Was ist Warmkammer-Druckguss?

Die Warmkammer ist die schnelle Art, Zink zu gießen. Das gesamte Einspritzsystem sitzt in der Schmelze. Schwanenhals, Kolben, Düse, alles im Topf bei 780, 800 Grad, je nachdem, wen Sie fragen und welche Legierung Sie verwenden.

Der Kolben wird nach oben gezogen, Metall dringt durch ein Loch am Boden des Zylinders ein. Der Kolben geht nach unten, deckt das Loch ab, drückt das Metall durch den Schwanenhals nach oben und aus der Düse in die Matrize. Die Füllungen. Teil friert ein. Würfel öffnet sich. Teil fällt. Wiederholen.

Das ist der ganze Prozess.

Die Leute fragen immer, warum man Aluminium nicht auf diese Weise verarbeiten sollte. Aluminium frisst den Schwanenhals. Der Stahl löst sich auf. Ich habe Bilder von einem Geschäft in Indiana gesehen, das es in den 90er Jahren ausprobiert hat, eine totale Katastrophe, sie haben jede Schicht Schwanenhälse ausgetauscht, bis endlich jemand genug gesagt hat. Aluminium muss in einer Kühlkammer laufen, in der das Metall in eine separate Schusskammer geschüttet wird. Ganz andere Maschine.

Zink und Mag sind das, was die Heißkammer bewirkt. Größtenteils Zamak 3. Etwas Zamak 5, wenn Sie Kriechfestigkeit für Teile benötigen, die im Laufe der Zeit einer Belastung ausgesetzt sind. ZA-8 existiert, aber niemand betreibt es gerne, weil es Ihre Tore untergraben will.

Die Maschinen. Frech ist der Name, den jeder kennt. Deutsch. Die DAW-Serie. In der Werkstatt, in der ich in den 2000er-Jahren arbeitete, hatten wir eine DAW 50 und zwei DAW 80. Solide Maschinen. Die 80er liefen jahrelang mit einem Schlosskörperwerkzeug mit 6 Hohlräumen und müssen 3 Millionen Schüsse durch diese Matrize geschickt haben, bevor wir schließlich die Kerne neu aufbauen mussten. Bühler stellt auch gute Geräte her, aber ich habe dafür weniger Sitzzeit. Die chinesischen Maschinen, LK und die anderen, sie sind besser geworden. Vor zehn Jahren hätte ich keinen einzigen angerührt. Mittlerweile betreiben einige Geschäfte sie und es geht ihnen gut. Hängt davon ab, was Sie herstellen und welche Qualität Ihr Riegel hat.

Das Schwanenhalsleben ist sehr unterschiedlich. Früher rechneten wir mit 12 bis 18 Monaten in einer geschäftigen Zelle mit zwei Schichten. Einige behaupten, sie seien länger, aber ich denke, dass sie die Maschine nicht stark belasten oder dass sie kühler laufen, als sie sollten. Die Düsenspitze nutzt sich schneller ab als der Schwanenhalskörper. Sie können die Spitzen wechseln, ohne die gesamte Baugruppe herausziehen zu müssen, was Zeit spart.

Die meisten Probleme beginnen mit der Schussgeschwindigkeit. Neue Leute wollen schnell laufen, denn schneller bedeutet mehr Teile pro Stunde. Allerdings muss man zu Beginn des Hubs langsam vorgehen, um die Luft herauszulassen. Wenn Sie den Kolben sofort nach unten drücken, strömt Luft in den Angusskanal und es entsteht eine Porosität in Ihrem Gussstück. Wir sagten den Jungs immer: Erst einen Zentimeter langsam, dann hämmern. Mit den Controllern neuerer Maschinen können Sie drei oder vier Geschwindigkeitssegmente programmieren, was hilfreich ist.

