Gießen - ist über 6000 Jahre alt und wird immer noch weit verbreitet eingesetzt. Fortschritte in der Technologie dieses Prozesses haben es ermöglicht, hochwertige Teile mit engen Toleranzen zu gießen. CNC-Bearbeitung ist ebenfalls allgegenwärtig, aber viel neuer. Haben Sie jemals darüber nachgedacht, Ihre gewöhnlichen Gussstücke zu zerspanen? Oder fragen Sie sich vielleicht, welche Methode Sie wählen sollten, um Ihr Projekt zu realisieren? In diesem Artikel stellen wir zwei Produktionsprozesse vor und diskutieren die Vor- und Nachteile von jedem. Rostfreier Stahl, duktiler Eisenguss und andere Materialien haben spezifische Eigenschaften in Bezug auf das zu bearbeitende Werkstück. Wie können die Vorteile der Geometrie der Platten implementiert werden? Ist Gießen besser oder Bearbeitung von rostfreiem Stahl? Welche Vor- und Nachteile sind damit verbunden? Darüber schreiben wir unten!
Was ist Gießen?
Gießen ist ein altes Handwerk, das noch in vielen Formen verwendet wird. Es gibt viele Arten von Güssen, aber alle verwenden Formen. Geschmolzenes Metall wird dann in eine solche Form gegossen oder platziert, wo es abkühlt und zu seiner endgültigen Form aushärtet. Kerne oder Einsätze können komplexe innere Geometrien erzeugen. Nach dem Aushärten wird das Teil gereinigt und einem Wärmebehandlungsprozess zur gewünschten Oberflächenveredelung unterzogen. Manchmal beinhaltet dieser zusätzliche Vorgang eine CNC-Bearbeitung, um engere Toleranzen zu erreichen. Beispiele für solche Gussstücke sind Zugräder, Buspedale, Turbinenschaufeln und Motorblöcke. Sie werden in fast jeder Branche verwendet, einschließlich Automobilindustrie, Luftfahrt, Verbraucherprodukte und medizinische Geräte. Gießen wird auf spheroidales Gusseisen isotherm gehärtet.
Was ist CNC-Bearbeitung und Drehen?
CNC-Bearbeitung oder CNC-Drehen gehören zu einer Produktionsmethode, die als subtraktives Verfahren bezeichnet wird, was bedeutet, dass das Schneidwerkzeug Material entfernt, um die gewünschte Geometrie zu erzielen. Ein Computerprogramm, das einen Code verwendet, teilt der Maschine mit, wo sie sich bewegen und wie sie schneiden soll. Dieser Prozess kann sehr präzise Teile herstellen, die praktisch überall verwendet werden. Metallgehäuse von Laptops, kleine Teile in Mobiltelefonen, Flugzeug- und Automobilkomponenten sowie Ausrüstung und Geräte werden mit der CNC-Bearbeitungsmethode hergestellt.
Auswahl des Produktionsverfahrens basierend auf der Geometrie – CNC oder Gießen
Bei der Gestaltung von Teilen beginnt man normalerweise mit der Produktionsmethode, um realistische, erreichbare Merkmale zu planen, die gut zur Arbeitsweise passen. Auf der anderen Seite kann die Funktion des Teils eine bestimmte Größe, Form oder Geometrie erfordern, was wiederum einen bestimmten Produktionsprozess diktieren kann. CNC-Bearbeitung und Gießen sind auf spezifische Spezifikationen zugeschnitten.
Zum Beispiel erfordern einige Projekte eine erhebliche Entfernung von Material aus dem ursprünglichen Metallblock. Dies würde viel Zeit in Anspruch nehmen und zu einer übermäßigen Verschwendung von Material führen, daher könnte solch ein Fall ein guter Kandidat für das Gießen sein. Ein gutes Beispiel sind hohle Teile mit dünnen Wänden und großen Hohlräumen. Komplexe Figuren sind ebenfalls gute Kandidaten für das Gießen, da sie komplizierte Lösungen und lange Bearbeitungszeiten erfordern.
Das Gießen ist ein großartiger Prozess zur Vereinfachung des Designs eines Einzelteils oder einer gesamten Gruppe. Anstatt viele kleine Teile zu bearbeiten und dann zusammenzubauen, kann man das Ganze auf einmal gießen und viele Montageschritte vermeiden.
