boden tiefer Taschen, Überläufen, auf einem Vorsprung oder am Boden von Rippen usw.
• Auswerferstifte hinterlassen beim Auswerfen eines Gussteils einen Abdruck. Achten Sie daher darauf, dass die Oberfläche des Gussteils nicht den Auswerferstiften zugewandt ist.
• Die empfohlene Toleranz für eine erhabene oder vertiefte Stiftmarkierung beträgt 0,015 Zoll (0,381 mm).
• Beachten Sie die Empfehlungen Ihres Druckgießers. Er kann Ihnen bei der Auswahl der besseren Größe, Position und Anzahl der Auswerferstifte helfen.

Durch ordnungsgemäße Werkzeugherstellung können die von Auswerfern hinterlassenen Spuren erheblich reduziert werden. Sie bleiben jedoch weiterhin sichtbar. OEM und Druckgießer sollten sich darüber einigen, wo die Stifte angebracht werden können.

Beachten Sie außerdem, dass Auswerferstifte einen Grat bilden. Dieser wird normalerweise unverändert gelassen, es sei denn, der Kunde lehnt ihn ab. Die Stiftgrate können zerdrückt oder abgeflacht werden, um ihren Platzbedarf zu minimieren.

Auswerferplatte

Auswerferplatten können entweder als Ergänzung zu den Auswerferstiften oder als eigenständiges Bauteil fungieren. Druckgießer nutzen Auswerferplatten üblicherweise als Montagefläche für die Auswerferstifte. Da nur Druck auf die Auswerferplatte ausgeübt wird, drückt diese gleichzeitig die Auswerferstifte nach vorne und entnimmt das Gussteil.

Auswerferplatten können auch ohne Auswerferstifte funktionieren. Wir sehen sie jedoch meist nur im Miniaturdruckguss. Das Teil wird durch die von der Platte ausgeübte Kraft ausgeworfen. Dies ist insofern vorteilhaft, als dass Auswerferplatten im Gegensatz zu Auswerferstiften keine Spuren auf dem Gussteil hinterlassen.

Scharfe Kante

Scharfe Kanten sind bei der Konstruktion von Aluminium-Druckgussteilen unerwünscht. Sie erzeugen Hotspots im Gussteil, an denen sich aufgrund der Erstarrungsschrumpfung Spannungskonzentrationen bilden. Dadurch werden die Ecken anfällig für Defekte. Auch das Auftragen von Beschichtungen auf scharfe Kanten ist schwierig.

Designer neigen daher dazu, alle scharfen Ecken abzurunden, selbst mit dem kleinstmöglichen Radius. Wenden Sie Rundungen, Radien oder Fasen an allen inneren und äußeren scharfen Ecken an. Hier sind einige Designs für scharfe Ecken, die Designer wie folgt umgestalten könnten.

Ein weiteres Problem mit scharfen Innenkanten ist, dass sie die Werkzeugkosten deutlich erhöhen. Wie Sie wissen, ist die Bearbeitung recht teuer, und bei höheren Präzisionsanforderungen steigen die Kosten deutlich an.

Eine perfekt scharfe Kante weist eine Nulltoleranz auf. Während dies bei Außenkanten möglich ist, ist eine solche Präzision bei Innenkanten nahezu unmöglich. Innenkanten haben selbst bei Verwendung des präzisesten Werkzeugs immer einen Mindestradius.

Sie können jedoch bedenkenlos scharfe Kanten entlang der Trennlinie anbringen, um sicherzustellen, dass die beiden Matrizenhälften perfekt geschlossen sind. Beschränken Sie ansonsten scharfe Kanten auf ein Minimum.

Druckdichtheit

Die Druckdichtheit ist ein Maß für die Integrität von Aluminiumdruckgussteilen und gibt an, ob sie einem bestimmten Flüssigkeitsdruck standhalten können. Der Käufer kann in manchen Fällen eine bestimmte Druckdichtheit der Gussteile verlangen.

Die Druckdichtheit hängt stark von der Dichte und Porosität ab. Schon geringe Porosität kann die Druckdichtheit eines Teils beeinträchtigen und bei der Anwendung zu Leckagen führen. Dichte und Porosität von Aluminiumgussteilen können von verschiedenen Faktoren beeinflusst werden.

Eingeschlossene Luft im Aluminium Druckgussform ist für jeden Hersteller ein großes Problem. Beim Einspritzen von geschmolzenem Metall unter hohem Druck entsteht durch den Widerstand der eingeschlossenen Luft Porosität. Die in den Gussteilen vorhandenen Gasporen verringern zudem deren Dichte und damit die strukturelle Integrität.

