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Druckguss eignet sich am besten, wenn Sie mehrere gleiche Teile brauchen und wenn Sie einen Funktionsprototyp benötigen, der dem späteren Serienteil entspricht. CNC-Fräsen aus einem Metallblock eignet sich am besten bei ganz wenigen Teilen und bei einem Design, das sich noch von Tag zu Tag ändert.
Im Folgenden gehen wir durch, welche Vorteile die beiden Verfahren haben, worin sie sich unterscheiden und was sie für Stückpreis, Konstruktion und Materialverbrauch bedeuten, damit Sie die Entscheidung für Ihr eigenes Bauteil besser treffen können.
Die Stückzahl gibt in den meisten Fällen den Ausschlag. Brauchen Sie nur ganz wenige Teile, ist CNC-Fräsen am günstigsten. Brauchen Sie mehrere gleiche Teile, wird Druckguss pro Teile günstiger, weil das Werkzeug eine einmalige Investition ist, die sich genau auf die benötigte Stückzahl auslegen lässt.
Druckguss füllt ein Werkzeug mit geschmolzenem Leichtmetall, während das Fräsen aus dem Vollen, wie der Name schon sagt, ein Teil aus einem Metallblock herausfräst.
Beim Druckguss wird geschmolzenes Metall unter sehr hohem Druck in ein Stahlwerkzeug gepresst. Das Metall füllt die Werkzeugkavität und erstarrt, bevor das Werkzeug öffnet. Nach dem Gießen muss das Teil meist nachbearbeitet werden, bevor es lieferfertig ist. Dazu gehören zum Beispiel:
CNC-Fräsen ist ein spanendes Verfahren. Das Material wird von einem massiven Metallblock abgetragen, bis das Teil seine endgültige Form hat. Auch ein aus dem Vollen gefrästes Metallteil durchläuft Nachbearbeitungsschritte wie das Entgraten durch Trowalisieren und verschiedene Oberflächenbehandlungen.
Der Stückpreis sinkt bei beiden Fertigungsverfahren, beim Druckguss aber deutlich schneller.
Beim CNC-Fräsen braucht die Maschine für jedes Teil gleich lang. Was sinkt, sind die Kosten für Rüsten und Programmierung, die sich auf alle gefertigten Teile verteilen. Das Teil wird mit steigender Stückzahl also günstiger, aber nur bis zu einem bestimmten Punkt.
Beim Druckguss steckt der große Kostenblock im Werkzeug. Das Werkzeug ist eine einmalige Investition, und je mehr Teile es gießt, desto weniger kostet es pro Teil. Deshalb sinkt der Stückpreis weiter. Ab einer bestimmten Stückzahl wird Druckguss damit günstiger als CNC-Fräsen, auch wenn der Werkzeugpreis hoch ist.
Auch ein frühes vorvergütetes Prototypenwerkzeug spart Geld. Je früher Sie einen Funktionsprototyp haben, desto mehr Designänderungen schaffen Sie noch im Prototypenwerkzeug, bevor das Serienwerkzeug gebaut wird, an dem Änderungen deutlich teurer sind. Das Serienwerkzeug ist gehärtet, sodass jede Änderung Senkerodieren, Auftragschweißen, Bearbeiten und erneutes Härten erfordert. Gleichzeitig steht die Produktion still, solange das Werkzeug aus der Maschine ist.
Druckguss kann komplexe Teile mit geringen Wanddicken und Details wie Rippen herstellen, während sich CNC-Fräsen für Teile eignet, bei denen die Wanddicke variiert und tief ins Material gefräst werden muss.
Beim Druckguss bestimmt das Werkzeug die Form des Teils. Wanddicken bis hinab zu etwa 1 mm erfordern hohen Druck, hohe Geschwindigkeit und ein Werkzeug, das genau dafür ausgelegt ist. Außerdem muss sich ein Druckgussteil entformen lassen, woraus sich einige Anforderungen an die Konstruktion ergeben:
Die Anforderungen sind in unserem Konstruktionsleitfaden beschrieben, der die optimale Gestaltung von Druckgussteilen behandelt.
Beim CNC-Fräsen bestimmen der Fräser und die Programmierung die Form des Teils. Weil der Fräser rund ist, haben Innenecken immer einen Radius. Dafür kann die Wanddicke frei variieren, und das Teil kann senkrechte Wände und scharfe Außenkanten haben.
Beide Verfahren können dieselbe Konstruktion umsetzen, solange das Teil verhältnismäßig einfach ist. Bei höheren Stückzahlen werden sie oft kombiniert: Das Teil wird im Druckguss gefertigt, und die toleranzkritischen Flächen werden anschließend CNC-gefräst.
CNC-Fräsen verbraucht mehr Material pro Teil. Oft wird mehr als die Hälfte des Metallblocks zu Spänen. Die Späne lassen sich recyceln, sind aber mit Kühlschmierstoff verunreinigt und müssen gereinigt werden, bevor sie umgeschmolzen werden können. Hinzu kommt, dass Sie den ganzen Block bezahlen, auch das Material, das weggefräst wird.
Auch beim Druckguss fällt überschüssiges Material an. Anguss, Angusskanäle und Überläufe füllen sich bei jedem Schuss. Dieses Metall ist sauber, sodass es umgeschmolzen und wiederverwendet wird.
Die Wahl hängt davon ab, wo Sie in der Entwicklung stehen: ob Sie eine Handvoll schneller Prototypen oder mehrere Funktionsprototypen brauchen, oder ob Sie bereit für Kleinserien sind und die Stückzahlen so hoch sind, dass Druckguss wirtschaftlich mehr Sinn ergibt.
Idé-Pro ist spezialisiert auf Druckguss und Werkzeugbau. Die Werkzeuge sind für Prototypen und Kleinserien ausgelegt. Wir helfen Ihnen einzuschätzen, wann Ihr Teil bereit zum Gießen ist. Kontaktieren Sie Idé-Pro noch heute, dann sehen wir uns Ihr Teil gemeinsam an.
Druckgussprototypen werden in 5 bis 8 Wochen ab Erhalt der fertigen 3D-Datei geliefert. Größere und komplexere Teile brauchen 12 bis 14 Wochen, während die ersten Teile mit dem Fast Track von Idé-Pro je nach Größe und Komplexität in 3 bis 5 Wochen bereitstehen. Werkzeugbau und Produktion befinden sich am selben Standort in Skive, was für einen flexiblen Prozess sorgt und die Transportzeit kurz hält.
Nein, die Konstruktion muss in der Regel zuerst angepasst werden. Ein für das Fräsen aus dem Vollen konstruiertes Teil kann Geometrien haben, die das Entformen verhindern. Für den Druckguss sind mindestens Entformungsschrägen erforderlich, damit sich das Teil aus dem Werkzeug lösen lässt.
Nicht ganz. Das gegossene Teil bildet eine dichte Gusshaut, wenn das Metall gegen das Werkzeug erstarrt, während das gefräste Teil das gleichmäßige Gefüge des Metallblocks durchgehend behält. Ein als gefräster Prototyp validiertes Teil kann sich daher anders verhalten, wenn es gegossen wird. Genau deshalb lohnt es sich, einen Funktionsprototyp im richtigen Verfahren fertigen zu lassen, bevor das Serienwerkzeug gebaut wird.