Für bestimmte Anwendungen ist die Materialbeschaffenheit im Hinblick auf mechanische und physikalische Eigenschaften eine wesentliche Voraussetzung. Der Grund können entweder die rauen Umgebungsbedingungen oder die tatsächliche Art der Anwendung sein. Dennoch muss das Produkt eine erstklassige Qualität aufweisen. Beim Schleuderguss handelt es sich um eine Reihe von Gießtechniken, die eine erstklassige Qualität der Produkte gewährleisten und die besten Gesamtergebnisse liefern.
Im folgenden Text wird kurz erläutert, was diese Gießmethode ist und welche Vorteile sie für die Industrie bietet.
Was ist Schleuderguss?
Der Begriff beschreibt eine Reihe von Gießprozessen und -techniken, die auf während der Drehung erzeugten Kräften (Zentrifugalkräften) beruhen, um das vorhandene Metall an die äußere Grenze der runden Formen zu verteilen. Die Zentrifugalkräfte halten das geschmolzene Metall lange genug am Rand, damit es erstarrt und schließlich selbst unter härtesten Bedingungen ein hochwertiges Material darstellt.
Unter den härtesten Bedingungen in der Branche ist es von entscheidender Bedeutung, dass die von Ihnen verwendete Komponente oder das von Ihnen verwendete Teil die höchste Qualität aufweist. Jeder inhärente Fehler sowohl im Design als auch im Prozess würde zu Fehlern während der Anwendung führen und eine Vielzahl von Problemen verursachen.
Warum ist Schleuderguss wichtig?
Das Schleudergussverfahren würde höchste Qualität liefern, ohne die Kosten oder andere Verarbeitungsanforderungen in die Höhe zu treiben. Betrachten Sie das Beispiel von Anwendungen in der Schifffahrt und in der Luft- und Raumfahrt, um zu verstehen, wie hart diese Bedingungen sein können.
In beiden Fällen liegt die Grundvoraussetzung in der Gesamtqualität des Materials. Die Meeresumgebung ist extrem rau und weist zahlreiche korrosive Elemente wie verschüttetes Öl und andere Ablagerungen auf. Da es sich um die äußere Umgebung handelt, beschleunigen die von der Sonne ausgehenden UV-Strahlen den Korrosionsprozess zusätzlich. Ebenso erfordern Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt im Allgemeinen, dass das Material extrem hohen Temperaturen und Geschwindigkeiten standhält.
In beiden Fällen müssen die Materialeigenschaften des Materials von höchster Qualität sein. Von der Beschaffung bis zum Prozess muss jeder einzelne Schritt sicherstellen, dass die Gesamteigenschaften des Materials für die Anwendung geeignet sind. Dafür benötigen Sie qualitativ hochwertige Prozesse.
Das Funktionsprinzip des Schleudergusses
Der Schleudergussprozess beginnt damit, dass flüssiges Metall in eine rotierende Hochtemperaturform gefüllt wird. Abhängig von den detaillierten Spezifikationen des Designs kann sich die Matrize entweder auf einem vertikalen oder flachen Drehpunkt befinden.
Während des Prozesses verteilt die Zentrifugalkraft das flüssige Metall in der Form unter Druck, der sich in Richtung eines Vielfachen der Schwerkraft bewegt. Dieser ausgeübte Druck stellt sicher, dass keine Risse oder andere mikroskopische und makroskopische Fehler entstehen. Dies ist dem regulären sehr ähnlich Druckgussverfahren Dabei verringert der ausgeübte Druck die Gesamtfehler im Produkt.
Während sich die Matrize füllt, wird das dickere flüssige Metall auf die Masse der Drehmatrize gedrückt. Darüber hinaus schreitet die gerichtete Zementierung des gesunden Metalls vom Außendurchmesser zum Widerstand voran, während das weniger dicke Material zusammen mit Verunreinigungen zum Außendurchmesser schwimmt.
Sobald die Erstarrung abgeschlossen ist, wird das komplette Teil aus der Form entnommen und die verbleibenden Abnutzungen an den Rändern des Teils werden durch den Bearbeitungsprozess entfernt. Somit erhalten Sie ein hochwertiges Material ohne innere Hohlräume oder Luftblasen.