Die vielen Faktoren, die Porosität verursachen, machen es nahezu unmöglich, ein Gussteil völlig porenfrei herzustellen. Effektives DFM und eine gute Qualitätskontrolle während des gesamten Prozesses gewährleisten die richtige Dichte und minimale Porosität.

Überlegungen zum Matrizendesign

Um die optimale Druckdichtigkeit des Aluminium-Druckgusses zu erreichen, sollte der Konstrukteur die folgenden Konstruktionsparameter berücksichtigen.

• Beachten Sie die Richtlinien zur Gestaltung von Rundungen, Rippen und Ecken sorgfältig. Andernfalls ist der Metallfluss ungleichmäßig und die Turbulenzen können Porosität verursachen.
• Achten Sie auf eine gleichmäßige Wandstärke, um einen gleichmäßigen Metallfluss zu gewährleisten. Vermeiden Sie dicke Abschnitte und abrupte Änderungen der Wandstärke.
• Ein Loch, das druckdicht sein muss, sollte gebohrt und nicht maschinell bearbeitet werden, um die Auswirkungen der Porosität zu minimieren.
• Sorgen Sie für ausreichend Formschräge in allen Bohrungen und Durchgängen, die später nicht bearbeitet werden. Achten Sie jedoch auf eine Mindestformschräge, wenn Sie nach dem Gießen ein Kernloch bearbeiten.
• Die Simulation des gesamten Aluminium-Druckgussprozesses hilft Ihnen, potenzielle Probleme im Vorfeld zu erkennen. Führen Sie eine Mold-Flow-Analyse durch, um herauszufinden, welche Merkmale in der Form die Gussqualität verbessern.
• Vakuumunterstützte Druckgussanlagen können die Porosität in Aluminiumdruckgussteilen deutlich reduzieren. Dadurch weisen die Teile weniger Defekte und bessere Dichteeigenschaften auf.

Sekundärbearbeitungsvorgänge

Auch die nachträgliche Bearbeitung kann die Druckfestigkeit von Aluminiumgussteilen beeinträchtigen. Beachten Sie bei der Bearbeitung folgende Hinweise.

• Die größte Dichte eines Gussteils befindet sich an oder nahe seiner Oberfläche. Der innere Teil ist in der Regel weniger dicht und porös. Daher sollte eine Mindestbearbeitungszugabe festgelegt werden, um zu vermeiden, dass der innere poröse Bereich des Gussteils freigelegt wird.
• Wenn ein Teil eine größere Bearbeitungszugabe als zulässig benötigt, kann der innere poröse Bereich freigelegt werden. Daher ist möglicherweise später eine Imprägnierung erforderlich, um optimale Druckdichtigkeit zu gewährleisten.
• Vermeiden Sie die Bearbeitung beider Seiten eines Gussteils, das druckdicht sein muss.
• Vermeiden Sie große Formschrägen, wenn große Mengen bearbeitet werden. Achten Sie insbesondere bei Kernlöchern auf eine minimale Formschräge.

Neben den oben genannten Überlegungen spielt auch die Wahl der Legierung eine wichtige Rolle für die Druckdichtheit der Aluminiumgussteile. Bestimmte Legierungen erzielen bessere Ergebnisse bei der Druckdichtheit von Aluminiumteilen.

Mit verschiedenen Prüfgeräten kann die Druckdichtheit von Aluminiumteilen geprüft werden. Üblicherweise liegt die Prüfung der Druckdichtheit im Bereich von 5 bis 40 psi. Wird eine höhere Druckdichtheit benötigt, sollte der Konstrukteur dies mit dem Druckgießer absprechen.

Teilefestigkeit

Die Festigkeitsanforderungen an Ihre Aluminiumteile haben einen erheblichen Einfluss auf die Gesamtproduktionskosten und -zeit. Besprechen Sie daher die Festigkeitsanforderungen des Teils mit dem Druckgießer, um ein praktikables Aluminium-Druckguss-Design auszuwählen.

Die Festigkeit von Aluminium-Druckgussteilen hängt von vielen Faktoren ab. Nachfolgend finden Sie einige Tipps zur Sicherstellung der Festigkeit von Druckgussteilen.

• Wählen Sie zunächst die richtige Aluminiumlegierung. Die verwendete Legierung hat großen Einfluss auf die Festigkeit der Teile. Die mechanische Festigkeit ist jedoch nicht der einzige entscheidende Parameter. Die gewählte Legierung muss ausreichend verarbeitbar sein und weitere Bedingungen erfüllen.
• Es ist wünschenswert, möglichst viele Merkmale vor Ort zu gießen. Die spätere Bearbeitung von Merkmalen führt zu Bearbeitungsspannungen an den Aluminiumteilen.
• Verwenden Sie Vakuum-unterstützt für die Aluminiumdruckguss Verfahren zur Reduzierung der Porosität in Teilen. Dadurch wird die Dichte der Teile erhöht, was zu einer besseren strukturellen Integrität und Festigkeit führt.
• Durch das Hinzufügen von Rippen zu dünnen Wandabschnitten und Vorsprüngen wird deren Stabilität erhöht.
• Scharfe Kanten sind Brennpunkte für Spannungskonzentrationen. Daher sind diese Bereiche anfällig für Ausfälle. Verwenden Sie Rundungen, um die Steifigkeit der Teile zu erhöhen.