Einige Funktionen sind jedoch schwieriger zu erreichen, wenn man diese Methode wählt. Unterschnitte oder innere Elemente werden komplex sein und erfordern komplizierte Formen mit Kernen und Einlagen. Gussstücke erfordern auch, dass alle Teile einen Spiralenwinkel haben. Für die CNC-Bearbeitung eignen sich große oder ungewöhnlich dicke Teile besser. Bei der Gießerei sind diese Geometrien schwer zu füllen und gleichmäßig zu kühlen. Die CNC-Bearbeitung ist ideal für dicke Teile, die eine hohe Präzision erfordern. Denken Sie jedoch daran, dass das Schneiden Schneidkräfte erzeugen kann, die das Schneiden erschweren. CNC verwendet Hartmetallplatten, die in der Schneidzone arbeiten.
Vor- und Nachteile
Neben den Unterschieden in der Geometrie haben Gieß- und Bearbeitungsprozesse ihre Vor- und Nachteile.
Gießen - Nachteile und Vorteile
- Das Gießen reduziert Materialverluste. Im Prozess werden nur die Materialien verwendet, die für die Herstellung des Endteils benötigt werden, mit einer geringen Menge an Metall, das durch Tore, Schienen und Führungen fließt. Überschüssiges Material kann leicht entfernt und erneut geschmolzen werden, um es in einem anderen Abschnitt erneut zu verwenden.
- Es ist auch ein schneller Prozess, wenn die Form fertig ist. Daher eignet es sich für die Produktion von Teilen mit hohem Volumen. Einwegformen werden für einige Arten von Lösungen verwendet. Bei Druckguss mit einer festen Form jedoch sinken Zeit und Kosten pro Teil mit zunehmendem Volumen.
- Es kann auch ein schneller, wiederholbarer Prozess sein. Wiederholbarkeit ist in der Produktion wichtig und das Gießen liefert sehr ähnliche Teile. Nach der Auswahl der Form und Bearbeitung kann jedes Detail genau gleich hergestellt werden.
- Beim Druckguss von Aluminium können Toleranzen bis zu +/- 0,25 mm auf bis zu 25,4 mm und 0,05 für Präzisionsguss (0,01″ auf bis zu 1″ für Standard und 0,002″ für Präzision) eingehalten werden. Dies wird je nach Material variieren. Aluminium hat einen höheren Schmelzpunkt als zum Beispiel Zink, daher erfordert es einen höheren Einspritzdruck und generell einen aggressiveren Prozess. Daher können beim Zinkguss manchmal noch engere Toleranzen eingehalten werden.
CNC-Bearbeitung Vor- und Nachteile
- Andererseits bietet die CNC-Bearbeitung eine schnellere Rendite bei einer geringeren Anzahl von Teilen. Man muss nicht auf die Produktion von Formen warten. Alles, was Sie brauchen, ist ein CAD-Modell, ein CAM-Programm und eine CNC-Maschine.
- Änderungen im Projekt sind dank der CNC-Bearbeitung einfacher. Wenn das Konzept ständig geändert wird, müssen Sie nur die Lösung neu modellieren und das CAM-Programm überarbeiten, anstatt es umzubauen oder von Grund auf neu zu erstellen.
- CNC-Bearbeitung ist auch ein sehr wiederholbarer Prozess. Bei der Standardmetallzerspanung ist eine erwartete Toleranz von 0,025 mm (0,001 Zoll) vernünftig.
Gießen oder Bearbeiten?
Angesichts der obigen Fakten, würden Sie Gießen über Bearbeitung wählen oder umgekehrt? Einige Schlüsselfaktoren, die zu berücksichtigen sind, sind die Entwicklungsphase, die Anzahl der benötigten Teile, die Variabilität der Anforderungen und die zuvor diskutierte Geometrie der Teile.
- Die Entwicklungsphase ist mit dem Grad verbunden, in dem das Projekt der Elemente ständigen Evolutionen unterliegt. Zu Beginn des Designprozesses kann dies oft wiederholt werden. In diesem Fall wäre die CNC-Bearbeitung aufgrund der relativen Effizienz der Änderungen in diesem Prozess die bessere Wahl.
