Gießen ist eine der ältesten industriellen Methoden, um dem Metall die nötigen Formen zu geben. Es ist ein kostengünstiger Weg zur Metallumformung.
Bei diesem Prozess wird geschmolzenes Metall in einen leeren Raum gegossen, um ihm die gewünschte Form zu geben, die für die Herstellung eines Werkzeugs erforderlich ist. Beim Abkühlen erhalten Sie je nach Materialqualität eine gute Form.
Magnesiumguss ist sehr beliebt und das Material ist sehr gut geeignet, wenn Sie ein gutes Metall zum Gießen suchen. Es hat gute thermische und elektrische Eigenschaften und die aus dem Metall hergestellten Teile sind sehr langlebig und stark.
Sie werden erstaunt sein zu erfahren, dass Magnesiumguss in den 1920er Jahren von Dow Chemical im Westen eingeführt wurde und seitdem in zahlreichen Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Automobil und Munition eingesetzt wird.
Die Prozesse des Magnesiumgusses?
Es gibt hauptsächlich drei Arten von Magnesiumguss. Sie sind:
Sandguss
Sandguss ist der Prozess der Verwendung von Sandformen zum Gießen. Das Verfahren wird hauptsächlich im Magnesiumguss für Luft- und Raumfahrtteile eingesetzt.
Magnesium-Druckguss
Beim Magnesium-Druckgussverfahren werden Formen aus Stahl zum Gießen verwendet. Das geschmolzene Material wird zum Gießen unter hohem Druck in die Stahlform eingebracht.
Dauerformguss
Das Verfahren wird hauptsächlich für Magnesium-Zink-Zirkonium-Legierungen verwendet, und das geschmolzene Metall ist aus einem Reservoir in die Stahlform geflossen. Es ist ein weniger komplexes Verfahren als der Magnesium-Druckguss, hat jedoch einige Mängel, sodass Sie es nicht mit allen Legierungen verwenden können.
Der Grund für die Verwendung von Magnesium im Druckguss
Magnesium wird aufgrund seines geringen Gewichts und seiner Festigkeit hauptsächlich im Druckguss verwendet. Das Metall ist 70-76% leichter als Stahl bei ähnlicher Festigkeit. Sogar Aluminium ist 30-35% leichter.
Außerdem bietet Ihnen Magnesium-Druckguss aufgrund enger Toleranzen, Stabilität und niedriger Kosten viele Möglichkeiten. Ob der Guss dick oder dünn ist, beides ist mit Magnesium ganz einfach möglich.
Vergleichen Sie Druckguss mit Feinguss
Obwohl sich Druckguss und Feinguss in ihren Herstellungsverfahren für Metallteile unterscheiden, weisen sie auch unterschiedliche Stärken und Schwächen auf. Beim Druckguss wird das flüssige Metall unter hohem Druck in eine Form eingespritzt. Dadurch lassen sich in kurzer Zeit sehr präzise Repliken komplexer Teile mit geringen Toleranzen herstellen. Dieses Verfahren eignet sich besonders für die Fertigung von Teilen mit hoher Oberflächenqualität und engen Toleranzen, ist jedoch hauptsächlich für Metalle wie Aluminium, Zink oder Magnesium geeignet. Ein Nachteil können die hohen Kosten der Druckgussformen sein.
Feinguss (auch Wachsausschmelzverfahren genannt) bietet hingegen Flexibilität, da er sich für verschiedene Metalle wie Stahl und Edelstahl eignet. Er ist besonders für die Herstellung feiner und komplexer Teile geeignet, benötigt jedoch etwas mehr Zeit als Druckguss und bietet unter Umständen nicht die gleiche Maßgenauigkeit oder Präzision. Für die zuvor genannten Ergebnisse ist Druckguss aufgrund der Projektanforderungen – einschließlich Material, Komplexität und Produktionsvolumen – bei der Herstellung von Produkten mit komplexen Teilen in großen Stückzahlen die bevorzugte Methode.
