Welches ist die beste Technologie zur Herstellung von Metallteilen?

Heutzutage gibt es eine breite Palette von Möglichkeiten für die industrielle Herstellung von Teilen aus Stahl und anderen Werkstoffen. Das Spektrum reicht von der maschinellen Bearbeitung über MIM (Metal Injection Moulding) bis hin zu klassischeren Techniken wie dem Mikrofusionsverfahren. In diesem Artikel werden wir die verschiedenen Techniken zur Herstellung von Metallteilen erläutern.  

Verschiedene Technologien für die Herstellung von Metallteilen

Im Großen und Ganzen lassen sich die Technologien zur Herstellung von Metallteilen in die folgenden Technologiebereiche einteilen:  

1. PM (Powder Metallurgy) oder Pulvermetallurgie
2. Umformung: Schmieden, Stanzen, Strangpressen, Walzen usw. 
3. Bearbeitungen
4. Casting, in seinen verschiedenen Aspekten: Mikrofusion, Sandguss, Formguss, Vakuumguss, etc. 
5. Metall-Spritzgießen (M.I.M.) 
6. 3D-Druck (Additive Fertigung)

Alle diese Technologien bringen unterschiedliche Lösungen und Ansätze für die Herausforderung der Massenproduktion auf den Markt.  

Nachfolgend finden Sie eine kurze Beschreibung der einzelnen Bereiche:

1. Pulvermetallurgie

Bei diesem Verfahren werden feine Pulver des gewählten Materials verdichtet, um die gewünschte Geometrie zu erhalten. Diese Verdichtung erfolgt mit Hilfe von hydraulischen oder pneumatischen Pressen. Anschließend erfolgt ein Sinterprozess in einer Muffel unter kontrollierter Atmosphäre, um eine Oxidation zu verhindern. Die Hauptnachteile dieser Technologie sind, dass die Präzision verbessert werden kann und dass keine hohen Dichten erreicht werden, so dass die erzielten mechanischen Eigenschaften sehr begrenzt sind.

2. Umformung

Je nach Umformsystem und ob es sich um ein Warm- oder Kaltverfahren handelt, gibt es unterschiedliche Varianten. Die wichtigsten davon sind:

Schmiede

Es handelt sich um die Verformung von glühendem Metall durch Schlag und Druck.

Impressum

In diesem Fall erfolgt die Verformung durch Druck zwischen 2 Matrizen oder Formen.

Extrusion

Das Verfahren kann heiß oder kalt durchgeführt werden und besteht darin, das Material durch eine Matrize zu drücken, die die gewünschte Form hat.

Lamination

In diesem Fall besteht das Ziel darin, die Dicke durch den Einsatz von Walzenpaaren zu verringern.

3. Zerspanen

Es handelt sich dabei um eine Reihe von Arbeitsgängen, die durch Schneiden und Spanen dazu dienen, die Abmessungen und Spezifikationen der Teile mit Hilfe verschiedener Arbeitsgänge und Schleif- und Schneidwerkzeuge zu erhalten. Bei der Herstellung des Teils mit 100 %iger Bearbeitung werden neben dem Zeitaufwand eindeutig Material und Werkzeuge verschwendet.  Sie ist jedoch eine ergänzende Technologie (und in vielen Fällen notwendig), um die gewünschten Oberflächen eines Teils zu erhalten. 

4. Gießerei

Dabei handelt es sich um ein seit der Antike angewandtes Verfahren, bei dem Metall bei hohen Temperaturen geschmolzen, in eine Form gegossen und abgekühlt wird. Die wichtigsten Varianten dieses Prozesses sind die:

Sandguss

Wie der Name schon sagt, wird der Guss in eine Form aus feuerfestem Sand gegossen. Sie wird für große Stücke verwendet, da die Form zerstört wird.

Feinguss oder Präzisionsguss

Es besteht aus dem Spritzgießen des Wachsteils. Aus diesem Wachsteil werden keramische Formen hergestellt, in die der ausgewählte Stahl oder ein anderes Metall (z. B. Aluminium) gegossen wird. Dies ist einer der wichtigsten Fertigungsprozesse der Ecrimesa-Gruppe.

Druckguss

Gilt für Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt wie Aluminium, bei denen das flüssige Aluminium in eine Form gespritzt wird und eine hohe Schließkraft auf die beiden Halbformen ausgeübt wird. Dieses Verfahren eignet sich für die Produktion von Großserien.