Hier ist eine einfache Aufschlüsselung des grundlegenden Schleudergussverfahrens, wenn Ihre Form fertig ist.
- Der Anfang ist wie jeder andere AuswahlprozessDabei erhitzt man das Metall über seinen Schmelzpunkt hinaus
- Der zweite Schritt besteht darin, die Form zu drehen, um sie für das Gießen vorzubereiten. Im Allgemeinen liegt die Drehzahl zwischen 300 und 3000 U/min. Die tatsächliche Anzahl hängt jedoch von den Besonderheiten des Projekts ab.
- Der nächste Schritt beginnt mit dem Gießen. Dies ist ein relativ einfacher Vorgang, da keine besondere Vorbereitung erforderlich ist. Allerdings ist Vorsicht geboten, da der Vorgang bei rotierender Form stattfindet.
- Sobald das Ausgießen abgeschlossen ist, startet automatisch der nächste Schritt. Die Rotation erleichtert den Abkühlvorgang, erzeugt jedoch genügend Druck in der Form, um sicherzustellen, dass beim Gießvorgang keine Fehler auftreten.
- Nach dem Abkühlen erfolgt der nächste Schritt ähnlich wie bei jedem Gussprozess. Sie müssen lediglich die Form von der Walze entfernen und das Material aus dem Gussstück entnehmen.
- Verfeinern Sie abschließend das Endprodukt. Die Zentrifugalrotation drückt die Verunreinigungen im Material an die Kanten und Sie können sie bearbeiten, um die gewünschte Qualität zu erzielen.
Zwei Arten von Schleudergussmaschinen
Für jemanden, der mit dem Konzept noch nicht vertraut ist, besteht der erste Punkt der Verwirrung in der Art der Maschine und der Einrichtung. Generell haben Sie die Möglichkeit, sich entweder für eine vertikale oder eine horizontale Maschine zu entscheiden. Das Grundprinzip des Schleudergussverfahrens bleibt dasselbe und der grundlegende Unterschied liegt in der Rotationsachse. Allerdings bringen beide Maschinentypen gewisse Vor- und Nachteile mit sich. Daher ist es wichtig, alle Details zu kennen, bevor Sie eine Entscheidung treffen.
Vertikale Gießmaschine
Wie der Name schon sagt, arbeiten die vertikalen Schleudergussmaschinen auf der vertikalen Achse, wobei sich die Form um die y-Achse dreht.
Die Ausrichtung ermöglicht die Verwendung von Graphit, Keramik oder anderen ähnlichen Materialien für die Form, was zu einer besseren Materialqualität führt. Dadurch sinkt der Bedarf an Nachbearbeitung wie maschineller Bearbeitung und Fertigung, da das resultierende Material konstruktionsbedingt bereits frei von Verunreinigungen ist.
Darüber hinaus beschränkt der vertikale Prozess die Materialproduktion nicht nur auf symmetrische. Allerdings ist die Gussbreite doppelt so hoch wie die Höhe, was natürlich die Größe einschränkt, mit der Sie umgehen können.
Horizontale Schleudergussmaschinen
Die horizontale Methode ist eine effektive und wirtschaftliche Methode, mit der Sie Rohre, Röhren und andere ähnliche Produkte schnell herstellen können. Wie der Name schon sagt, findet der Prozess statt, wenn sich die Form um die horizontale oder x-Achse dreht.
Auch optisch sehen die Horizontalgießmaschinen ganz anders aus. Sie erkennen sie an ihrem großen Aussehen und dem hohen Stahlgehäuse, das sich horizontal mit erheblicher Geschwindigkeit dreht. Im Allgemeinen erzeugen horizontale Maschinen trotz ihrer Länge aufgrund ihres zusätzlichen Gewichts weniger Vibrationen, wodurch sie die Gravitationskräfte während der Rotation ausgleichen können.
Die drei Arten des Schleudergusses
Neben der Unterscheidung der Maschinen gibt es im Verfahren auch unterschiedliche Gießtechniken, die sich direkt auf das Gesamtergebnis auswirken. Hier sind die drei wichtigsten Arten von Gießverfahren, die in der gesamten Branche üblich sind.