Arten von Teilen, die für die Herstellung im Magnesiumdruckguss geeignet sind
Magnetdruckguss ist ein vielseitiges Verfahren zur Herstellung zahlreicher leichter und gleichzeitig robuster Bauteile für verschiedene Branchen. Anwendungsgebiete sind beispielsweise Automobilteile wie Motorblöcke und Getriebegehäuse, Luft- und Raumfahrtkomponenten wie Motorgehäuse, Elektronikgehäuse für Laptops und Handwerkzeuge, Sportartikel, Medizintechnik, Konsumgüter, Telekommunikationsgeräte, Industriezubehör, Maschinenelemente und Leuchten. Dieses Fertigungsverfahren bietet ein optimales Verhältnis von Festigkeit und geringem Gewicht und eignet sich daher ideal für Anwendungen, bei denen Langlebigkeit, Präzision und geringes Gewicht entscheidend sind.
Hauptanwendung des Magnesiumgusses
Während Dow Chemical 1921 mit der Produktion von Magnesiumkolben begann, wurde es in der westlichen Welt als möglicherweise beliebtes Material für zukünftiges Gießen eingeführt. Die Entwicklung des Magnesiumgusses erfolgte jedoch nach dem Zweiten Weltkrieg, als in verschiedenen Branchen der Bedarf an einem haltbaren und starken Material entstand. Seitdem ist das Metall aufgrund seiner Eigenschaften wie enge Toleranzen, dünnwandiges Gießen und Massenbearbeitung sehr beliebt geworden.
Die größten Vorteile des Magnesiumgusses können Sie in der Automobilindustrie nutzen. Außerdem können Sie es in Bezug auf die Haltbarkeit auch in großen Höhen verwenden. Dieser besondere Charakter machte Magnesiumguss auch in der Luft- und Raumfahrtindustrie beliebt.
Während die beiden Industrien hauptsächlich die Legierungen für den Magnesiumguss verwenden, können Sie sehen, dass es in der Munitions- und Verteidigungsindustrie wegen seiner brennbaren und anderen Eigenschaften verwendet wird.
Die spezifische Festigkeit der Magnesiumlegierung AZ91D
Magnesiumlegierungen werden je nach Eigenschaften der Legierung in verschiedenen Branchen eingesetzt. Aber Sie werden fast überall AZ91D-Legierung finden. Es ist die beliebteste Legierung, wenn es um Magnesiumguss geht. Mit 8-10% Aluminium und 0,50% Mangan eignet sich diese Legierung sehr gut für den Magnesiumguss in verschiedenen Branchen.
Wenn es um die spezifische Festigkeit von AZ91D geht, hat es eine Zugfestigkeit von 230 MPa. Die Streckgrenze beträgt 160 MPa und der Elastizitätsmodul 45 GPa.
Die Legierung ist ziemlich hart und hat eine Härte von 63. Die Dehnung beträgt 3-7%.
Für die thermischen Eigenschaften ist 26 µm/m°C der Wärmeausdehnungskoeffizient für AZ91D. Es hat eine Wärmeleitfähigkeit von 72,7 W/mK.
Aufgrund dieser Eigenschaften wird die Legierung überall in Magnesium verwendet, z. B. in Automobilen, Computern, Haushalten und vielen anderen Industrien.
Vergleichen Sie Aluminium mit Magnesium
In reiner Form ist Magnesium 33% leichter als Aluminium. Obwohl legiert und gegossen, neigen die beiden Materialien dazu, ähnliche Arten von Festigkeit und mechanischen Eigenschaften zu zeigen.
Beide Legierungen zeigen eine Zugfestigkeit von 220–230 MPa. Das macht die Legierungen zu Ihrer ersten Wahl für das Gießen von Metallen.
Beim Gießen können beide Legierungen des Metalls bis zu 600 MPa Zugfestigkeit erreichen.
