Einfaches Druckgießen ist ein vereinfachtes Verfahren, Technologie zur Metallumformung mit niedriger Barriere, die die Lücke zwischen Druckguss in Industriequalität und traditionellem Schwerkraftguss schließt. Im Gegensatz zum Hochdruck-Kokillenguss (das erfordert Millionen-Dollar-Maschinen), Es stützt sich auf schwerkraftunterstützte Befüllung + manuell/leichte Druckbeaufschlagung zur Herstellung funktionsfähiger Teile – ideal für kleine Werkstätten, Prototypentwicklung, Bildungsprojekte, oder Notfallwartung. Allerdings kann es hinsichtlich Präzision und Geschwindigkeit nicht mit industriellen Prozessen mithalten, Es ist kostengünstig, Flexibilität, und schnelle Einrichtung (so schnell wie 2 Stunden von der Formvorbereitung bis zum ersten Teil) machen es für bestimmte Szenarien unersetzlich. In diesem Artikel werden die Kernprinzipien systematisch aufgeschlüsselt, schrittweise Umsetzung, Problemlösungsstrategien, und praktische Anwendungen, die Ihnen helfen, diese zugängliche Technologie zu beherrschen.
1. Kerndefinition & Hauptmerkmale des einfachen Druckgusses
Um Verwechslungen mit industriellem Druckguss zu vermeiden, Es ist wichtig zu klären, was einfacher Druckguss ist – und was nicht. In diesem Abschnitt wird a verwendet Struktur der Gesamtpunktzahl Zur besseren Übersichtlichkeit sind die wichtigsten Begriffe hervorgehoben.
1.1 Grundlegende Definition
Einfaches Druckgießen ist ein kostengünstiges Metallumformverfahren, das verwendet wird Schwerkraft, um Formhohlräume mit geschmolzenem Metall zu füllen Und manueller/leichter mechanischer Druck (Z.B., modifizierte Spindelhubelemente, Hebelsysteme) zur Reduzierung der Porosität und zur Gewährleistung der Dimensionsstabilität. Es macht hydraulische Systeme in Industriequalität überflüssig, komplexe Kühlkreisläufe, oder automatisierte Zuführung – stattdessen verlassen wir uns auf einfache Werkzeuge (kleine Öfen, handbetriebene Pressen) und vereinfachte Formen.
Ihr Kernziel ist nicht die Massenproduktion, Aber schnelle Validierung: Erstellen funktionaler Teile zum Testen von Designs, Reparaturausrüstung, oder Gussprinzipien demonstrieren – und das alles zu einem Bruchteil der Kosten industrieller Prozesse.
1.2 Schlüsselmerkmale (vs. Industrieller Druckguss)
Die folgende Tabelle hebt die entscheidenden Unterschiede zwischen einfachem und industriellem Druckguss hervor, um realistische Erwartungen zu wecken:
| Merkmal | Einfacher Druckguss | Industrieller Druckguss |
| Druckquelle | Manuell/leicht mechanisch (5-50 KN; 0.5-5 MPA) | Hydraulisch/pneumatisch (100-50,000 KN; 10-175 MPA) |
| Ausrüstungskosten | \(500-\)5,000 (kleiner Ofen, modifizierte Presse, Grundformen) | \(500,000-\)5M (Hochdruckmaschinen, Präzision stirbt, Automatisierung) |
| Einrichtungszeit | 1-2 Std. (Formenvorbereitung + Material Schmelzen) | 1-3 Monate (Gesenkbearbeitung + Maschinenkalibrierung) |
| Toleranzgrad | IT12-IT14 (±0,5-1,0 mm für Kleinteile) | IT8-IT11 (±0,05-0,2 mm) |
| Oberflächenrauheit | Ra 6.3-12.5 μm (Für Glätte muss geschliffen werden) | Ra 1.6-3.2 μm (nahezu fertige Qualität) |
| Chargentauglichkeit | 1-100 Teile/Lauf (kleines Batch, auf Anfrage) | 10,000+ Teile/Lauf (Massenproduktion) |
2. Schrittweise Umsetzung: Von der Vorbereitung bis zur Nachbearbeitung
Die Stärke des einfachen Druckgusses liegt in seiner Einfachheit – doch für den Erfolg ist es dennoch erforderlich, einem strukturierten Arbeitsablauf zu folgen. In diesem Abschnitt wird a verwendet lineare Erzählstruktur mit spezifischen Parametern und Werkzeugempfehlungen.
2.1 Phase 1: Material & Werkzeugvorbereitung (Kritisch für den Erfolg)
Die richtigen Materialien und Werkzeuge verhindern 80% von häufigen Mängeln (Z.B., kleben, Porosität). Unten ist ein Checkliste mit den wichtigsten Dingen mit praktischen Tipps:
| Kategorie | Artikel | Spezifikationen & Tipps |
| Metalllegierungen | – Legierungen auf Zinkbasis (Lädt 3, Schmelzpunkt 380-385°C)- Aluminium-Silizium-Legierungen (ADC12, Schmelzpunkt 570-620°C)- Woods Metall (Niedriges Melzen, 70°C – für Bildungsdemos) | – Vermeiden Sie hochschmelzende Metalle (Gusseisen, Stahl): Erfordern Industrieöfen.- Recyceln Sie Aluminiumabfälle (Z.B., Getränkedosen) für die Praxis – kostengünstig, aber gründlich sauber (Farbe/Kunststoff entfernen). |
| Schimmelmaterialien | – Stahlplatten (≥20 mm dick, A36 oder 45# Stahl)- Gusseisen (bessere Wärmespeicherung als Stahl, geringere Wärmeausdehnung) | – Verwenden Sie Drahtschneiden, um Hohlräume zu bearbeiten (gewährleistet Ra ≤6,3 μm für eine einfache Entformung).- Bohren Sie am höchsten Punkt des Hohlraums Abluftlöcher mit einem Durchmesser von 2 bis 3 mm – entscheidend für die Reduzierung der Porosität. |
| Werkzeuge | – Schmelzen: Kleiner Elektroofen (500-1000W) oder mit Koks befeuerter Tiegel- Druckbeaufschlagung: Modifiziertes Spindelhubgetriebe (5-10 KN -Kapazität) oder Hebeldrücken- Sicherheit: Hitzebeständige Handschuhe, Gesichtsschutz, Trockenpulver-Feuerlöscher | – Vermeiden Sie Propangasbrenner zum Schmelzen: Ungleichmäßig heizen, zunehmende Oxidbildung.- Wickeln Sie den Tiegel mit Asbestband ein, um die Wärme zu speichern (verkürzt die Wiederschmelzzeit). |
| Hilfsmittel | – Trennmittel: Graphitpulver + Maschinenöl (1:3 Verhältnis) oder Zinkoxidlösung- Reinigung: Drahtbürsten (zur Entfernung von Schimmeloxiden), Aceton (zum Entfetten) | – Testen Sie das Trennmittel zunächst an einer Restform: Zu dick führt zu Oberflächenfehlern; zu dünn führt zum Verkleben. |
2.2 Phase 2: Schimmelvorbehandlung (Verhindert Anhaften & Schwindung)
Die Formvorbereitung ist der am häufigsten übersehene Schritt – das Sparen hier führt dazu 60% von einfachen Druckgussfehlern. Befolgen Sie diese drei Schritte:
- Gründliche Reinigung: Entfernen Sie Oxidablagerungen mit einer Drahtbürste aus dem Hohlraum, Anschließend mit Aceton abwischen, um Ölflecken zu entfernen. Schon eine kleine Menge Öl verbrennt beim Gießen, Porosität erzeugen.
- Vorheizen: Erhitzen Sie die Form auf 150–200 °C (Verwenden Sie zur Überwachung einen Propanbrenner mit einer Temperaturpistole). Kalte Formen führen dazu, dass geschmolzenes Metall zu schnell erstarrt, was zu Schrumpfung und Unterfüllung führt.
- Trennmittelanwendung: Eine dünne Schicht Trennmittel aufsprühen oder aufpinseln (0.1-0.2mm dick) auf der Hohlraumoberfläche. Lass es trocken für 2-3 Minuten – dies bildet eine Barriere zwischen Metall und Form, Haftung verhindern.
2.3 Phase 3: Schmelzen & Gießen (Kontrolltemperatur & Geschwindigkeit)
Ziel ist es, die Metallschmelze reibungslos in die Form zu bringen, mit minimaler Oxidation:
- Melting Temperature Control:
- Zinklegierungen (Lädt 3): 400-420° C (look for a bright, clear liquid—no dark oxides).
- Aluminiumlegierungen (ADC12): 720-760° C (liquid turns bright silver; stir with a steel rod to remove floating impurities).
- Use a digital thermometer to monitor temperature—overheating (Z.B., >800°C for aluminum) increases oxide formation; underheating causes poor fluidity.
- Gießentechnik:
- Tilt the crucible and pour the metal slowly along the mold’s side wall (not directly into the cavity). This avoids splashing (which creates air bubbles) and protects the mold’s core (wenn verwendet).
- Hören Sie auf zu gießen, wenn der Metallspiegel die Überlaufrille erreicht (Lassen Sie 1-2 mm Platz zum Schrumpfen). Bei Überfüllung kommt es zu Graten (überschüssiges Material) das ist schwer zu trimmen.