Echter Schleuderguss
Der erste Typ, der echte Schleuderguss, entspricht genau dem, was im vorherigen Abschnitt beschrieben wurde. Der Prozess kann entweder horizontal oder vertikal erfolgen. Durch die Drehung um die horizontale Achse entstehen jedoch Gegenstände wie Zylinderlaufbuchsen, die hochintensive Anwendungen erfordern. Im Allgemeinen bestimmt die Rotationsgeschwindigkeit bei allen Arten die physikalischen Eigenschaften wie die Dichte und Festigkeit des Produkts. Die Positionierung der Form und andere Faktoren sorgen jedoch zusammen dafür, dass diese Schleudergusstechnik insgesamt die besten Ergebnisse erzielt.
Das echte Zentrifugalverfahren hat gegenüber seinen anderen Alternativen viele Vorteile. Erstens ist das Verfahren hinsichtlich der mechanischen Festigkeit meilenweit voneinander entfernt und liefert die leistungsstärksten Produkte.
Ebenso können Sie Verunreinigungen und andere unerwünschte Elemente mit üblichen Verfahren wie dem Drehen auf einer Drehmaschine aus dem Produkt entfernen. Darüber hinaus ist der gesamte Prozess sehr wirtschaftlich und erzeugt minimalen Ausschuss, während Sie große Teile mit hoher Genauigkeit und relativ einfach herstellen können. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es sich um einen vielseitigen Prozess mit höchster Zuverlässigkeit handelt, auf den Sie sich verlassen können.
Dieses Verfahren hat jedoch auch einige Nachteile. Erstens ist es sehr auf zylindrische und kreisförmige Objekte beschränkt. Es stimmt zwar, dass sie bei hochintensiven Anwendungen die häufigste Form sind, aber auch andere Profile sind sehr wichtig. Ein weiterer wesentlicher Nachteil dieses Prozesses ist die hohe Vorlaufzeit, die dazu führt, dass der Kunde längere Zeit warten muss, was zu Verzögerungen bei der Lieferung führen kann.
Halbschleuderguss
Der Halbschleuderguss ist dem echten Verfahren sehr ähnlich. Es gibt jedoch einige wesentliche Unterschiede zwischen beiden Methoden und ihren Gesamtergebnissen. Erstens liefert dieser Prozess ein festes Produkt und keinen röhrenförmigen Guss. Ebenso erhalten Sie mit dieser Gussmethode Artikel mit unterschiedlicher Dichte, da die Außenbereiche der Artikel, die Sie mit diesem Verfahren herstellen, eine höhere Dichte aufweisen.
Die Gesamtqualität des von Ihnen hergestellten Gussstücks wird von allen Faktoren wie der Rotationsgeschwindigkeit, dem Gesamtdurchmesser, der Gießtemperatur und anderen beeinflusst. Dadurch steigt das Risiko, dass etwas schief geht, was sich natürlich auch auf die Qualität auswirken kann.
Ebenso kann die unterschiedliche Dichte der Produkte für Sie sowohl vorteilhaft als auch nachteilig sein. Für Produkte, die Rotationssymmetrie erfordern, ist dies die perfekte Wahl. Allerdings kann das Entfernen des Mittelteils des Gusses manchmal den Bereich mit geringer Dichte des Bauteils beschädigen, was zu ungerechtfertigten Schäden für Sie führt.
Gießen der Zentrifuge
Zentrifugieren oder Zentrifugengießen ist eine beliebte Methode zur Herstellung komplizierter Objekte mit zahlreichen Oberflächenmerkmalen. Im Allgemeinen wird diese Methode am häufigsten für Schmuck, kleine Büsche, Blätter und andere ähnliche Produkte verwendet. Beim Zentrifugieren platziert man einen Formhohlraum einer bestimmten Form mit Abstand zur Rotationsachse und setzt den Vorgang wie gewohnt fort. Die Rotationskräfte drücken das geschmolzene Metall in den Hohlraum und erzeugen die gewünschte Form.