Die Füllzeit eines typischen Zinkteils beträgt etwa 20 bis 30 Millisekunden, sobald Sie die volle Geschwindigkeit erreicht haben. Das Metall ist beim Eintauchen flüssig und fest, bevor man blinzeln kann. Der Stahl saugt die Hitze direkt ab. Deshalb ist die Temperatur so wichtig. Hot Spots bleiben bestehen. Kalte Stellen verlaufen falsch. Sie verbringen die Hälfte Ihrer Zeit damit, an Wasserleitungen und Sprühmustern herumzuspielen, um das richtige Wärmegleichgewicht zu erreichen.

Spray ist sein eigener Kopfschmerz. Zu viel und es entstehen Rückstände, die beim nächsten Schuss ausgasen. Zu wenig davon führt dazu, dass das Teil festklebt oder sich auf der Chipfläche Lötzinn ansammelt. Wir führten hauptsächlich Chem-Trend-Produkte ein. Gemischt vielleicht 80 zu 1, je nach Werkzeug nach oben oder unten angepasst. Manche Leute schwören auf Henkel. Ich habe nie einen großen Unterschied bemerkt, aber ich habe auch nicht dafür bezahlt.

Porosität. Der Feind. Gasporosität durch eingeschlossene Luft. Schrumpfporosität durch das Einfrieren des Angusses, bevor das Gussstück vollständig zugeführt wird. Bei der Dichtheitsprüfung wird das meiste davon an druckdichten Teilen erfasst. Röntgen-wenn Sie sehen möchten, was im Inneren vor sich geht, ohne das Teil zu zerschneiden. Ich habe an einem Kraftstoffverteilerprogramm gearbeitet, bei dem wir zwei Jahre lang jedes einzelne Gussteil geröntgt haben, weil der Kunde der statistischen Stichprobe nicht zustimmte. Kostet ein Vermögen, aber das war der Deal.

Ein weiterer häufiger Fehler sind Kaltabschaltungen. Zwei Strömungsfronten treffen aufeinander und verschmelzen nicht, da die Oberflächen bereits begonnen haben, sich zu verhäuten. Sie sehen eine Linie auf dem Teil. Manchmal kann man es durch Finishing verbergen, aber normalerweise macht man nur Schrott. Die Torposition behebt das Problem oder auch nicht. Mithilfe der Simulation können Sie Strömungsmuster ermitteln, bevor Sie Stahl schneiden. Magmasoft und Flow-3D werden derzeit von den meisten Shops verwendet. Früher haben wir es einfach erraten und auf der Bank repariert.

Magnesium ist empfindlich. AZ91D läuft um die 1200 Grad. Sie benötigen Schutzgas über der Schmelze, sonst brennt sie. Früher war SF6 Standard, aber die EPA hat das abgeschafft. Jetzt verwenden Sie SO2-Mischungen oder was auch immer Luxfer verkauft. Mag-Chips fangen Feuer. Mag-Schlacke fängt Feuer. Überall werden Feuerlöscher der Klasse D benötigt. Ich habe einmal ein Mag-Feuer gesehen. Klein, schnell enthalten, aber es erregt Ihre Aufmerksamkeit. Die meisten Geschäfte, die Magazin betreiben, verfügen über spezielle Zellen mit zusätzlicher Sicherheitsausrüstung. Nicht etwas, das man einfach zu einer bestehenden Zinklinie hinzufügt.

Der Vergleich mit Kunststoff fällt immer wieder. Technische Manager möchten wissen, ob dieses Teil aus Zink bestehen soll oder ob wir zu einem Kunststoffspritzgusslieferanten gehen und Gewicht sparen sollen. Zink ist steifer. Zink leitet Wärme. Zink schirmt EMI ab. Kunststoff ist leichter und die Werkzeugkosten sind geringer. Eine Zinkmatrize kostet das Drei-, Vier-, Fünffache dessen, was eine vergleichbare Kunststoffform kostet. Aber der Zinkstempel hält viel länger. Millionen Schüsse einfach. Kunststoffformen zeigen ab 500 K Abnutzungserscheinungen und Sie müssen nacharbeiten.

