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Verfahrensübersicht Druckguss: Prozesse, Materialien & Anwendungen

Druckguss ist ein Prozess, bei dem man Metallteile durch das Einspritzen von geschmolzenem Metall in eine Gussform produziert. Dieser Artikel betrachtet alles, was Sie über den Prozess des Druckgusses und seine Vorteile wissen müssen.

Der Druckguss ist ein Metallgussverfahren, das oft für die Produktion von hochwertigen und haltbaren Teilen für verschiedene Anwendungen verwendet wird. Er ist dabei genau die richtige Wahl für Ihr Unternehmen, wenn Sie nach einem Herstellungsverfahren für Metallteile in Spitzenqualität suchen.

Was ist Druckguss?

Druckguss ist ein Fertigungsverfahren, das die Produktion von Metallteilen mit einem hohen Genauigkeitsgrad erlaubt. Während des Gussprozesses wird geschmolzenes Metall unter Druck in eine Gussform eingespritzt, in der es aushärtet, und die gewünschte Form erhält.

Diese Methode kann für die Produktion der verschiedensten Metallteile verwendet werden, und reicht von Zahnrädern über Motorblöcke bis hin zu Türgriffen und elektrischen Bauteilen.

Scheme explaining the die casting process
Prozessschema des Druckgusses (Copyright: Substech)

Der Druckguss wird für seine Fähigkeit geschätzt, Teile mit glatten Oberflächen und genauen Abmessungen zu produzieren. Darüber hinaus ist er relativ schnell und kosteneffizient, was den Druckguss zu einer Option für viele potenziellen Anwendungen macht.

Wie funktioniert der Druckguss?

Der Prozess des Druckgusses beinhaltet mehrere Schritte, inklusive des Formenbaus, der Metallvorbereitung, dem Einspritzvorgang, dem Gussvorgang und der abschließenden Oberflächenbehandlung.

Schritt 1 – Der Formenbau

Der erste Schritt des Druckgussverfahrens ist die Erschaffung einer Gussform (oder auch Druckgießform). Die Gussform besteht normalerweise aus Stahl oder Aluminium und wurde dazu entworfen, den hohen Temperaturen und Drücken während des Druckgießprozesses zu widerstehen.

Der Entwurfsprozess beginnt dabei mit der Entwicklung eines CAD-Designs des Bauteils und der darauf basierenden Gussform. Der Entwurf wird dann dafür verwendet, die eigentliche Druckgießform über  CNC-Bearbeitung herzustellen.

Schritt 2 – Die Metallvorbereitung

Der nächste Schritt ist die Vorbereitung des Metalls für das Einspritzen. Das Metall ist typischerweise eine Legierung, wie mit Aluminium, Magnesium oder Zink. Das Metall wird in einem Hochofen geschmolzen und dann in eine sogenannte Kelle gegossen.

Schritt 3 – Der Einspritzprozess

Nachdem das Metall in die flüssige Phase übergegangen ist, wird es unter hohem Druck in die Gussform eingespritzt. Das geschmolzene Metall füllt dabei die Kavität bzw. den Hohlraum im Inneren der Gussform aus, kühlt ab und nimmt die gewünschte Form an.

Schritt 4 – Der Gussvorgang

Nachdem das Metall abgekühlt und ausgehärtet ist, wird die Form geöffnet und das Teil freigegeben. Dabei wird sichergestellt, dass das Teil vollständig ausgekühlt ist, um die Verletzungsgefahr beim Umgang damit zu minimieren.

Schritt 5 – Die Oberflächenbehandlung

Der letzte Schritt des Verfahrens ist die Oberflächenbehandlung. Diese spielt beim Druckguss eine entscheidende Rolle, da sie die Haltbarkeit und Funktionalität des Teils entscheidend beeinflussen kann. Zu standardmäßigen Oberflächenbehandlungen zählen das Eloxieren, die Pulverbeschichtung, Galvanik und noch viele mehr.

Arten des Druckgusses

Es gibt verschiedene Arten des Druckgusses, die alle einzigartige Vorteile mit sich bringen. Die zwei häufigsten Druckgussverfahren sind das Warmkammer- und das Kaltkammerverfahren.

Hot chamber vs. cold chamber die casting schemes
Warmkammer- vs. Kaltkammer-Druckguss (Copyright: Sunrise Metal)

Kaltkammergussverfahren

Bei dieser Art von Druckguss wird das geschmolzene Metall in den Hohlraum der Gussform über eine sogenannte Kaltkammermaschine (mit einer ungeheizten Vorkammer) eingespritzt. Diese Art von Maschine wird in der Regel für das Gießen von Metallen wie Aluminium verwendet, die einen hohen Schmelzpunkt haben.

Der große Vorteil des Kaltkammerverfahrens ist es, dass die Maschine mit verschiedenen Metallen verwendet werden kann und die Korrosion an der Maschine verringert wird.

Warmkammergussverfahren

Der Warmkammerguss ist das populärste Verfahren und ist im Vergleich mit dem Kaltkammerverfahren schneller. Die oben zu sehende Warmkammermaschine (mit einer Schwanenhalskonstruktion, die in den “warmen” Behälter mit Metall hineinragt) wird deshalb im Warmkammerverfahren verwendet, um Metalle mit einem niedrigeren Schmelzpunkt zu verarbeiten.

Sowohl das Warmkammer- als auch das Kaltkammerverfahren bieten eine hohe Genauigkeit und Präzision. Darüber hinaus sind beide Verfahren relativ schnell und kosteneffizient.

