Gießen (traditionelles Casting) and die casting are two foundational metal-forming technologies, each with unique principles that make them suitable for distinct manufacturing needs. While cast relies on natural gravity to shape molten metal—offering flexibility for complex, low-volume parts—die casting uses high pressure and speed to mass-produce precise, Leichte Komponenten. For manufacturers struggling to select the right process, misunderstanding their differences can lead to wasted costs, defekte Teile, or missed production goals. This article systematically breaks down their core distinctions, Anwendungen, and selection logic—supported by data, Tische, and real-world examples—to help you make informed decisions.
1. Kerndefinitionen: Understanding the Fundamental Differences
Bevor Sie Details vergleichen, it’s critical to clarify the basic concepts of each process. In diesem Abschnitt wird a verwendet Kontraststruktur to highlight their unique working mechanisms, Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die wichtigsten Begriffe hervorgehoben.
1.1 Gießen (Traditionelles Casting)
Gießen, oft genannt “Schwerkraftguss” in its narrow sense, is a metal-forming process that relies on natural gravity to fill mold cavities with molten metal. Sein Kernprinzip ist:
- Create a mold (Z.B., sand mold, Metallform) with a cavity matching the part’s shape.
- Heat metal (ferrous or non-ferrous) to its liquid state (Z.B., 1500°C for cast iron, 700°C für Aluminium).
- Pour the molten metal into the mold—gravity drives the metal to fill the cavity, Es wird kein Druck von außen ausgeübt.
- Allow the metal to cool and solidify (minutes to hours, Abhängig von der Teilgröße).
- Break or open the mold, remove the part, and perform post-processing (Reinigung, Bearbeitung).
Its defining traits are flexibility and low upfront cost: It works with almost all metals (including high-melting-point ferrous alloys) and can handle parts with complex inner cavities (Z.B., engine blocks with integrated oil channels). Jedoch, it has limitations in precision and production speed.
1.2 Sterben
Beim Druckguss handelt es sich um einen Hochdruckguss, Hochgeschwindigkeitsprozess für die Massenproduktion von Nichteisenmetallteilen. Sein Kernprinzip ist:
- Clamp two halves of a precision metal die (Typischerweise H13-Stahl) shut to form a cavity.
- Nichteisenmetall erhitzen (Aluminium, Zink, Magnesium) in einen flüssigen Zustand überführen (600-700°C für Aluminium).
- Spritzen Sie das geschmolzene Metall mit hohem Druck in den Formhohlraum (10-175 MPA) und Geschwindigkeit (3-50 MS) über einen hydraulischen Stempel.
- Halten Sie den Druck aufrecht, während das Metall schnell erstarrt (5-30 Sekunden) um Porosität zu beseitigen und Dimensionsstabilität zu gewährleisten.
- Öffne die Matrize, das Teil auswerfen, und überschüssiges Material abschneiden (Läufer, Blitz).
Its key advantages are Effizienz und Präzision: It produces parts with tight tolerances, glatte Oberflächen, and low per-unit costs—ideal for high-volume applications like smartphone frames or automotive housings. Jedoch, it has high upfront mold costs and is limited to low-melting-point non-ferrous metals.
2. Schlüsselleistung & Process Comparisons
The differences between cast and die casting extend beyond principles—they impact everything from part quality to production efficiency. Die folgende Tabelle vergleicht 7 kritische Dimensionen mit konkreten Daten und Beispielen:
| Vergleichsdimension | Gießen (Traditionelles Casting) | Sterben |
| Füllmechanismus | Gravity (kein Druck von außen); Strömungsgeschwindigkeit = 0.1-0.5 MS | High-pressure injection (10-175 MPA); filling speed = 3-50 MS |
| Materialkompatibilität | Alle Metalle: ferrous (Gusseisen, Stahl), non-ferrous (Aluminium, Kupfer), hochschmelzende Legierungen (Nickel-Superlegierungen) | Beschränkt auf Nichteisenmetalle: Aluminium (60% von Druckgussteilen), Zink (25%), Magnesium (15%); cannot handle ferrous metals (high melting point damages dies) |
| Teilqualität | – Oberflächenrauheit: Ra = 6.3-12.5 μm (erfordert eine Bearbeitung)- Dimensionstoleranz: ±0.5-1.0 mm (geringe Präzision)- Porosität: Medium (2-5%, due to gravity-driven air entrainment) | – Oberflächenrauheit: Ra = 1.6-3.2 μm (nahezu fertige Qualität)- Dimensionstoleranz: ±0,05-0,2 mm (hohe Präzision)- Porosität: Niedrig (<1% mit Vakuum-Druckguss; high pressure compresses air gaps) |
| Schimmeleigenschaften | – Formen: Sand molds (disposable, \(500-\)5,000), Metallformen (wiederverwendbar, \(10,000-\)50,000)- Lebensdauer: Sandformen = 1 verwenden; Metallformen = 10,000-50,000 Schüsse | – Formen: Precision steel dies (with cooling/exhaust systems, \(50,000-\)500,000)- Lebensdauer: 100,000-1,000,000 Schüsse (Aluminium-Druckguss) |
| Produktionseffizienz | – Zykluszeit: 10-60 Minuten pro Teil (manuelles Ausgießen)- Automatisierung: Niedrig (reliant on manual labor for pouring/mold handling)- Chargentauglichkeit: Kleine Chargen (1-1,000 Teile/Jahr) | – Zykluszeit: 10-60 Sekunden pro Teil (vollautomatisch)- Automatisierung: Hoch (Teileentfernung per Roboter, Kontinuierliche Metallzuführung)- Chargentauglichkeit: Massenproduktion (10,000+ Teile/Jahr) |
| Kostenstruktur | – Niedrige Vorabkosten (Formen); hohe Stückkosten (\(10-\)100+) | – Hohe Vorabkosten (stirbt); niedrige Stückkosten (\(0.5-\)10) |
| Typical Part Size/Weight | Groß, schwere Teile (1-10,000 kg): Z.B., wind turbine hubs, Schiffspropeller | Kleine bis mittlere Teile (0.01-50 kg): Z.B., Smartphone -Rahmen, automotive door handles |
