Welche Arten von Teilen können durch Feinguss hergestellt werden?

Die Entwicklung der Feinguss hat sich in den letzten Jahren auf die Herstellung größerer und komplexerer Teile konzentriert, vor allem, um sich an die Entwicklung und Innovation der MIM- und Additive Manufacturing-Technologie anzupassen. Beide Technologien wurden schließlich bei der Herstellung von Kleinstteilen eingesetzt.
Im folgenden Artikel erläutern wir die Entwicklung der Teile seit den Anfängen des Unternehmens, wann die jeweilige Technologie am besten angewendet wird, die Grundregeln und Tipps, die bei der Herstellung oder Bestellung von Metallteilen, die mit Feinguss hergestellt werden, zu berücksichtigen sind.

Aus der mehr als 50-jährigen Erfahrung der Ecrimesa-Gruppe in der Herstellung von Metallteilen können wir auf dem Bild (Abbildung 1) sehen, wie sich die Herstellung von Teilen mit Feinguss entwickelt hat, von kleineren Teilen im Jahr 1970 zu größeren Formaten im Jahr 2010 (Quelle: Ecrimesa).

Dennoch werden immer noch kleine Teile im Feingussverfahren hergestellt. Als Kleinteile bezeichnen wir solche, die weniger als 100 Gramm wiegen und aus technischen oder wirtschaftlichen Gründen in der Feingusstechnologie bleiben:

• Bessere mechanische Eigenschaften als andere Technologien (z. B. Sicherheitsteile)
• In anderen Technologien nicht entwickelte Stähle
• Geringere Kosten für die Herstellung der Dauerform bei Kleinserien
• Schnelles Prototyping (Abbildung 3)
• Wenn keine ebenen Flächen zur Unterstützung vorhanden sind (MIM-Teile benötigen dies)

In der folgenden Abbildung (Abbildung 4) ist grafisch dargestellt, welche Technologie je nach dem Verhältnis zwischen Komplexität und Größe am besten geeignet ist. MIM, Feinguss, maschinelle Bearbeitung, Sandguss oder Pulvermetallurgie. Bei der Ecrimesa Gruppe verwenden wir Metallspritzguss, Feinguss, maschinelle Bearbeitung und additive Fertigung, weil dies die effizientesten Technologien sind und uns die besten Ergebnisse für die technischen Anforderungen unserer Kunden liefern.

Mit der Feingusstechnologie kann jedes beliebige Teil für die unterschiedlichsten Anwendungen hergestellt werden:

• Kohlenstoffbaustähle (C45), wie Federstähle (50CrV4), Vergütungsstähle (42CrMo4) oder Einsatzstähle (16MnCr5).
• Werkzeugstähle für die Kaltzerspanung (1.2363), Vergütungsstähle (1.2343), Schnellarbeitsstähle (1.3343).
• Ferritische und martensitische rostfreie Stähle mit einfacher Bearbeitung (X12CrMoS17), Ausscheidungsstähle (174PH), austenitische Stähle (1.4408), Duplexstähle (1.4582), feuerfeste Stähle und Ventilstähle (1.4841).
• Aluminium.

Die Gruppe Ecrimesa hat sich darauf spezialisiert, maßgeschneiderte Stähle anzubieten, die für jede Art von Anwendung personalisiert sind. Für die Herstellung von Teilen mit der Feingusstechnologie müssen einige Grundregeln in Bezug auf Produktionsmittel, Maßtoleranzen, Konstruktionsregeln und Oberflächenbeschaffenheit beachtet werden. Werfen wir einen Blick auf jeden einzelnen von ihnen:

Produktionsmittel beim Feinguss

1. Die Produktionsmittel bestimmen die Rentabilität der Herstellung eines bestimmten Teils. Es ist zu bedenken, dass diese Produktionsmittel größer sein können, und obwohl sie anfangs eine Einschränkung darstellen können, würden sie mit neuen Produktionsmitteln gelöst werden.

• Spritzgießen: Formteile, deren Abmessungen größer sind als die Plattenöffnung der Spritzgießmaschine, können nicht hergestellt werden (Abbildung 5).

• Beschichtungen: Bei der Durchführbarkeitsprüfung müssen die Größenbeschränkungen für Schlickerbecken, Sandstrahler, Wirbelschicht und Förderer berücksichtigt werden.

• Gießen: Begrenzung der Abmessungen durch die Tür der Vorwärmmuffel von Keramikformen.

Bei Ecrimesa gießen wir derzeit Teile in einer Größenordnung von 1 Gramm bis 20 kg. Je nach Anordnung der Teile in der Baugruppe und unter Berücksichtigung der erforderlichen Bearbeitungszugaben entspricht dies einem Stahlgewicht von 10 bis 50 kg für Teilepakete. Ecrimesa wiederum fertigt Teile mit besonderen Abmessungen. Die Strombegrenzung wird durch einen 300-mm-Würfel definiert, der im flachen Zustand bis zu 650 mm groß sein kann (Abbildung 8).

Maßtoleranzen beim Feinguss

2. Lineare und koaxiale Maßtoleranzen von MF nach VDG P690 2010.

Der Genauigkeitsgrad ist in der Bestellung anzugeben. Die Genauigkeit D3-A3 erfordert zusätzliche Arbeitsgänge, wie z. B. die maschinelle Bearbeitung, um sie zu erreichen. Die allgemeinen Toleranzen sind D2 im Gegensatz zu D1 für MF low cost.

Konstruktionsregeln für die Feingusstechnik

3. Designregeln
   In der Regel beträgt die Mindestherstellungsdicke 2 mm für Stahl und 1,5 mm für Aluminium. Schräge und scharfe Kanten sind zu vermeiden (Abbildung 8).

• Vermeiden Sie große ebene Flächen (fügen Sie Abflüsse und Verstrebungen hinzu).

• Vermeiden Sie Hinterschneidungen (Keramik- oder lösliche Wachskerne sind erforderlich).

• Vermeiden Sie abrupte Querschnittsänderungen, konstruieren Sie Zugstangen und Brücken so, dass Verformungen vermieden werden, vermeiden Sie tiefe Sacklöcher:

• Abbildung 11 zeigt eine Reihe von praktischen Gestaltungsempfehlungen.

Oberflächenveredelung in der Produktion mit der Feingusstechnik

4. Oberflächengüte: Abbildung 10 zeigt die Oberflächengüte in Abhängigkeit von der Oberflächengüte des Teils.

Für weitere Informationen über das Feinguss-Verfahren bei der Ecrimesa-Gruppe besuchen Sie bitte unseren Bereich: