Entwicklungstrends und Merkmale der Gießtechnik
Beim Gießen handelt es sich um einen Fertigungsprozess, bei dem flüssiges Hochtemperaturmetall in eine Formhohlraum gegossen wird, um zu erstarren, bevor der Guss entfernt wird. Laut Datenerhebungen sind Grauguss, Sphäroguss und Aluminium die drei wichtigsten Materialien in der weltweiten Gussproduktion, die 85 % der Gesamtmenge ausmachen. Davon machen Grauguss und Sphäroguss zusammen 71 % aus, was auf eine erhebliche Nachfrage auf dem Gusseisenmarkt hinweist.
Die Sandgusstechnologie ist weit verbreitet und gehört zu den frühesten entwickelten Gussverfahren. Sie bleibt die Haupttechnologie zur Herstellung von Eisengussteilen. Die Verwendung von Sand als Formmaterial ist mit vergleichsweise geringen Kosten verbunden. Angesichts von Faktoren wie der Größe, Menge und Kosten des Gussstücks erweist sich der Sandguss als praktikable und wirtschaftliche Gusslösung.
Mit dem Fokus auf die Verbesserung der Gussqualität wurden neue Gießverfahren entwickelt, um Fehler zu beheben, die durch schlechte Fließeigenschaften verursacht werden. Zu diesen Methoden gehören:
- Vakuum-Druckguss: Diese Technik beinhaltet die Installation einer Luftabsaugvorrichtung an der Form, um Luft aus der Form zu evakuieren und so Poren zu reduzieren, die durch eingeschlossene Luft entstehen.
- Laminar-Flow-Druckguss: Bei dieser Methode wird die herkömmliche Hochgeschwindigkeitsfüllung beim Druckguss auf eine niedrigere Geschwindigkeit umgestellt, wodurch die während des Füllvorgangs eingeschlossene Luftmenge reduziert wird.
- PF-Druckguss (porenfreier Guss): Diese Methode, auch als poröser Druckguss oder sauerstoffhaltiger Druckguss bekannt, beinhaltet das Einspritzen von Sauerstoff in die Form vor dem Füllen, um den Lufteinschluss zu minimieren.
- GF-Druckguss (gasfreies Gießen): Bei dieser Methode wird überschüssige Luft durch Abluftlöcher in der Form ausgestoßen, ähnlich wie beim Vakuum-Druckguss.
- Pressguss: Diese Technik kombiniert die Prinzipien des Druckgusses und der Schmiede, wobei zunächst ein Niederdruckguss durchgeführt wird, gefolgt von der Anwendung von hohem Druck, um Druckgussteile mit weniger Fehlern und höherer Festigkeit herzustellen.
Diese genannten Methoden zielen darauf ab, flussbezogene Probleme anzugehen, und bieten jeweils verschiedene Verbesserungen. Infolgedessen haben sie zur Entwicklung fortschrittlicher Fertigungstechniken wie Ultrahochgeschwindigkeits-Druckguss, Hochvakuum-Druckguss und Halbfestguss geführt. Diese Ansätze basieren auf Geschwindigkeits-, Luftabsaug- bzw. halbfesten Gussprinzipien und verbessern die Formgebungsfähigkeiten weiter. Bemerkenswert ist, dass der halbfeste Guss die Vorteile von Gießen und Schmieden vereint und auf der Grundlage unterschiedlicher Verfahren in Thixocasting und Rheocasting unterteilt werden kann.
Seit den Anfängen der Gusstechnologie zielen die Bemühungen nicht nur darauf ab, bestehende technische Grundlagen zu verbessern, sondern erstrecken sich auch auf innovativere Bereiche wie Materialien und Gigacasting-Technologien, wodurch die Gusstechnologie auf ein neues Niveau gehoben wird. Zu den aktuellen technologischen Entwicklungen gehören:
Korntechnologie: Häufige Gussfehler wie Lunker und Poren können nicht nur durch die oben genannten Gusstechnologien behoben werden, sondern auch durch die Fokussierung auf die Verfeinerung der Kornstruktur des Gussteils. Die Feinkorngusstechnologie umfasst die Steuerung der Gussparameter, die Anwendung mechanischer äußerer Kräfte oder die Verwendung von Kornverfeinerungsmitteln zur Verfeinerung der Kornstruktur und dadurch zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften.
Gigacasting: Die von Tesla entwickelte einteilige Druckgussform hat andere Automobilhersteller dazu veranlasst, in diese Technologie zu investieren. Die Einführung des integrierten Formenbaus in der Automobilindustrie steigert nicht nur die Produktionseffizienz, sondern rationalisiert auch den Produktionsprozess und die Komponenten.
Nicht wärmebehandelte Materialien mit hoher Festigkeit und hoher Duktilität: Während die meisten Aluminiumdruckgusslegierungen, wie z. B. ADC12, für ihre einfache Verarbeitung bekannt sind, können sie aufgrund ihrer Legierungszusammensetzung selbst bei hochwertigen Gussformen die strengen Zähigkeitsanforderungen nicht erfüllen. Um diese Einschränkung zu überwinden, wurden hochfeste und hochduktile Materialien wie Al-Mg-Si-Druckgusslegierungen entwickelt. Diese Materialien weisen außergewöhnliche mechanische Eigenschaften auf, ohne dass eine Wärmebehandlung erforderlich ist.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass seit den Anfängen der Gusstechnologie Fortschritte in verschiedenen Aspekten erzielt wurden, die von Kosteneffizienz und Qualitätsverbesserung bis hin zu nachhaltiger Entwicklung und Abfallreduzierung reichen. Die Technologien haben sich weiterentwickelt, um die Produktionskosten zu senken und die Qualität der Gussteile zu verbessern.
WKPT nutzt eine ausgereifte firmeneigene Sandformgusstechnologie, die durch automatisierte DISA-Modellierung und softwaregestützte MAGMA-Analyse ergänzt wird. Darüber hinaus hat WKPT hochfeste ADI-Materialien entwickelt, die den Einsatz von Gusseisenteilen in Transportwesen, Baumaschinen, Landmaschinen und anderen Bereichen erleichtern. Bei der Gussanwendung von Nichteisenmetallen bietet WKPT über diversifizierte Lieferkettenressourcen Schwerkraftguss, Druckguss, Feinguss und andere mechanische Teile aus Aluminiumlegierungen an. WKPT hat bemerkenswerte Erfolge in den Bereichen Luftfahrt, medizinische Geräte und hochpräzise Geräteanwendungen erzielt. Neben der Metallumformung sowie Bearbeitungs- und Oberflächenbehandlungsprozessen stellt dieser umfassende Ansatz die OEM-Fertigungslösung von WKPT für mechanische Komponenten in verschiedenen Branchen dar.