3. Anwendungsszenarien: Welcher Prozess zu Ihrem Projekt passt?
The choice between cast and die casting depends on your part’s material, Volumen, Komplexität, und Leistungsanforderungen. Unten sind klare Anwendungsrichtlinien mit realen Beispielen.
3.1 When to Choose Cast (Traditionelles Casting)
Prioritize cast if your project meets any of these criteria:
- High-Melting-Point Ferrous Metals: Parts made of cast iron, Stahl, or nickel superalloys (Z.B., Industriegetriebe, boiler components) — Druckguss kommt mit seinen hohen Schmelzpunkten nicht zurecht (1500° C+).
- Große/schwere Teile: Komponenten mit einem Gewicht von 100 kg+ (Z.B., 5000kg Schiffsmotorblöcke, 1000kg Naben von Windkraftanlagen) — Druckgussmaschinen haben Größen-/Gewichtsbeschränkungen (max. ~50 kg pro Teil).
- Niedrigvolumme, Komplexe Teile: Kundenspezifische Teile mit kleinen Produktionsserien (1-1000 Einheiten/Jahr) - Z.B., ein spezielles Getriebegehäuse für Bergbaumaschinen mit 3D-internen Ölkanälen. Durch die niedrigen Formkosten von Cast wird vermieden, dass Geld für teure Druckgusswerkzeuge verschwendet wird.
- Teile mit unregelmäßigen Formen: Bauteile mit ungleichmäßiger Wandstärke oder Tiefe, enge Hohlräume (Z.B., antike Reproduktion von Metallkunst) — gravity filling ensures the metal reaches every detail without pressure-induced defects.
Beispiel: Ein Hersteller, der produziert 50 custom cast iron engine blocks (each 200kg) uses sand mold casting—avoiding $200,000+ die costs and meeting the part’s high-temperature resistance requirements (1200° C).
3.2 Wann sollte man sich für Druckguss entscheiden?
Entscheiden Sie sich für Druckguss, wenn Ihr Projekt diesen Anforderungen entspricht:
- High-Volume Non-Ferrous Parts: Production runs of 10,000+ units/year — e.g., 1 million aluminum smartphone middle frames. Die casting’s low per-part cost (\(1-\)2 pro Rahmen) offsets high mold costs.
- Präzision, Thin-Walled Components: Parts requiring tight tolerances (± 0,1 mm) oder dünne Wände (0.5-2mm) - Z.B., zinc alloy watch cases or magnesium alloy laptop palm rests. Die casting’s high pressure ensures uniform filling and dimensional stability.
- Lightweight Requirements: Parts for automotive or aerospace (Z.B., EV -Batterieklammern, aircraft seat frames) — aluminum die casts are 30% lighter than cast iron parts, improving fuel efficiency or payload capacity.
- Minimal Post-Processing: Parts needing smooth surfaces (Ra = 1.6 μm) with no extensive machining — e.g., aluminum heat sinks for LEDs. Die casting eliminates the need for grinding or polishing, Produktionszeit nach 50%.
Beispiel: A consumer electronics brand producing 5 million zinc alloy phone chargers/year uses die casting—achieving 30-second cycle times, 99.5% yield rates, Und \(0.8 per-unit costs (vs. \)5 per unit with cast).
