FAQs zu Passung, Form und Funktion

Die Bauteilkonstruktion ist entscheidend für den Erfolg jeder Komponente. Sie ist wesentlich dafür, dass ein Projekt hinsichtlich Zeitplänen und Lieferergebnissen auf Kurs bleibt. Wenn ein Lieferant eine Prüfung der fertigungsgerechten Konstruktion anfordert, mag dies zunächst als mögliches Hindernis erscheinen. Eine frühzeitige Konstruktionsprüfung zu Projektbeginn kann jedoch dank der Expertise von Feinguss-Konstruktionsexperten Kosten im Zusammenhang mit Passung, Form und Funktion des Bauteils einsparen. Nachfolgend finden Sie einige häufig gestellte Fragen zum Feingussverfahren und dazu, wie unser Team hochqualifizierter Ingenieure die Bauteilkonstruktion verbessern kann.

Ist mein Bauteil für Feinguss zu schwer?

Wie bei jedem anderen Fertigungsverfahren gibt es auch beim Feinguss Einschränkungen. In mehreren Schritten des Feingussverfahrens müssen die Formen bestimmte Gewichtsanforderungen erfüllen. Die Formen selbst unterliegen je nach gegossener Legierung Gewichtsbeschränkungen von maximal 100 bis 120 Pfund und entsprechen damit dem branchenüblichen Gewichtsstandard. In anderen Phasen werden Formen manuell oder sogar automatisch durch die hochmodernen Automatisierungs- und Robotiksysteme von Signicast gehandhabt, was strenge Gewichts- und Sicherheitsbeschränkungen erfordert.

Führt die Oberfläche zu Einschränkungen?

Es gibt drei Bereiche, in denen die Oberfläche Einschränkungen verursacht: die Tauchzellen für den Aufbau der Keramikschale, das Entwachsen, bei dem der Wachs mit Dampfdruck aus der Schale entfernt wird, sowie die Ausbrennöfen.

Tauchen

Je größer die Oberfläche des Bauteils ist, desto mehr viskose Suspension haftet daran. Dies erhöht das Gewicht des Angusses und führt zu Gewichtsbeschränkungen für den Roboter.

Entwachsen

Bei einer vollständig eingespritzten und getauchten Form kommen zum Gewicht des Wachses das zusätzliche Gewicht der Keramikschale hinzu. In dieser Phase gelten Gewichtsbeschränkungen zum Schutz des Personals, damit die Formen im Werk sicher transportiert werden können.

Ausbrennofen

Die Formen werden auf 1800℉ erhitzt. Nach Erreichen dieser Temperatur muss sichergestellt werden, dass die Formen weiterhin sicher gehandhabt werden. 

Wie kann ich das Feingussverfahren optimal nutzen?

Wie bereits erwähnt, stößt nahezu jede Konstruktion während der anfänglichen Formkonstruktionsphase wahrscheinlich auf Einschränkungen hinsichtlich Geometrie, Gießgewicht oder Schalengewicht.

In einem Meeting zur fertigungsgerechten Konstruktion (DFM) arbeitet das Signicast-Engineering-Team jedoch zusammen, um potenzielle Einschränkungen zu beheben und den Wert des Bauteils zu steigern. Das Bauteil „mietet" praktisch Platz auf einer Form. Änderungen oder Merkmale, die der Konstruktion hinzugefügt werden, sind daher im Wesentlichen kostenfrei, solange die Grundfläche der Form unverändert bleibt.

So können beispielsweise Bohrungen oder Vorsprünge zur Konstruktion hinzugefügt werden, ohne die Gesamtgrundfläche des Bauteils zu vergrößern. Die Anzahl der Teile auf der Form sowie der Stückpreis bleiben gleich. Geringfügige Preisänderungen können bei den Werkzeugkosten entstehen.

In einem kürzlich durchgeführten Projekt reduzierte das Signicast-Engineering-Team den Stückpreis eines Kunden von $23 auf $18 – eine Kostenreduzierung von fast 30%. Diese Preissenkung war nicht auf die Legierungskosten zurückzuführen, sondern auf eine Konstruktionsänderung, die mehr Teile pro Form ermöglichte. Die erste DFM-Sitzung mit dem Kunden nutzte zudem die Vorteile des Feingussverfahrens vollständig aus, indem Beschriftungen, Chargencodes, Teilenummern und Logos ohne zusätzliche Kosten auf den Bauteilen ergänzt wurden.

Wann sollte ich die Auswahl von Legierung und Wärmebehandlung berücksichtigen?

Die Legierungsauswahl und Wärmebehandlung werden häufig früh im Konstruktionsprozess berücksichtigt und später nicht erneut überprüft.

Einige Kunden verwenden Schneid- und Schleifwerkzeuge. Eine Messerklingenkonstruktion, die ursprünglich aus massivem 420-Stahl bearbeitet wurde, wurde zur Prüfung vorgelegt. Nach der Besprechung der Bauteilfunktion und einem DFM-Gespräch empfahl der hauseigene Metallurge D2-Werkzeugstahl. Das Ergebnis war eine siebenfache Erhöhung der Verschleißfestigkeit, wodurch sich die Lebensdauer des Bauteils erheblich verlängerte.

Auch die Wärmebehandlung ist von entscheidender Bedeutung. Bei Bauteilen, die eine umfangreiche Bearbeitung erfordern, werden Wärmebehandlung und Homogenisierung des Materials vor der Bearbeitung empfohlen, um harte Stellen und Werkzeugbrüche zu minimieren. Ist eine umfangreiche Bearbeitung jedoch nicht erforderlich, kann die Wärmebehandlung möglicherweise vollständig entfallen.

Wie kann ich die Bearbeitung eliminieren und letztlich Kosten senken?

Durch die Konstruktion eines Feingussteils mit bestimmten Merkmalen kann die Bearbeitung vermieden und damit ein wesentlicher Kostenfaktor des Bauteils eliminiert werden.

Das Engineering-Team trifft häufig auf Zeichnungen mit Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit. Dies führt oft zu unnötigen Kosten. Viele am Gussteil bearbeitete Merkmale dienen der Einhaltung von Größe, Position oder Ebenheit. Eine Anforderung an die Oberflächenbeschaffenheit ist nur für eine Dichtfläche, eine O-Ring-Nut oder einen Presssitz erforderlich. Der DFM-Prozess kann häufig dazu beitragen, einen oder zwei Bearbeitungsgänge zu vermeiden oder sogar die gesamte Bearbeitungszykluszeit zu reduzieren.

Wie lange dauert ein DFM-Meeting?

Die Dauer des Meetings liegt in der Regel zwischen 15 Minuten und einer Stunde, abhängig von der Komplexität des Bauteils und den potenziellen Verbesserungsbereichen, die das Engineering-Team identifiziert. Innerhalb dieses Zeitraums kann das Team ein umfassendes DFM-Gespräch führen und mit umsetzbaren Schritten zur Verbesserung des Angebots oder der RFQ abschließen.