Bei Ecrimesa Group sind Simulation und Prototyping nicht nur Werkzeuge – sie sind essenzielle Schritte in der Entwicklung neuer Komponenten durch Feinguss. Diese Prozesse helfen uns, komplexe Metallteile effizienter, kostengünstiger und zuverlässiger herzustellen und dabei die technischen Anforderungen jedes Kunden zu erfüllen. In diesem Artikel erklären wir, wie jede Phase dazu beiträgt, die Qualität zu verbessern und die Durchlaufzeiten zu verkürzen.

Simulation: Erfolg vor der Produktion vorhersagen

Simulation ist ein leistungsstarkes Werkzeug in der frühen Designphase. Sie hilft dabei, potenzielle Fertigungsprobleme zu erkennen und die Geometrie von Anfang an für den Feinguss zu optimieren – noch bevor ein physischer Prototyp entsteht.

Bei Ecrimesa Group verwenden wir zwei fortschrittliche Softwarelösungen: MAGMA und INSPIRECAST. Diese Tools wurden speziell mit Unterstützung des Technologischen Zentrums für Komponenten und der Universität von Kantabrien kalibriert, um das physikalische Verhalten unserer keramischen Schalenmaterialien abzubilden. So können wir reale Gießbedingungen mit hoher Genauigkeit simulieren.

Die Simulation ermöglicht uns:

• Das Gießverhalten für verschiedene Designs vorherzusagen
• Mögliche Fehler wie Schrumpfung oder Porosität zu identifizieren
• Angusspositionen und Wandstärken anzupassen
• Die Anzahl physischer Tests zu reduzieren
• Die Prozesseffizienz bereits ab der ersten Iteration zu verbessern

Einer der Hauptvorteile der Simulation in dieser Phase ist, dass wir unsere Kunden bereits früh im Designprozess beraten können. Unser technisches Vertriebsteam nutzt die Ergebnisse, um Geometrieanpassungen vorzuschlagen, die besser zum Feingussverfahren passen – was letztlich Kosten und Lieferzeiten reduziert.

Gussfehler früh erkennen: das Hotspot-Beispiel

Durch die 3D-Simulation eines Einzelteils analysieren wir wichtige Gießparameter – darunter Wärmeverteilung und Materialfluss – um Hotspots zu erkennen, also isolierte Bereiche, die zu Porosität neigen. Anschließend können wir Designänderungen vorschlagen oder die Angussplatzierung anpassen, um die Gussqualität zu verbessern. Diese Phase kann oft innerhalb weniger Stunden abgeschlossen werden und ermöglicht somit mehrere Designiterationen in kurzer Zeit.

Sobald das Einzelteil optimiert ist, simulieren wir das gesamte Clustermodell (Montage). Obwohl dies zeitintensiver ist, erlaubt dieser Schritt die Bewertung von Porositätsprognosen und das Testen verschiedener Layoutoptionen zur Maximierung der Gießeffizienz und des Teilertrags.

Simulation der Cluster-Montage

Nach der Validierung des Einzelteils simulieren wir das vollständige Cluster bzw. die Montage – ein komplexerer Prozess, bei dem die gesamte Konfiguration der Teile und deren Verbindungen modelliert wird. Dabei können wir verschiedene Layoutoptionen vergleichen, die Metallverteilung bewerten und Porositätsprognosen mit höherer Genauigkeit berechnen.

Auch wenn dieser Schritt mehr Zeit und Ressourcen erfordert, reduziert er häufig die Anzahl physischer Muster, die in der Validierungsphase benötigt werden. Außerdem hilft er uns einzuschätzen, ob das Design für die Serienfertigung geeignet ist – insbesondere wenn Bereiche auftreten, in denen die vorhergesagte Porosität über akzeptablen Grenzen liegt. Darüber hinaus ermöglicht uns die Simulation, das Potenzial zur Erhöhung der Teileanzahl pro Cluster zur Verbesserung der Produktionseffizienz zu untersuchen.

Von der Simulation zum Prototyping

Der nächste Schritt ist das Prototyping, das vor dem Bau der endgültigen Form erfolgt. Es erlaubt uns, die in der Simulationsphase erzielten Ergebnisse zu validieren und physische Muster unter realen Produktionsbedingungen zu testen.

Bei Ecrimesa Group stellen wir Prototypen mit einem 3D-Wachsdrucker her, was uns die Flexibilität gibt, Musterteile intern zu fertigen. Bei höheren Stückzahlen arbeiten wir mit lokalen Lieferanten zusammen, um Teile mit Silikonformen herzustellen. In beiden Fällen liefern die Prototypen wertvolle Erkenntnisse über das Verhalten der keramischen Beschichtung, mögliche Verformungen und Maßgenauigkeit. Sie werden auch für Sichtprüfungen und Röntgenanalysen verwendet.

Wichtig ist, dass wir häufig bereits mit dem Bau der Metallform beginnen, während die Prototypen noch abgeschlossen werden. Dieser parallele Arbeitsablauf hilft, die Gesamtdurchlaufzeit zu verkürzen und den Prozess vor der Finalisierung des Werkzeugs zu verfeinern.

3D-System-Ausrüstung für additive Wachsdruckverfahren (AM)

Endprüfung und Validierung der Muster

Sobald die endgültige Form bereit ist, gießen wir erste Musterteile für mechanische Tests und zerstörungsfreie Prüfungen. Diese Teile werden einer Wärmebehandlung unterzogen und auf Risse, Maßhaltigkeit und metallurgische Qualität untersucht. Falls nötig, können kleinere Änderungen – wie das Einfügen von fertigungsgerechten Radien oder Anpassungen von schwer zu gießenden Geometrien – noch vor dem Übergang zur Serienfertigung vorgenommen werden.

Durch diesen kontinuierlichen Kreislauf aus Simulation, Prototyping und Tests stellen wir sicher, dass das endgültige Design nicht nur technisch einwandfrei ist, sondern auch für eine effiziente und zuverlässige Gussproduktion optimiert wurde.

Fazit: Warum Simulation und Prototyping den Unterschied machen

Simulation und Prototyping sind keine bloßen Entwicklungsschritte – sie sind der Weg, wie wir von Anfang an Herstellbarkeit, Zuverlässigkeit und Effizienz sicherstellen. Indem wir Gussrisiken frühzeitig erkennen, Iterationen reduzieren und Werkzeugbau mit Funktionstests überlappen, senken wir Kosten und Durchlaufzeiten – ohne Kompromisse bei der Qualität.

Dieser integrierte Workflow ermöglicht es unseren Kunden:

• Muster mit größerem Vertrauen zu freigeben
• Die Leistung zu validieren, bevor in Werkzeuge investiert wird
• Den Übergang zur Serienproduktion zu beschleunigen
• Entwicklungskosten zu senken und kurzfristige Designänderungen zu vermeiden

Gerade im Feinguss ist dieses Maß an Kontrolle und Vorhersagbarkeit entscheidend – insbesondere bei engen Toleranzen und hohen Erwartungen.

Wie wir Ihr nächstes Projekt unterstützen können

Egal, ob Sie ein neues Teil entwickeln oder ein bestehendes verbessern möchten – unsere Fähigkeiten in Simulation und Prototyping helfen Ihnen, frühzeitig fundierte Designentscheidungen zu treffen und spätere Überraschungen zu vermeiden.

Unser Team begleitet Sie vom ersten CAD-Modell bis zur Serienproduktion – mit technischem Support, gedruckten Wachsprototypen und fortschrittlicher Gusssimulation – damit Ihr Bauteil optimal für den Einsatz in der Praxis vorbereitet ist.