Was ist der Grat beim Druckguss und wie geht man damit um?

Grate beim Druckguss sind ein häufiges und oft problematisches Problem, das die Qualität und Effizienz des Herstellungsprozesses erheblich beeinträchtigen kann. Als Druckgusslieferant bin ich schon oft auf dieses Problem gestoßen und habe wertvolle Erkenntnisse darüber gewonnen, was es ist und wie man damit umgeht.

Was ist Flash beim Druckguss?

Unter Grat beim Druckguss versteht man das dünne, überschüssige Material, das während des Gießvorgangs aus dem Formhohlraum auf die Trennfuge, Entlüftungsöffnungen oder Auswerferstiftbereiche gedrückt wird. Es erscheint als dünne, unerwünschte Metallschicht an den Kanten des Gussteils. Dieses Phänomen tritt aus mehreren Gründen auf, die in erster Linie mit der Wechselwirkung zwischen der Metallschmelze, der Form und der Gießausrüstung zusammenhängen.

Eine der Hauptursachen für Grate ist ein zu hoher Einspritzdruck. Wenn der zum Einspritzen des geschmolzenen Metalls in die Form ausgeübte Druck zu hoch ist, kann dies dazu führen, dass das Metall durch die kleinen Lücken zwischen den Formhälften oder andere Öffnungen in der Form sickert. Diese Lücken, die normalerweise für Belüftungs- oder Auswerferstifte vorgesehen sind, sind nicht dafür ausgelegt, den Hochdruckfluss von geschmolzenem Metall aufzunehmen. Dadurch entweicht das Metall und es bilden sich Grate.

Ein weiterer Faktor ist der Verschleiß der Form. Im Laufe der Zeit kann es aufgrund des wiederholten Kontakts mit der Hochtemperatur-Metallschmelze und den beim Gießvorgang auftretenden mechanischen Kräften zu Erosion und Verformung der Form kommen. Dies kann zu größeren Lücken zwischen den Formkomponenten führen, wodurch das Metall austreten und Grate entstehen kann. Darüber hinaus kann auch eine falsche Formausrichtung zur Bildung von Graten beitragen. Wenn die beiden Formhälften nicht perfekt ausgerichtet sind, kommt es zu einer ungleichmäßigen Druckverteilung und zu Lücken, durch die das Metall austreten kann.

Einfluss von Graten auf Druckgussteile

Flash kann mehrere negative Auswirkungen auf die Druckgussteile und den gesamten Herstellungsprozess haben. Erstens beeinflusst es die Maßhaltigkeit der Teile. Das überschüssige Material kann zu einer unerwünschten Dicke an den Kanten des Teils führen, was dazu führt, dass es von den angegebenen Abmessungen abweicht. Dies kann ein ernstes Problem darstellen, insbesondere bei Teilen, die eine hohe Präzision erfordern, wie zVentil aus Edelstahl-Präzisionsguss. In solchen Fällen passen die Teile möglicherweise nicht richtig in die Endbaugruppe, was zu Funktionsproblemen führt.

Zweitens kann Grat die Oberflächenqualität der Teile beeinträchtigen. Die dünne Schicht überschüssigen Metalls kann zu rauen Kanten und unebenen Oberflächen führen, deren Entfernung möglicherweise zusätzliche Nacharbeiten erfordert. Dies verlängert nicht nur die Produktionszeit, sondern erhöht auch die Herstellungskosten. Darüber hinaus kann das Vorhandensein von Graten auch die mechanischen Eigenschaften der Teile beeinträchtigen. Das überschüssige Material kann als Spannungskonzentrator wirken und möglicherweise die Festigkeit und Haltbarkeit des Teils verringern.

So erkennen Sie Grate in Druckgussteilen

Die Erkennung von Graten in Druckgussteilen ist relativ einfach. Die Sichtprüfung ist die gebräuchlichste Methode. Durch einfaches Betrachten des Teils kann man leicht das dünne, überschüssige Material um die Trennlinie oder andere Bereiche des Teils erkennen. Für eine genauere Erkennung, insbesondere bei kleinen oder schwer erkennbaren Blitzen, können jedoch andere Techniken verwendet werden.

Eine dieser Techniken ist die Verwendung einer Fühlerlehre. Eine Fühlerlehre ist ein dünner Metallstreifen mit bekannter Dicke. Durch Einführen der Fühlerlehre zwischen dem Teil und einer ebenen Fläche kann die Dicke des Grats gemessen werden. Wenn die Fühlerlehre in einen Spalt um das Teil passt, weist dies auf das Vorhandensein von Graten hin. Eine andere Methode ist der Einsatz eines Koordinatenmessgeräts (KMG). Ein KMG kann die Abmessungen des Teils genau messen und durch Grate verursachte Abweichungen erkennen. Es kann auch detaillierte Informationen über die Position und Größe des Blitzes liefern, was für die Prozessverbesserung nützlich ist.

