Druckgussformdesign: Beherrschung des Angusssystems und der Einspritzsteuerung

In den beiden vorherigen Artikeln haben wir das "metronome" – das Kühlsystem – und den "atmungskanal" – das Entlüftungssystem – der Form analysiert. Wir haben die ideale thermische Umgebung für die Verfestigung geschaffen und den Weg für das Entweichen von Gas frei gemacht.

Der Erfolg dieser Vorbereitungen hängt jedoch vollständig vom letzten, komplexesten und kritischsten Element ab: dem Angusssystem. Es ist die Präzisionsstraße, die das geschmolzene Metall in die Kavität leitet, und seine Konstruktion bestimmt den Erfolg des Füllvorgangs und die endgültige Qualität des Gussteils.

Teil III: Das Angusssystem – Die "Präzisionsautobahn" für geschmolzenes Metall

Das Angusssystem bezeichnet das gesamte Netzwerk von Kanälen, durch die das geschmolzene Metall fließt, von der Gießkammer der Maschine bis zur Formhöhlung. Sein Hauptziel besteht darin, die Formhöhlung in kürzester Zeit vollständig, stabil, geordnet und kontrolliert zu füllen und gleichzeitig Fehler wie Turbulenzen, Gaseinschlüsse, Formerosion und vorzeitige Erstarrung zu vermeiden.

1. Wichtige Designüberlegungen

• --Runner-Systemdesign:Der Angusskanal ist die Hauptader, die die Schusskammer mit den Anschnitten verbindet. Seine Konstruktion orientiert sich am Prinzip der Minimierung von Druck und Wärmeverlust. Ein gut konstruierter Angusskanal hat typischerweise einen trapezförmigen Querschnitt für ein besseres Verhältnis von Oberfläche zu Volumen, sanfte Bogenübergänge an allen Windungen zur Vermeidung von Turbulenzen und einen allmählich abnehmenden Querschnitt, um den Druck aufrechtzuerhalten und den Fluss zu den Anschnitten zu beschleunigen.

• --In-Gate-Design:Der Anguss ist das letzte Ventil, bevor das Metall in die Kavität gelangt, und ist der technisch anspruchsvollste Teil der Angusssystemkonstruktion.

• Standort:Die Position des Angusses ist eine strategische Entscheidung, die das gesamte Füllmuster bestimmt. Er sollte so positioniert werden, dass zuerst die dicksten Bereiche des Teils versorgt werden, ein direkter Aufprall auf empfindliche Kerne vermieden wird und eine einzige, kontinuierliche Strömungsfront entsteht, die das Gas vor sich her in Richtung der Entlüftungsöffnungen und Überläufe drückt.

• Größe und Geschwindigkeit:Der Querschnitt des Angusses wird präzise berechnet. Er muss klein genug sein, um das Metall auf eine sehr hohe Geschwindigkeit (30–60 m/s) zu beschleunigen, aber groß genug, um vorzeitiges Einfrieren oder übermäßige Scherung zu vermeiden. Die Angussgeschwindigkeit ist der wichtigste berechnete Parameter bei der Konstruktion von Angusssystemen.

• --Die Rolle der Simulation:Bei komplexen Teilen ist die Perfektionierung des Angusssystems allein durch Erfahrung unzuverlässig. Moderne, hochwertige Druckgussformen basieren allgemein auf CAE-Simulationen. Mold Flow Analysis-Software (wie MAGMASOFT oder FLOW-3D) ermöglicht es Konstrukteuren, den Füllvorgang, Temperaturänderungen und potenzielle Defekte zu visualisieren und das Angusssystem vor dem Stahlschneiden digital zu optimieren.

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2. Die Synergie zwischen Formdesign und Leistung der Druckgussmaschine

Ein perfekt konzipiertes Angusssystem ist nur eine statische Blaupause. Die Umsetzung dieser Blaupause hängt ganz von der dynamischen Leistung der Druckgussmaschine ab. Eine exzellente Form erfordert eine exzellente Maschine.

• --Die Kernsynergie: Präzise Nachbildung der Einspritzleistung

• Das gesamte Angusssystem ist mathematisch so ausgelegt, dass es mit einer bestimmten Füllgeschwindigkeit und einem bestimmten Druckprofil funktioniert. Eine brillante Form wird versagen, wenn dieDruckgussmaschineDieses Profil kann nicht präzise und wiederholbar geliefert werden. Das Einspritzsteuerungssystem der Maschine ist der Motor, der die Form antreibt.Druckgussmaschinen von DASEONsind mit fortschrittlichen Echtzeit-Einspritzregelungssystemen ausgestattet. Diese Technologie stellt sicher, dass die tatsächliche Einspritzkurve jedes Schusses perfekt mit der eingestellten Zielkurve übereinstimmt. Diese hohe Wiederholpräzision garantiert das Erreichen der berechneten Angussgeschwindigkeit, minimiert Turbulenzen und gewährleistet eine gleichbleibende Teilequalität, die den Grundstein für eine hochwertige Produktion in großen Stückzahlen bildet.

• --Die Druckgussmaschine als Diagnosewerkzeug

• Darüber hinaus ermöglicht das intelligente Steuerungssystem von DASEON die Echtzeitüberwachung und -anzeige der gesamten Einspritzkurve. Ein erfahrener Prozessingenieur kann die feinen Abweichungen in dieser Kurve (z. B. Druckspitzenzeitpunkt, Geschwindigkeitsschaltpunkte) analysieren, um potenzielle Probleme im Angusssystem zu diagnostizieren, wie z. B. ein vorzeitiges Einfrieren des Angusses oder eine Verstopfung des Angusskanals. Dadurch wird die Druckgussmaschine von einer einfachen Presse zu einem intelligenten Partner für die Prozessoptimierung.

Abschluss der Serie

In dieser dreiteiligen Serie werden die Lebensadern von Kühlung, Entlüftung und Anguss beleuchtet. Es wird deutlich, dass es sich nicht um isolierte Systeme handelt, sondern um ein zusammenhängendes, einheitliches Ganzes. Ein erfolgreiches Werkzeug ist das Ergebnis wissenschaftlicher Prinzipien, umfassender Ingenieurerfahrung und moderner digitaler Werkzeuge wie der Mold Flow Analysis.

Wichtiger noch ist die untrennbare Synergie zwischen Form und Maschine. Nur durch die Kombination eines fachmännischen Druckgussformdesigns mit einer modernen Druckgussmaschine mit hochpräziser Einspritzsteuerung kann das volle Potenzial des Designs ausgeschöpft werden. Diese Kombination bildet die wahre Grundlage für modernen, hochwertigen Druckguss.