Aber in puncto Dämpfungsvermögen kann kein Metall, auch kein Aluminium, mit Magnesium mithalten. Sie werden überrascht sein, dass dieses Metall die höchste bekannte Dämpfungskapazität aller Metalle hat. Es ist 10 mal mehr als Aluminium.
Verwenden Sie Magnesium als Ersatz für Aluminium
Wenn es um das Gießen von Magnesiumlegierungen geht, weist Magnesium eine ähnliche Zugfestigkeit, mechanische Eigenschaften und Gusseigenschaften wie Aluminium auf. Es ist leichter als Aluminium und hat eine höhere Dämpfungskapazität. Vor allem Magnesiumlegierungen haben tendenziell niedrigere Schmelzpunkte als Aluminiumlegierungen.
Aus diesen Gründen ist es in Branchen, in denen Leichtbau und Dämpfungskapazität Priorität haben, möglich, Aluminium durch Magnesium zu ersetzen.
Kostenüberlegungen bei kundenspezifischen Magnesium-Druckgussteilen
Bei der Preisgestaltung für maßgefertigte Magnesium-Druckgussteile sind viele Aspekte zu berücksichtigen. Die Komplexität des Teiledesigns spielt eine wichtige Rolle, da komplizierte Formen und Details eine deutlich fortschrittlichere Gießtechnik und Spezialwerkzeuge erfordern, was zu höheren Produktionskosten führt. Auch die Wahl der Magnesiumlegierung beeinflusst den Preis, da einige Legierungen teurer sind als andere. Zweitens ist die Losgröße ein entscheidender Faktor: Mit steigender Produktionsmenge sinken die Stückpreise aufgrund von Skaleneffekten.
Neben den Werkzeug- und Rüstkosten ist auch die Formenherstellung ein wichtiger Faktor. Die Kosten für die Nachbearbeitungsprozesse wie Bearbeitung, Endbearbeitung und Qualitätskontrolle tragen ebenfalls zu den Gesamtkosten bei. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Wahl des Lieferanten und dessen Fachkenntnisse im Magnesium-Druckguss die Kosten beeinflussen, da qualifizierte Lieferanten Fertigungsprozesse optimieren und durch Abfallreduzierung Kosten einsparen können. Daher ist die Bewertung der Designkomplexität bei der Materialauswahl, der geplanten Losgröße, der Werkzeugkosten und der Nachbearbeitungsprozesse von entscheidender Bedeutung für ein effizientes Kostenmanagement bei der Herstellung kundenspezifischer Magnesium-Druckgussmodule.
Leitfaden für kundenspezifische Magnesium-Druckgussteile von Herstellern
Bei der Bestellung von kundenspezifischen Magnesium-Druckgussteilen sollten Sie systematisch vorgehen. Ermitteln Sie zunächst Ihre individuellen Anforderungen an das Material und dessen Anwendung und wählen Sie anschließend die passende Magnesiumlegierung aus. Arbeiten Sie mit dem Hersteller zusammen, um detaillierte Konstruktionsspezifikationen festzulegen und ziehen Sie auch die Prototypenfertigung in Betracht. Prüfen Sie die Werkzeug- und Formenspezifikationen und verstehen Sie den gesamten Fertigungsprozess mit besonderem Augenmerk auf die Qualitätskontrollmechanismen. Optimieren Sie die Kosten für verschiedene Materialien, Losgrößen und Nachbearbeitungsprozesse. Wählen Sie einen zuverlässigen Lieferanten mit Erfahrung im Magnesium-Druckguss, der die Branchenstandards und -vorschriften bei der Durchführung strenger Prüf- und Validierungsverfahren einhält.
Fazit
Wenn Sie Magnesiumguss für Ihre Branche suchen, können Sie sich ohne weiteres Nachdenken für das Metall entscheiden. In diversen Vergleichen hat es sich zweifelsfrei als eines der besten Materialien zum Gießen erwiesen.