Wie man mit Flash beim Druckguss umgeht

Vorbeugende Maßnahmen

Der effektivste Weg, damit umzugehen, besteht darin, das Auftreten von Blitzen von vornherein zu verhindern. Eine der wichtigsten vorbeugenden Maßnahmen ist die Optimierung des Einspritzdrucks. Durch eine sorgfältige Anpassung des Einspritzdrucks an die Art des Metalls, die Größe und Komplexität des Teils sowie die Eigenschaften der Form kann das Risiko von Graten deutlich reduziert werden. Dies erfordert ein gutes Verständnis des Druckgussprozesses und den Einsatz geeigneter Geräte und Steuerungssysteme.

Es ist auch wichtig, die Form in gutem Zustand zu halten. Eine regelmäßige Inspektion und Wartung der Form kann dabei helfen, etwaige Abnutzungserscheinungen zu erkennen und zu beheben, bevor sie zur Gratbildung führen. Dazu gehört die Reinigung der Form, die Prüfung auf Beschädigungen oder Verformungen sowie der Austausch verschlissener Komponenten. Darüber hinaus sollte während des Einrichtungsprozesses auf die richtige Ausrichtung der Form geachtet werden. Durch die Verwendung von Passstiften und anderen Ausrichtungswerkzeugen kann sichergestellt werden, dass die beiden Formhälften perfekt ausgerichtet sind, wodurch das Risiko von Graten verringert wird.

Entfernen von Flash

Wenn Grate auftreten, müssen diese von den Teilen entfernt werden. Es gibt verschiedene Methoden zum Entfernen von Flash. Eine der einfachsten Methoden ist das manuelle Schleifen. Dabei wird das überschüssige Material mit einem Handschleifer oder einer Feile entfernt. Manuelles Schleifen eignet sich für die Produktion in kleinem Maßstab oder für Teile mit geringen Gratmengen. Es ist jedoch ein arbeitsintensiver Prozess und möglicherweise nicht für die Produktion in großem Maßstab geeignet.

Eine andere Methode ist das maschinelle Trimmen. Dies kann mit einer Besäumpresse oder einer Stanzmaschine erfolgen. Das Teil wird in eine Vorrichtung gelegt und das überschüssige Material mit einer scharfen Klinge oder einer Matrize abgeschnitten. Das mechanische Beschneiden ist eine effizientere Methode als das manuelle Schleifen und eignet sich für die Produktion großer Stückzahlen. Es sind jedoch spezielle Geräte und Werkzeuge erforderlich.

Zur Entfernung von Graten kann auch chemisches Ätzen eingesetzt werden. Bei dieser Methode werden die Teile in eine chemische Lösung getaucht, die das überschüssige Material selektiv auflöst. Chemisches Ätzen ist eine präzise Methode und kann für Teile mit komplexen Formen verwendet werden. Es erfordert jedoch eine sorgfältige Kontrolle der chemischen Lösung und des Ätzprozesses, um eine Beschädigung des Teils zu vermeiden.

Fallstudien

Werfen wir einen Blick auf einige Beispiele aus der Praxis für den Umgang mit Graten beim Druckguss. In einem Projekt mitSnap – Tite MC/Flex/AC-AnschlussBei der Produktion hatten die ersten Druckgussteile deutliche Grate um die Trennfuge herum. Dies war auf den hohen Einspritzdruck zurückzuführen, der zum Füllen des komplex geformten Formhohlraums verwendet wurde. Durch die Reduzierung des Einspritzdrucks und die Optimierung des Angusssystems konnte die Gratbildung deutlich reduziert werden. Darüber hinaus trug die regelmäßige Wartung der Form, einschließlich Polieren der Trennflächen, dazu bei, die Gratbildung weiter zu minimieren.

In einem anderen Fall hatte ein Hersteller medizinischer Instrumente Flash-ProblemeZinkdruckguss für medizinische Instrumente. Die Teile hatten an den Auswerferstiftbereichen Grate, die durch den Verschleiß der Auswerferstifte und die Fehlausrichtung der Form verursacht wurden. Durch den Austausch der verschlissenen Auswerferstifte und die Verbesserung der Formausrichtung konnte das Gratproblem wirksam gelöst werden.

Abschluss

Grate beim Druckguss sind ein häufiges, aber beherrschbares Problem. Durch das Verständnis der Ursachen, Auswirkungen und Erkennungsmethoden sowie durch die Umsetzung geeigneter Vorbeugungs- und Beseitigungsmaßnahmen können Druckgusslieferanten die Qualität und Effizienz ihrer Produktionsprozesse sicherstellen. Als Druckgusslieferant bin ich bestrebt, qualitativ hochwertige Druckgussteile mit minimalem Grat zu liefern. Wenn Sie Druckgussdienstleistungen benötigen, empfehle ich Ihnen, mich für die Beschaffung und weitere Gespräche zu kontaktieren. Gemeinsam finden wir die besten Lösungen für Ihre spezifischen Anforderungen.

Referenzen

1. Campbell, J. (2003). Castings. Butterworth-Heinemann.
2. Flemings, MC (1974). Erstarrungsverarbeitung. McGraw - Hill.
3. Kalpakjian, S. & Schmid, SR (2010). Fertigungstechnik und Technologie. Pearson.