Die Befolgung dieser Richtlinien kann Ihnen helfen, die Festigkeit Ihres Druckgussteils zu erhöhen. Es gibt jedoch noch viele weitere Kleinigkeiten zu beachten. Besprechen Sie Vorschläge zur Erhöhung der Festigkeit mit Ihrem Druckgießer.

Winzige Funktionen

Winzige Details erfordern anspruchsvollere Schneidwerkzeuge. Der Zeit-, Kosten- und Schwierigkeitsgrad der Werkzeugherstellung ist bei winzigen Details deutlich höher. Details mit Standardtoleranzen können relativ kostengünstig hergestellt werden und sind für jeden normalen Verbraucher präzise genug.

Für anspruchsvolle Anwendungen benötigen Sie jedoch möglicherweise präzise Toleranzen für Ihre Teile. Präzisionsbearbeitung über einen bestimmten Grenzwert hinaus wird als Mikrobearbeitung bezeichnet und ist mit Standard-Bearbeitungswerkzeugen nicht realisierbar.

Bei der Mikrobearbeitung werden Details mit Toleranzen weit unter einem Millimeter bearbeitet. Die Kosten sind im Vergleich zu herkömmlichen Bearbeitungsverfahren überraschend höher. Konstrukteure sollten ein solches Maß an Präzision nur dann verwenden, wenn es unbedingt erforderlich ist.

Frühzeitige Defekte in der Matrize verursachen erhebliche Reparaturkosten. Reduzieren Sie daher kleine Details auf ein Minimum, um die Werkzeugkosten zu senken.

Druckguss-Schriftzug

Die meisten Aluminium-Druckgussteile sind mit Schriftzügen oder Verzierungen versehen. Dabei kann es sich um Buchstaben, Logos, Markenzeichen, Datumscodes oder Produktionsnummern handeln, die eine bequeme Nachverfolgung der Lieferkette, die Markenbildung und viele weitere Zwecke ermöglichen.

Druckguss-Schriftzüge oder Verzierungen können auf drei Arten in ein Teil eingebracht werden.

1. Als erhabenes Merkmal
2. Als depressives Merkmal
3. Erhabene Schrift auf einer vertieften Platte

Die wirtschaftlichste dieser drei Methoden besteht darin, den Schriftzug erhaben zu belassen. Ein erhabenes Merkmal im Aluminiumguss erfordert eine Vertiefung in der Matrize.

Ein solches Merkmal lässt sich leicht in eine Matrize integrieren und verursacht im Betrieb nur minimalen Verschleiß. Die Konstruktions- und Wartungskosten über die Lebensdauer einer Matrize sind bei erhabenen (in die Matrize eingedrückten) Buchstaben geringer.

Im Gegensatz dazu erfordert die Herstellung von vertieften Buchstaben in einem Aluminiumgussteil erhabene Merkmale, die in den Formstahl hineinragen. Die Herstellung ist etwas komplexer und erfordert mehr Wartung.

Möchte der Designer jedoch eine ebene Oberfläche erhalten, kann er die Beschriftung als erhabenes Element in einer Vertiefung anbringen. Dies ist wesentlich praktischer, da Sie Vertiefungen anbringen können, ohne den Stempel beschädigen zu müssen.

Durch eine spätere Beschichtung können die zusätzlichen Vertiefungen gefüllt werden. Vermeiden Sie daher direkt vertiefte Bereiche in Ihren Teilen.

Zusätzliche Richtlinien

• Die Strichstärke aller Buchstaben und Symbole sollte mindestens 0,010 Zoll (0,254 mm) oder mehr betragen.
• Die Höhe der gegossenen Linien oder Symbole sollte gleich oder kleiner als die Linienstärke sein.
• Wenn Schriftzüge oder Verzierungen komplexe Details oder feine Serifen enthalten, sind sie beim Drucken möglicherweise nicht klar zu erkennen. Versuchen Sie daher, sie nach Möglichkeit zu vereinfachen.
• Der Entformungswinkel sollte nicht weniger als 10° betragen.

Die Befolgung dieser Richtlinien sollte in den meisten Fällen hilfreich sein. Wenn Sie weitere Anforderungen haben, können Sie sich jederzeit an Ihren Druckgießer wenden oder Sonnenaufgang Metall für passende Vorschläge.