Einer der größten Vorteile dieser Gussmethode ist die Tatsache, dass Sie sie für kleine und komplizierte Teile verwenden können, ohne dass eine Nachbearbeitung erforderlich ist. Wie bei allen Schleudergussverfahren halten die Rotationskräfte alle Verunreinigungen in der Nähe der Achse. Da der Formhohlraum weit von der Mitte entfernt ist, ist das Produkt, das Sie erhalten, frei von den meisten gussbedingten Fehlern.
Es gibt auch bestimmte Nachteile des Verfahrens. Am wichtigsten ist, dass es nicht für alle Arten von Legierungen geeignet ist, sodass Sie bei der Auswahl des Materials nur begrenzte Möglichkeiten haben. Ebenso müssen der Anguss und der Angusskanal bearbeitet werden, was sich auf die Gesamtkosten des Prozesses auswirken kann.
Vor- und Nachteile des Schleudergussverfahrens
Dieser Text hat bereits Aufschluss darüber gegeben, wie das Schleudergießen im Vergleich zu anderen Gießtechniken deutlich hochwertigere Produkte liefert. Daher hat es natürlich einige Vor- und Nachteile gegenüber anderen in der Branche verbreiteten Techniken.
Hier sind einige gemeinsame Vorteile des Prozesses:
- Leichteres Einsetzen von dünnwandigen Zylindern, die äußerst ressourcenintensiv und im Vergleich zu anderen Alternativen schwierig sind.
- Bessere mikroskopische Eigenschaften, um langlebigere Produkte zu liefern
- Kann komplexe Gussteile zu geringeren Kosten herstellen, ohne Kompromisse bei der Qualität einzugehen
- Aufgrund einer geringeren Anzahl von Leitungsdefekten und einer hohen Dichte können Produkte atmosphärischer Korrosion widerstehen
- Verunreinigungen lassen sich sehr einfach aus den Endprodukten entfernen
Es gibt auch einige Nachteile des Verfahrens, die es für verschiedene Arten von Prozessen ungeeignet machen. Hier sind einige wichtige:
- Produkte mit kleinerem Innendurchmesser weisen die gleichen Verunreinigungen auf
- Unwirksam für Formen, die kein kreisförmiges Profil haben
- Begrenzung der Größe
Industrielle Anwendungen einer Schleudergusstechnik
Im Allgemeinen ist dies eine gängige Technik bei hochintensiven Anwendungen, bei denen die Haltbarkeit ein äußerst wichtiger Parameter ist. Die Verwendung ist immer noch auf zylindrische Formen beschränkt, da die Verarbeitung anderer Formen in diesem Verfahren die Gesamtkosten erheblich erhöhen kann. Hier sind einige der häufigsten Anwendungen dieser Gießmethode:
- Hohlzylindrische Metallrohre und Zylinderlaufbuchsen
- Schwungräder und andere Axialkomponenten für Automobile und Schiffsanwendungen
- Räder von Eisenbahnwaggons
- Rumpf für mehrere Luft- und Raumfahrtanwendungen
- Andere kreisförmige Komponenten für hochintensive Anwendungen wie die Öl- und Gasexploration
Aus all diesen Anwendungen geht hervor, dass die Gesamtqualität der Produkte ein wesentlicher Gesichtspunkt ist. Um die besten Ergebnisse zu erzielen, wird immer empfohlen, einen Fertigungspartner auszuwählen, der in der Lage ist, die technischen Anforderungen des Auftrags zu erfüllen und konsistent zu liefern.
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Fazit
Schleuderguss ist ein Schlüsselprozess im modernen Industrieumfeld, in dem hochintensive Anwendungen weit verbreitet sind. Dieser Prozess stellt sicher, dass Sie von Ihrem Produkt die Haltbarkeit und Leistung erhalten, die Sie benötigen, und das zu sehr vernünftigen Kosten. Die Medaille hat jedoch zwei Seiten. Das Verfahren ist zwar effektiv, ist jedoch nur auf zylindrische Formen beschränkt und weist eine Größenbeschränkung auf. Für Anwendungen, bei denen es machbar ist, ist Schleuderguss jedoch in der Tat die natürlichste Wahl unter seinen Mitbewerbern, wenn es um schnelle, effektive und zuverlässige Ergebnisse geht.