Geeignete Materialien für den Druckguss

Wenn Sie bereit dafür sind, mit Ihrem Druckguss-Projekt zu beginnen, wird eine Ihrer wichtigsten Entscheidungen sein, welches das passende Material ist. Ihr Material muss sowohl in der Lage sein, den hohen Temperaturen und Drücken des Gießverfahrens zu widerstehen, als auch allen Ansprüchen Ihrer geplanten Endanwendung gerecht zu werden. 

Außerdem ist es wichtig, sich für ein Material zu entscheiden, das mit dem Gussverfahren kompatibel ist, für das Sie sich entschieden haben. Bei dieser Vielfalt von Faktoren, die zu beachten sind, ist es umso wichtiger, mit einem im Druckguss erfahrenen Partner zu arbeiten, der Ihnen dabei hilft, sich zwischen den vielen Wahlmöglichkeiten zu orientieren, und die beste Entscheidung mit Bezug auf Ihr aktuelles Projekt zu treffen.

Wie diese Entscheidung auch aussieht, so sind Aluminium, Magnesium und Zink drei der beliebtesten Materialien für den Druckguss, da sie alle sowohl stabil als auch leicht sind:

Aluminiumlegierungen

Aluminium ist darüber hinaus höchst korrosionsbeständig, was es zur idealen Wahl für jene Druckgussteile macht, die den Elementen ausgesetzt sein werden. Einige der am besten dafür geeigneten Aluminiumlegierungen für den Druckguss sind:

  • Aluminium 46100 / ADC12 / A383 / Al-Si11Cu3
  • Aluminium 46500 / A380 / Al-Si8Cu3

Magnesiumlegierungen

Magnesiumlegierungen wie AZ91D, AM60B und AS41B sind ebenfalls gut für den Druckguss geeignet, da sie ein sehr gutes Verhältnis von Festigkeit in Relation zur Masse mit sich bringen. Außerdem bieten diese Legierungen eine gute Resistenz gegenüber Korrosion und Abnutzung.

Zinklegierungen

Zink ist im Gegenzug ein exzellenter Leiter für Wärme und Elektrizität, was es zu einem idealen Material für jene Druckgussteile macht, die schnell aufgeheizt oder abgekühlt werden müssen.

Vorteile des Druckgusses

Wenn es um die Massenproduktion von Metallteilen geht, so ist der Druckguss eine der effizientesten und kosteneffizientesten Methoden. Er ist ein Prozess, der bereits seit Jahrhunderten bekannt ist, und dennoch hat er gerade in jüngster Zeit an Popularität gewonnen, weil die Hersteller immer intensiver nach Wegen suchen, um die Produktionskosten zu vermindern.

Hier sind einige Vorteile des Druckgusses:

  • Komplexe Formen: Der Druckguss ist ein Verfahren, das komplexe Formen mit engen Toleranzen produzieren kann.
  • Vielfältigkeit: Der Prozess ist vielseitig, und kann verschiedenste Metalle inklusive Aluminium, Zink und Magnesium verarbeiten.
  • Hohe Produktionsraten: Der Prozess ist relativ schnell, was sehr hilfreich sein kann, wenn unter Zeitdruck produziert wird
  • Kosteneffizient: Der Vorgang an sich ist relativ günstig, wodurch er eine kosteneffiziente Option für viele Anwendungen darstellt
  • Wiederholbarkeit: Der Prozess erlaubt außerdem, dass viele Teile wiederholt und dennoch mit ganz genauen Spezifikationen produziert werden können.
Druckgussteile mit komplexer Form und für die Automobilindustrie

Anwendungsgebiete des Druckgusses

Der Druckguss wird in verschiedenen Industrien und Anwendungsgebieten verwendet. Einige der am häufigsten Anwendungen für den Druckguss sind:

  • Automobilindustrie: Der Druckguss wird extensiv in der Automobilindustrie verwendet. Man verwendet ihn dort zum Beispiel oft für Motorblöcke, Zylinderköpfe oder Getriebekästen.
  • Elektroindustrie: Die Elektroindustrie verlässt sich ebenfalls bei vielen Anwendungen auf den Druckguss. Druckgussteile werden bei der Herstellung von Schaltanlagen, Schalttafeln und Leistungsschutzschaltern verwendet.
  • Luftfahrtindustrie: Die Luftfahrtindustrie ist einer der häufigsten Anwender des Druckgusses. Die gefertigten (leichten und dennoch stabilen) Teile werden beim Bau von Flugzeugen und Raketenteilen verwendet.
  • Möbelindustrie: Der Druckguss wird auch oft in der Möbelindustrie verwendet, um dort zum Beispiel Griffe und Knäufe herzustellen.

Viele andere Industrien nutzen den Druckguss ebenfalls, zum Beispiel in der Medizin, dem Bauwesen oder der Spielzeugindustrie. Er ist ein vielseitiger Prozess, der ganz unterschiedliche Teile oder ganze Produkte hervorbringen kann.

Mit dem Druckguss anfangen

Der Druckguss ist ein Fertigungsverfahren, dass schon für Jahrhunderte Bestand hat, und immer noch populär ist, weil es so vielseitig ist und die Fähigkeit hat komplexe Formen zu erschaffen. Das Verfahren kann Metallteile für eine Vielzahl von Industrien erschaffen, zu denen die Automobil-, die Luft- und Raumfahrt-, die Möbel- und Haushaltsgeräteindustrie gehören.

Durch unser weitreichendes Netzwerk an Herstellern bietet Ihnen Xometry Europe Druckgussleistungen für mehrere Dutzend Materialien inklusive Aluminium, Magnesium und Zink an. Schauen Sie einfach rüber zu unserer Instant Quoting Engine und laden Sie ihr Modell hoch, um direkt ein Angebot zu erhalten und die Teile bestellen zu können.

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