2.4 Phase 4: Druckbeaufschlagung & Kühlung (Reduziert die Porosität)
Der leichte Druck beim einfachen Druckguss ist der Schlüssel zur Verbesserung der Teilequalität – befolgen Sie diese Regeln:
- Timing: Üben Sie Druck aus unmittelbar nach dem Gießen (innerhalb 5-10 Sekunden). Verzögerungen führen dazu, dass das Metall zu erstarren beginnt, Druck unwirksam machen.
- Druckanwendung: Zum Auftragen ein Spindelhubgetriebe verwenden 5-10 kN Kraft (je nach Teilegröße anpassen: 5 kN für Kleinteile <100G, 10 kN für größere Teile <500G). Halten Sie den Druck aufrecht 5-10 Minuten – dadurch werden Luftspalte komprimiert und sichergestellt, dass das Metall alle Hohlraumdetails ausfüllt.
- Kühlung: Lassen Sie das Teil unter Druck abkühlen, bis die Oberflächentemperatur der Form auf sinkt <100° C (mit Handschuhen berührbar). Durch die plötzliche Druckentlastung dehnt sich das Teil aus, innere Risse entstehen.
2.5 Phase 5: Entformen & Nachbearbeitung (Beendet das Teil)
Durch schonende Entformung und Grundbearbeitung werden Rohgussteile zu Funktionsteilen:
- Entformen: Klopfen Sie mit einem weichen Hammer auf die Rückseite der Form (Messing oder Gummi) um das Teil zu lösen. Wenn es bleibt, Setzen Sie einen Kunststoffkeil ein (Kein Metall – vermeidet Schimmelschäden) in die Trennfuge einführen und vorsichtig abhebeln.
- Trimmen: Use a hacksaw or angle grinder to cut off the gate (the metal channel connecting the part to the overflow). File sharp edges with 120# Sandpapier.
- Glättung: Sand the part with 120# → 240# → 400# sandpaper to reduce roughness from Ra 12.5 μm bis ra 6.3 μm. Für dekorative Teile, apply a metal polish (Z.B., Brasso) for a shine.
- Stressabbau (Optional): Heat small aluminum parts to 200-250°C for 30 Minuten, then let them cool naturally. This eliminates internal stress caused by uneven cooling.
3. Häufige Probleme & Bewährte Lösungen (Leitfaden zur Fehlerbehebung)
Auch bei sorgfältiger Vorbereitung, Es können Mängel auftreten. In der folgenden Tabelle wird a verwendet problem-cause-solution structure to help you fix issues quickly:
| Defekttyp | Hauptursachen | Schritt-für-Schritt-Lösungen |
| Porosität (Honeycomb Holes) | 1. Schlechter Auspuff (blocked 2-3mm holes)2. Fast pouring (fängt Luft ein)3. Mold too cold (causes rapid solidification) | 1. Ream exhaust holes with a 2.5mm drill bit to remove blockages.2. Slow pouring speed to 0.1-0.2 L/min (use a small ladle to control flow).3. Increase mold preheating temperature by 30-50°C (Z.B., from 150°C to 180°C). |
| Unterbesetzung (Unvollständige Füllung) | 1. Metal temperature too low (low fluidity)2. No overflow groove (no room for shrinkage)3. Narrow gate (restricts flow) | 1. Raise melting temperature by 20-30°C (Z.B., ADC12 from 720°C to 750°C).2. Add a 5mm-wide overflow groove to the mold’s highest point.3. Widen the gate from 3mm to 5mm (use a file for small adjustments). |
| Schimmel bleibt hängen | 1. Insufficient release agent2. Mold not cleaned (residual oxide scales)3. Demolded too early (metal still soft) | 1. Apply a second thin layer of release agent (Graphit + Öl) and let dry.2. Scrub the cavity with a wire brush and acetone to remove residues.3. Extend cooling time by 2-3 Minuten (wait until mold surface is <80° C). |
| Dimensional Deviation (Too Big/Small) | 1. Mold thermal expansion (steel expands when hot)2. No shrinkage allowance (metal shrinks when cooling)3. Uneven pressure (distorts the part) | 1. Switch to cast iron mold (geringere Wärmeausdehnung: 10.8×10⁻⁶/°C vs. steel’s 13×10⁻⁶/°C).2. Hinzufügen 1.5-2% shrinkage allowance to the mold design (Z.B., 100mm part → 102mm cavity).3. Use a torque wrench to apply even pressure (Z.B., 20 N·m for screw jacks). |
4. Praktische Anwendungen: Wo einfacher Druckguss glänzt
Simple die casting isn’t for mass production—but it’s invaluable for four key scenarios. Dieser Abschnitt verwendet Fallbeispiele to illustrate its real-world value:
4.1 Prototypentwicklung (Schnelle Designvalidierung)
Small product teams often need functional prototypes to test fit, fühlen, and assembly—simple die casting delivers this in hours, keine Wochen.
