Gigacasting gestaltet viele gestanzte, geschweißte oder zusammengebaute Teile zu einem größeren Guss um. Weniger Teile und Verbindungen konzentrieren auch das Herstellungsrisiko in einer einzigen Komponente: Konstruktionsänderungen, Werkzeugbau, Pressanpassung, Füllung, Verfestigung, Verformung, Reparatur und Ausschuss werden folgenreicher.
Der hintere Unterboden des Tesla Model Y ist ein bekanntes Beispiel, bei dem eine Struktur aus mehr als 70 gestanzten und geschweißten Teilen in einem großen Gussstück zusammengefasst ist. Aufgrund dieser Risikokonzentration müssen Geometrie, Bearbeitung und Montage frühzeitig in der Entwicklung schnell validiert werden.
Gedruckte Sandformen können während dieser Entwicklung einen flexiblen Gussweg bieten, sie erzeugen jedoch nicht die Metallformen, die für den Hochdruckguss in großen Mengen verwendet werden. Druck, Abkühlgeschwindigkeit, Oberfläche, Mikrostruktur, Dimensionsfähigkeit und Zykluszeit sind unterschiedlich.
Drei Konzepte, die getrennt bleiben müssen
3D-gedruckte Sandform
Ein 3D-Druck durch selektives Aufspritzen von Bindemittel auf eine Pulvermaschine verteilt Sand und lagert selektiv Bindemittel ab, um eine Einweg-Sandform oder einen Einweg-Sandkern herzustellen. Es eignet sich für werkzeuglose, kleinvolumige und komplexe Arbeiten.
Sandguss
Geschmolzenes Metall füllt eine Sandform unter Schwerkraft oder unter unterstützten Bedingungen. Nach dem Abkühlen zerbricht die Form. Große komplexe Teile sind möglich, Oberfläche, Toleranz, Wandstärke und Mikrostruktur unterscheiden sich jedoch vom Hochdruck-Druckguss.
Hochdruck-Gigacasting
Eine sehr große Druckgussmaschine spritzt Metall mit hoher Geschwindigkeit und hohem Druck in eine Präzisionsmetallform, um eine schnelle Wiederholungsproduktion zu ermöglichen. Kühlung, Auswurf und Werkzeugstandzeit sind in die Matrize integriert. Bedruckter Sand kann ihn nicht ersetzen.
Entwicklungsaufgaben für bedruckten Sand
Verpackung und Montage
Ein sandgegossenes Metallteil in der Nähe der Zielhülle kann den Fahrzeugraum, die Bearbeitungsdaten und den Zusammenbau überprüfen. Identifizieren Sie die vom Prototypenprozess beeinflussten Abmessungen.
Vergleich von Designkonzepten
Vor dem Einfrieren des Designs können Rippen, Wände, Verbindungen und lokale Details in der Datei überarbeitet und neu gegossen werden, ohne dass ein großes Gesenk wiederholt geändert werden muss.
Machbarkeit von Guss und Bearbeitung
Ein Versuch kann Füllungs-, Verformungs-, Befestigungs- und Inspektionsrisiken aufdecken. Da sich Sand und Druckguss unterschiedlich füllen und abkühlen, können sie Druckgusssimulationen und Gussversuche nicht ersetzen.
Showteile und limitierte Brückenteile
Bevor die Produktionswerkzeuge bereit sind, kann der Sandguss Ausstellungs-, Montage- oder ausgewählte Validierungsteile liefern. Das Programmqualitätsteam muss jede straßen- oder sicherheitsrelevante Nutzung genehmigen.
Weitere Informationen zum breiteren Arbeitsablauf finden Sie unter Automobilprototypen und Kleinserienguss.
Was es nicht ersetzen kann
Gedruckter Sand kann die Produktionszykluszeit des Druckgusses, die Lebensdauer der Form, das Sprühen und Ablösen, die Vakuumleistung, die Schussparameter oder das thermische Gleichgewicht nicht validieren und er kann die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften des Druckgusses nicht automatisch reproduzieren. Eine große druckbare Form erfordert noch eine technische Handhabung, Montage, Ausgießung und Maßkontrolle.
Anstatt zu sagen, dass beim 3D-Druck durch selektives Aufspritzen von Bindemittel auf Pulver direkt ein großes Automobil-Chassisteil hergestellt wird, sagen Sie präzise, dass dabei die Sandform erstellt wird, die zum Gießen eines Entwicklungsteils verwendet wird. Weitere Beispiele finden Sie in unserem Leitfaden für Automobilanwendungen.
Übergang zu Produktionswerkzeugen
- Ist die Geometrie- und Schnittstellendefinition eingefroren?
- Welche technischen Fragen haben die Sandgussversuche beantwortet?
- Welche Eigenschaften müssen in einem Produktionsmuster aus Druckguss bestätigt werden?
- Wie sieht der Zeitplan für die Gestaltung, den Bau und die Tests aus?
- Wie bleiben Prototypen- und Produktionsdaten und -berichte voneinander getrennt?
- Wie werden Designänderungen in beiden Prozessen synchronisiert?
Nachdem das Produktionswerkzeug aktiv ist, kann der gedruckte Sand weiterhin unabhängige Studien, Reparaturkonzepte und Derivate in kleinen Stückzahlen unterstützen, ohne die formelle Produktionsänderungskontrolle zu umgehen.
Sehen Sie sich den gesamten Sandform- und Kernprozess an. Der SJ-1200 produziert Formen und Kerne, keine Druckgussformen. Geben Sie für einen großen Entwicklungsguss die Teilehülle, die Legierung, die Menge und das Validierungsziel an. Die Hybridproduktion wird in unserem entsprechenden Leitfaden behandelt.
Häufig gestellte Fragen
Kann eine gedruckte Sandform eine Druckgussform ersetzen?
Nein. Eine Sandform ist wegwerfbar; Bei einer Matrize handelt es sich um ein Metallwerkzeug für wiederholte thermische Hochgeschwindigkeitszyklen mit hohem Druck.
Welchen Platz hat der Sanddruck in der Gigacasting-Entwicklung?
Bevor die große Form eingefroren wird, kann sie einige Sandgussteile für die Verpackung, Montage, Bearbeitung und ausgewählte Design-Risikoprüfungen bereitstellen.
Kann es einen einteiligen Unterboden validieren?
Es kann einige geometrische und funktionale Fragen beantworten. Oberfläche, Toleranz, Mikrostruktur und Leistung unterscheiden sich, sodass Produktions- und Sicherheitsschlussfolgerungen den angestrebten Druckgussprozess erfordern.
Wie unterscheiden sich Sandguss und Druckguss?
Fülldruck, Kühlung, Formmaterial und Endbearbeitung unterscheiden sich und wirken sich auf Toleranz, Oberfläche, Mindestwand, Porosität und mechanisches Verhalten aus.
Wann sollte ein Projekt auf Produktionswerkzeuge umgestellt werden?
Wenn die Geometrie im Wesentlichen eingefroren ist, wurden große Risiken angegangen und Volumen- und Geschäftspläne sind klar, das angestrebte Produktionswerkzeug wird fertiggestellt und wichtige Eigenschaften werden erneut validiert.