4. Transitional Processes: Bridging the Gap Between Cast and Die Casting
For projects with mixed requirements (Z.B., mittlere Lautstärke + moderate precision), three transitional processes combine elements of both cast and die casting. The table below explains their value and ideal uses:
| Transitional Process | Kernprinzip | Schlüsselvorteile | Ideale Anwendungen |
| Low-Pressure Casting | Uses low gas pressure (0.5-200 KPA) to push molten metal into the mold (slower than die casting, faster than gravity cast) | Balances precision and flexibility; works with aluminum alloys for medium batches (5,000-20,000 Einheiten/Jahr) | Kfz -Räder (Aluminiumlegierung), Motorradrahmen |
| Vakuumkaste | Adds a vacuum step (Vakuumgrad >90%) to die casting—removes air from the die cavity to reduce porosity | Improves mechanical properties (Zugfestigkeit +15%) vs. standard die casting; suitable for pressure-bearing parts | Hydraulische Ventilkörper, Gehäuse für Elektrofahrzeuge |
| Squeeze-Casting | Combines die casting (Hochdruck) and forging (compression during solidification)—eliminates internal defects | Achieves forging-like strength (σb = 400-500 MPA) with die casting’s efficiency; works with aluminum/magnesium alloys | Hochstress-Teile: EV suspension brackets, aircraft landing gear components |
Beispiel: Ein Hersteller, der produziert 10,000 aluminum automotive wheels/year uses low-pressure casting—avoiding $150,000 die costs (vs. standard die casting) while achieving 95% of the precision (tolerance ±0.2mm).
5. Wie man wählt: A Step-by-Step Decision Framework
To avoid guesswork, use this 3-step framework to select the right process for your project:
Schritt 1: Define Non-Negotiable Requirements
List your project’s must-have criteria:
- Material: Is the part made of ferrous metal (cast only) or non-ferrous metal (both options)?
- Volumen: Will you produce <1,000 Einheiten (gießen), 1,000-10,000 Einheiten (transitional processes), or >10,000 units (sterben)?
- Präzision: Do you need tolerance <± 0,2 mm (sterben) or can you accept ±0.5mm+ (gießen)?
- Kosten: Can you afford $50,000+ upfront for dies (sterben), or do you need low initial investment (gießen)?
Schritt 2: Calculate Total Cost of Ownership (Tco)
Don’t just focus on per-part cost—include upfront and post-processing costs:
- Cast Example: 1,000 cast iron parts (each 10kg):
Mold cost = \(5,000; per-part cost = \)50; post-processing cost = \(10/Teil. Total TCO = \)5,000 + (1,000 × \(60) = \)65,000.
- Die Casting Example: 10,000 Aluminiumteile (each 1kg):
Die cost = \(80,000; per-part cost = \)3; post-processing cost = \(1/Teil. Total TCO = \)80,000 + (10,000 × \(4) = \)120,000.
Notiz: Für 50,000 Einheiten, die casting’s TCO drops to \(280,000 (vs. \)305,000 for cast), becoming more cost-effective.
Schritt 3: Test mit Prototypen
Vor der vollen Produktion:
- For cast: Produzieren 10-20 sand mold prototypes to verify shape and material performance.
- For die casting: Use 3D-printed molds (niedrige Kosten) to test 50-100 samples before investing in steel dies.
6. Yigu Technology’s Perspective on Cast and Die Casting
Bei Yigu Technology, we believe process selection should be “needs-driven, not trend-driven.” Many clients rush to choose die casting for “Präzision” without realizing their low volume makes cast more cost-effective—or opt for cast for “Flexibilität” when die casting could cut per-part costs by 70%.
Wir empfehlen a hybrid approach for complex projects: Use cast for critical, low-volume components (Z.B., a custom steel gearbox) and die casting for high-volume housings (Z.B., aluminum enclosures for the same machine). For medium-volume projects, we advocate low-pressure casting or vacuum die casting—these transitional processes often deliver the best balance of cost and quality.
We also emphasize simulation-first design: Verwenden Sie CAE-Software (Z.B., MAGMA for cast, Moldflow for die casting) to predict defects before mold production. This cuts prototype iterations by 50% and ensures the process you choose meets your performance goals.
7. FAQ: Common Questions About Cast and Die Casting
Q1: Can die casting ever be used for ferrous metals like steel?
NEIN. Steel’s melting point (1,450-1,510° C) far exceeds the heat resistance of die casting dies (H13 steel deforms at 600-700°C). For ferrous metal parts, gießen (sand or metal mold) or forging is the only option. If you need steel’s strength with die casting-like efficiency, consider post-casting machining of gravity-cast steel parts.
Q2: Is cast always cheaper than die casting?
No—only for small batches. Zum Beispiel:
- 500 Aluminiumteile: Cast TCO = \(35,000 (Schimmel \)3,000 + \(64/Teil); die casting TCO = \)84,000 (sterben \(80,000 + \)4/Teil). Cast is cheaper.
- 50,000 Aluminiumteile: Cast TCO = \(3,203,000; die casting TCO = \)280,000. Die casting is cheaper.
- Break-even point: ~8,000-10,000 units for aluminum parts (varies by part size).
Q3: How to improve the precision of cast parts (which are naturally less precise)?
Drei wichtige Schritte:
- Use metal molds (vs. Sandformen)—improves tolerance from ±1.0mm to ±0.3mm.
- Nachbearbeitung hinzufügen: CNC machining of critical features (Z.B., Löcher, Paarungsflächen) to achieve ±0.1mm tolerance.
- Use precision pouring tools: Automated ladles with flow meters ensure consistent metal volume, reducing filling-related dimensional variation by 40%.