- Auch die Anzahl der benötigten Teile ist wichtig. Früher im Prototyping könnten nicht viele Elemente benötigt werden, daher könnte die CNC-Bearbeitung sinnvoller sein.
- Der Produktionsprozess hängt immer von den spezifischen Anforderungen ab. Sie könnten sich mit einer einzigartigen Kombination von Anforderungen konfrontiert sehen, die Sie zur Kreativität und zur Suche nach innovativen Lösungen zwingt.
CNC-Bearbeitung ist zu einem sehr verbreiteten Handwerk geworden, aber es gibt immer noch Platz für Gießen! Jede Produktionsmethode hat ihre Vorteile. Anstatt wie gewohnt zu arbeiten, versuchen Sie, Ihr Projekt erneut zu bewerten, um zu überprüfen, ob es besser für das Gießen oder für die CNC-Bearbeitung geeignet ist, basierend auf Attributen wie: Geometrie des Teils, Menge, Qualitätsanforderungen und Zeitplan.
Vorteil der Edelstahlbearbeitung mit CNC
Faktoren, die die CNC-Bearbeitung besser machen als das Gießen von Edelstahl.
Hier sind einige Beispiele für die CNC-Bearbeitung von Edelstahl, die sie zu einer besseren Alternative für Edelstahlguss machen.
- Keine Formkosten: Im Gegensatz zum Gießen erfordert die CNC-Bearbeitung keine Formen. CNC-Maschinen zur Produktgestaltung verwenden verschiedene computergesteuerte Schneidwerkzeuge. Daher ermöglicht es eine Einsparung der Werkzeugkosten.
- Produktion an einem Ort: CNC-Bearbeitung kann für kleine und komplexe Teileproduktion eingesetzt werden. Gießen hat jedoch Einschränkungen, die nicht geeignet sind für die Herstellung komplexer Teile. Die Verwendung von Guss für komplexe Produkte kann zu Maßfehlern und rauen Oberflächen führen.
CNC-Fräsen erfolgt mit konstanten Vorschüben, geeigneten Werkzeugen und einer niedrigen Toleranzmaßcodierung, wodurch Produkte aus Edelstahl effizient für eine komplexe, aber präzise Produktion eingesetzt werden können. - Schnellerer Produktionszyklus: Die CNC-Bearbeitung von Edelstahl ist ein schnellerer Produktionsprozess im Vergleich zum Gießen dieses Materials. Die Ausrichtung der Matrize ist ein zeitaufwändiger Vorgang, gefolgt vom Schmelzen und Abkühlen des Metalls und dem Ausstoßen des Endprodukts. Die CNC-Bearbeitung hingegen umfasst die Generierung von Computercode, das Einrichten des zu bearbeitenden Objekts und das postproduktive Ausstoßen von Edelstahlteilen.
- Genauigkeit und Dimensionsstabilität: CNC-Operationen werden von einem Computer gesteuert, was das Risiko menschlicher Fehler in der Dimensionsgenauigkeit reduziert. Ein Edelstahlguss kann extreme Erhitzung und Abkühlung erfordern, was die Dimensionsgenauigkeit des Endprodukts verändern kann.
Andererseits kann die CNC-Bearbeitung mit geringen Toleranzen durchgeführt werden. Darüber hinaus erfordert sie keine extreme Erwärmung oder Abkühlung von Edelstahlblechen. Daher werden in CNC-Prozessen dimensionsverändernde Schwankungen durch Temperaturschwankungen ausgeschlossen.
Aufgrund der oben genannten Vorteile der CNC-Bearbeitung von Edelstahl wurden Edelstahlgüsse schnell durch sie ersetzt und erwiesen sich in vielen Anwendungen als nützlich.
Zusammenfassung der Themen CNC und Gießen
Im Allgemeinen ist die CNC-Fräsung eine Alternative zum Gießen von Edelstahl, da sie eine schnelle Produktentwicklung ermöglicht, ein glänzendes Oberflächenfinish beibehält und eine hohe Festigkeit und Langlebigkeit für Produkte aus diesem Material gewährleistet. Bei verschiedenen Teilen können jedoch auch verschiedene Technologien wie CNC, Drehen, Bohren usw. angewendet werden.