Beispiel: A startup developing a small electric tool needed a prototype aluminum motor housing. Using simple die casting:
- Schimmel: 20mm steel plate, wire-cut cavity (kosten: $300).
- Material: Recycled ADC12 aluminum (kosten: $20).
- Ergebnis: First prototype ready in 3 Std.; tested assembly with other parts, identified a 2mm misalignment in the mounting hole—fixed the mold and made a revised prototype the same day.
Kosteneinsparungen: vs. 3D Druck (SLS aluminum: \(500/Prototyp) or industrial die casting (die cost: \)10,000)—saved 90%+ Bei Prototypkosten.
4.2 Pädagogische Demonstrationen (Praktisches Lernen)
Schools and training centers use simple die casting to teach metal solidification principles—students see casting in action, not just read about it.
Aufstellen: Use Wood’s metal (melts in hot water, 70° C) and a plastic mold (sicher für Anfänger). Students pour the molten metal, apply light pressure, and watch it solidify—learning about shrinkage, exhaust, and release agents firsthand.
Nutzen: 80% of students report better understanding of casting vs. textbook learning (per a 2023 engineering education study).
4.3 Notfallwartung (Reparaturen vor Ort)
In remote areas or during equipment breakdowns, simple die casting can repair worn parts quickly—avoiding costly downtime.
Beispiel: A farm’s tractor gearbox had a worn brass bearing housing. Using simple die casting:
- Schimmel: Sand mold (made on-site with sand + Wasser + clay, kosten: $5).
- Material: Melted old brass fittings (kosten: $15).
- Ergebnis: Repaired housing installed in 4 hours—tractor back in use the same day. Industrial repair would have taken 3 days and cost $1,000+.
4.4 Künstlerisches Casting (Kundenspezifische Metallkunst)
Artists use simple die casting (combined with lost-wax techniques) to create unique metal sculptures—retaining handmade details industrial processes can’t replicate.
Verfahren: 1. Carve a wax sculpture. 2. Make a sand mold around it. 3. Melt bronze or copper (using a small furnace). 4. Pour into the mold, apply light pressure. 5. Break the mold to reveal the sculpture.
Beispiel: A metal artist created 5 limited-edition copper bowls using this method—each sold for \(500, with total material cost <\)100.
5. Kosten & Effizienzanalyse (Lohnt es sich??)
Simple die casting’s biggest appeal is its low cost—but it’s important to understand its efficiency limits. Unten ist ein real-world cost breakdown for a 100-part run of small aluminum brackets (50g each):
| Kostenkategorie | Einzelheiten | Gesamtkosten (100 Teile) | Kosten pro Teil |
| Materialien | Recycled ADC12 aluminum: \(2/kg × 5kg (100 parts × 50g) = \)10 | $10 | $0.10 |
| Schimmel | Steel plate (20mm × 100mm × 100mm): \(50; wire cutting: \)150 | $200 | $2.00 |
| Werkzeuge | Kleiner Elektroofen (rented: $20/Tag), screw jack (already owned) | $20 | $0.20 |
| Arbeit | 8 Stunden insgesamt (prep, Schmelzen, gießen, fertig): $25/Stunde | $200 | $2.00 |
| Gesamt | – | $430 | $4.30 |
Wichtige Erkenntnisse zur Effizienz:
- Geschwindigkeit: 100 parts take 1-2 Tage (vs. industrial die casting’s 1-2 hours—but industrial setup takes months).
- Skalierbarkeit: Not for runs >500 parts—mold wear and manual labor make it inefficient.
- Kosten vs. Alternativen: Cheaper than 3D printing (\(10-20/Teil) or industrial die casting (die cost alone \)50,000+), but more expensive than mass-produced parts ($0.50-1/Teil).
6. Die Perspektive von Yigu Technology zum einfachen Druckguss
Bei Yigu Technology, we see simple die casting as a “gateway technology”—it makes casting accessible to small teams, Studenten, and enthusiasts who can’t afford industrial equipment. Zu oft, people dismiss it as “amateur,” but its value lies in speed and flexibility, not precision.
We recommend simple die casting for: 1. Prototypen im Frühstadium (validate designs before investing in industrial dies). 2. Low-volume custom parts (1-100 Einheiten). 3. Educational or emergency scenarios. For clients transitioning to mass production, Wir helfen ihnen, einfache Druckguss-Prototypen zu verwenden, um Designs zu verfeinern und so die Kosten für die Revision industrieller Formen zu senken 40%.
Wir empfehlen außerdem, sich auf die Materialauswahl zu konzentrieren: Beginnen Sie mit Zinklegierungen (leicht zu schmelzen, niedrige Fehlerquote) bevor ich auf Aluminium umsteige. Und legen Sie stets Wert auf Sicherheit – selbst beim einfachen Gießen handelt es sich um heißes Metall, also richtig