5. Metallspritzguss

Dies ist ein weiteres wichtiges Verfahren der Ecrimesa-Gruppe. Dabei wird ein Gemisch aus Stahlpulver und Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellt. In einem weiteren Prozess wird das Polymer entfernt, um das Stahlteil zu erhalten. Ideal für kleine Teile mit komplexer Geometrie, die eine hohe Genauigkeit und Oberflächenqualität erfordern.

6. 3D-Druck (Additive Fertigung)

Es handelt sich um das neueste Verfahren zur Herstellung von Teilen, das mit dem Fortschritt der 3D-Drucktechnologie, die heute so präsent ist, weitergeht. Bei der Ecrimesa-Gruppe haben wir diese Technologie sowohl bei der Herstellung von Prototypen vor der Herstellung der Form als auch zur Beschleunigung des MIM-Prozesses durch die Untersuchung von Prototypen der endgültigen Teile eingesetzt. Additive Manufacturing wird auch zur Herstellung von Kleinserien mit komplexer Geometrie eingesetzt. 

Mikrofusion und MIM bei der Ecrimesa-Gruppe: Vorteile gegenüber anderen Verfahren

Ecrimesa war das erste Unternehmen der Welt, das einen Durchlaufofen für das MIM-Verfahren installiert hat, und wir verfügen über mehr als 50 Jahre Erfahrung im Bereich der Mikrofusion. Heute bietet die Kombination dieser beiden Technologien eine Reihe von Vorteilen gegenüber der Herstellung mit einer einzigen Technik.

• Flexibilität bei der Auswahl der Teilegrößen und -mengen. Sowohl lange Serien von Kleinteilen (mit MIM-Technologie <1 g) als auch kleinere Mengen größerer Teile (z.B. >20 kg) und hohe Wertschöpfung sind möglich.
• Hohe Präzision bei komplexen dreidimensionalen Formen, enge Maßtoleranzen und hohe Oberflächenqualität.
• Großer Katalog von Stählen, insbesondere in Microfusion, die in einigen Fällen praktisch à la carte und/oder kundenspezifisch geliefert werden. All dies wird ergänzt durch die Durchführung von Wärmebehandlungen im eigenen Haus, die es uns ermöglichen, die Bandbreite der metallurgischen Eigenschaften der Teile zu erweitern. 
• Die neuen Technologien der additiven Fertigung stehen derzeit nicht im Wettbewerb mit dem MIM-Verfahren. Sie ergänzen sich sogar, da es auf dem Markt nur sehr wenige Materialien gibt, die einen hohen Preis haben. 

Die Bedeutung des Zerspanen

Alle Vorteile von Microfusion und MIM werden durch Bearbeitungsvorgänge innerhalb desselben Fertigungsprozesses ergänzt. 

Aufgrund der Vielseitigkeit und Materialflexibilität von Microfusion kann die maschinelle Bearbeitung die ideale Lösung sein, um Teile direkt an die Montagelinie zu liefern. Diese Bearbeitungsvorgänge sind in der Regel recht einfach, da die Präzision des Mikrofusionsteils bereits recht hoch ist. 

Im Falle des MIM-Verfahrens sind diese Bearbeitungen angesichts der dem Verfahren eigenen Präzision und Oberflächenqualität eher ungewöhnlich. Dennoch werden in ganz bestimmten Fällen – meist einfache – Bearbeitungsvorgänge durchgeführt.

Welches ist die beste Technologie zur Herstellung von Metallteilen?

Alle Technologien haben Vor- und Nachteile; keine ist besser als die andere, das Wichtigste ist, diejenige zu wählen, die am besten zu den Anforderungen des Projekts passt, sowohl in Bezug auf die Metallurgie, die Abmessungen als auch auf die Ästhetik. In manchen Fällen ist die Kombination mehrerer Maßnahmen die beste Option.  
Bei Ecrimesa beraten und begleiten wir unsere Kunden bei jedem Schritt des Produktionsprozesses, vom Entwurf des Teils über die Auswahl der am besten geeigneten Technologie für die Herstellung bis hin zur Bearbeitung und abschließenden Wärmebehandlung. 

Ecrimesa Group cuenta con la última maquinaria y personal cualificado para desarrollar proyectos de fabricación de piezas de acero y aluminio mediante Microfusión, MIM, mecanizado y fabricación aditiva. 

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