Einige Programme verwenden beides. Struktureinleger aus Druckguss, Gehäuse von einem Spritzgussdienstleister, zusammenfügen. Automotive macht das ständig. Sie erhalten Metall dort, wo Festigkeit erforderlich ist, und Kunststoff dort, wo Gewichtseinsparungen oder eine komplexe Geometrie erforderlich sind, die sich nur schwer gießen lässt.

Einkäufer bei OEMs gehen bei der Beschaffung normalerweise in beide Richtungen vor. Holen Sie sich ein Angebot von einem kundenspezifischen Spritzgusshersteller und ein Angebot von einem Druckgießer für denselben Druck ein. Sehen Sie, was die Zahlen sagen. Stückpreis, Werkzeugkosten, Gesamteinstandskosten. Manchmal entfällt beim Zinkteil ein Montageschritt, der es billiger macht, obwohl der Stückpreis höher ist. Manchmal gewinnt Plastik bei allem und das ist es, was Sie wählen.

In Nordamerika wächst die Branche nicht schnell. Vielleicht flach, vielleicht leichtes Wachstum. Der Automobilsektor ist nach wie vor der größte Teil. Dann Baubeschläge, Schlösser, Scharniere und so etwas. Früher war die Elektronikindustrie größer, bevor alles aus Plastik wurde und dann ins Ausland verlagert wurde. Derzeit kommt es zu einigen Umlagerungen, aber nicht zu einer Überschwemmung.

Menschen zu finden ist das eigentliche Problem. Die Leute, die diesen Beruf kannten, gehen in den Ruhestand. In Berufsschulen wird Gießereihandwerk nicht mehr wie früher unterrichtet. Wir haben vor zwei Jahren einen jungen Mann eingestellt, einen klugen Kerl, einen Abschluss als Ingenieur, aber er hatte vor seinem ersten Tag noch nie eine Druckgussmaschine gesehen. Es dauerte ein Jahr, bis ich ihm vertraute, dass er ohne Aufsicht einen Job aufbaute. Und er ist einer der Besseren. Manche Kerle verschwinden innerhalb eines Monats.

Maschinen werden immer besser gesteuert. Servohydraulik, Echtzeitüberwachung, Datenprotokollierung. Sie können Trends jetzt erkennen, bevor sie zu Schrott werden. Das hilft, ersetzt aber nicht das Wissen, was Sie sehen. Ein guter Bediener erkennt Probleme, die die Sensoren übersehen. Man hört, dass etwas nicht stimmt, man riecht etwas, man bleibt stehen und schaut nach. Das lässt sich noch nicht automatisieren.

Eine Heißkammer ist nicht kompliziert. Füllen Sie die Matrize mit geschmolzenem Metall, lassen Sie sie gefrieren, werfen Sie sie heraus und wiederholen Sie den Vorgang. Aber kontinuierlich gute Teile zu bekommen, Schicht für Schicht, darin besteht das Handwerk. Kleine Dinge zählen. So brechen Sie eine neue Matrize ein. Wenn Sie den Schwanenhals wechseln, bevor er ausfällt. So lesen Sie ein Sprühmuster. Nichts davon steht in einem Handbuch.

Der Prozess funktioniert. Millionen Teile pro Tag weltweit. Zinkgussteile in Autos, Telefonen, Türschlössern, Elektrowerkzeugen, Waffen, Sanitärarmaturen. Niemand nimmt sie wahr. Das ist der Punkt. Ein Zinkguss erfüllt seinen Zweck und man denkt nie darüber nach. Druckgießer mögen das so.

Geschäfte, die hier gut sind, bleiben gut besucht. Geschäfte, die Abstriche machen, haben Schwierigkeiten. Das Gleiche wie bei jeder Fertigung. Qualität zählt. Die Lieferung ist wichtig. Der Preis ist wichtig, aber nicht so wichtig, wie die Leute denken. Kunden zahlen für Zuverlässigkeit. Eine Präzisionsspritzgussfabrik, die pünktlich liefert, übertrifft einen Billigladen, der Termine verpasst. Das Gleiche gilt für Druckguss. Die Arbeit ist da, wenn Sie sie ausführen können.