Schrumpfung, wie sie im Guss der inneren "dunklen Wunde" verborgen ist, ist beim traditionellen Gussverfahren ein h?ufiger, schwer zu beseitigender Fehler. Sie beeintr?chtigt nicht nur die Sch?nheit des Gussteils, sondern bedroht auch direkt seine Festigkeit und mechanischen Eigenschaften. Wenn das geschmolzene Metall im Erstarrungsprozess Volumen schrumpft und nicht genügend flüssiges Metall zugeführt wird, kommt es im Guss oder auf der Oberfl?che zur Bildung von Hohlr?umen, d.h. wir sagen oft Schrumpfung oder Schrumpfung! .  

Die Beseitigung von Lunkern war schon immer eine komplexe Herausforderung für Gie?ereien und Ingenieure. Traditionelle Methoden beruhen oft auf Erfahrung und der Anpassung von Formdesign, Gie?systemen und Kühlprozessen durch Versuch und Irrtum. . Mit dem Aufkommen der additiven Fertigungstechnologien, insbesondere des 3D-Drucks von Sand in Industriequalit?t, wurden das Design und die Produktion von Gussteilen revolutioniert, was neue M?glichkeiten zur vollst?ndigen L?sung von Schrumpfungsproblemen er?ffnete.  

1. die Ursachen für die Schwindung beim Gie?en: geometrische Grenzen der herk?mmlichen Formen

Um zu verstehen, wie der 3D-Druck Probleme l?st, muss man zun?chst die Probleme des traditionellen Gie?ens genau analysieren. Die Hauptgründe für die Bildung von Schrumpfungen lassen sich auf zwei Dinge zurückführen:

1. Kompensieren Sie Schrumpfungsm?ngel: Wenn ein Gussteil erstarrt und schrumpft, muss es über das Gie?system und den Speiser st?ndig mit flüssigem Metall nachgefüllt werden. Wenn die Nachfüllkan?le nicht richtig konstruiert oder unzureichend sind, kann das flüssige Metall nicht an die Stellen transportiert werden, an denen es am dringendsten ben?tigt wird, was zur Entstehung von Hohlr?umen führt. ?
2. Ungleichm??ige Verfestigung: Wenn die Abkühlungsgeschwindigkeit in verschiedenen Bereichen des Gussteils nicht gleichm??ig ist, kann sich die W?rme nur schwer verteilen und es bilden sich hei?e Stellen (Hot Spots). Diese hei?en Stellen sind die zuletzt erstarrten Bereiche. Wenn das umgebende Metall erstarrt ist, fehlt ihnen der Zusatz von flüssigem Metall, wodurch sich sehr leicht Lunker bilden k?nnen. ?

Beim konventionellen Gie?en werden Formen und Kerne durch physikalische Werkzeuge hergestellt, deren Geometrie durch die Bearbeitbarkeit und Trennbarkeit begrenzt ist. Zum Beispiel k?nnen die Bohrungen für die Kühlwasserwege nur gerade Linien sein. . Dies erschwert den Ingenieuren die Konstruktion komplexer, gekrümmter Nachschwindungskan?le oder durchgehender Kühlkan?le in der Form, um den Erstarrungsprozess genau zu steuern, was das Risiko von Schwindungsfehlern erh?ht. .  

2. 3D-Druckl?sungen: Designfreiheit, um Formen und Gesenken "Leben" zu verleihen

Die wichtigsten St?rken der industriellen Sand-3D-Drucker sindGestaltungsfreiheitim Gesang antwortenGusslose ProduktionEs druckt Sandformen und Kerne Schicht für Schicht direkt aus 3D-CAD-Dateien. . Diese Eigenschaft durchbricht radikal die geometrischen Beschr?nkungen herk?mmlicher Verfahren und bietet mehrere leistungsstarke Mittel zur Eliminierung von Schrumpfung wie folgt:  

Option 1: Optimierung der Füll- und Schrumpfkan?le für eine pr?zise Infusion

Mithilfe der 3D-Drucktechnologie k?nnen Ingenieure das optimale Make-up-Schrumpfungssystem innerhalb der Form entwerfen, ohne auf die Bearbeitbarkeit achten zu müssen.

• Integriertes Gie?system: Traditionell muss das Angusssystem (einschlie?lich Anguss und Speiser) separat hergestellt und zusammengebaut werden. Der 3D-Druck erm?glicht es, das gesamte Angusssystem, den Füllerspeiser und die Form selbst in einem Stück zu drucken. Dieses integrierte Design sorgt für eine nahtlose Verbindung und eine pr?zise Ausrichtung der Kan?le, wodurch das Risiko von Schrumpfungsfehlern aufgrund von Montagefehlern erheblich reduziert wird. ?
• Pr?zise gestaltete Einfüllstutzen: Der 3D-Druck erm?glicht das pr?zise Design und den Druck von überlaufrinnen über den hei?en Fugenbereichen des Gussteils, die einen konstanten Fluss von geschmolzenem Metall gew?hrleisten, um den durch die Erstarrungsschrumpfung entstandenen Hohlraum zu füllen. Es hat sich gezeigt, dass überlaufrinnen oberhalb des Gussteils Gase effektiv ableiten und so Porosit?tsfehler im Gussteil reduzieren k?nnen. ?
• Beseitigen Sie Unterschneidungen und komplexe strukturelle Hindernisse: Bei herk?mmlichen Verfahren müssen aufgrund komplexer Hinterschneidungen und interner Durchg?nge mehrere Kerne zusammengesetzt werden, was nicht nur die Fehlerquote bei der Montage erh?ht, sondern auch leicht zu verrutschten oder falsch ausgerichteten Kernen führen kann. Der 3D-Druck erm?glicht es, mehrere einzelne Kerne zu einem einzigen, komplexen, integrierten Kern zu kombinieren, wodurch der Zusammenbau g?nzlich entf?llt und die Genauigkeit und Qualit?t des Gussteils verbessert wird. ?

Option 2: Konforme Kühlung für gleichm??ige Erstarrung

Für die Gussformen selbst kann der 3D-Druck ebenso revolution?r sein. VonKonforme Kühlung(conformal cooling) Technologie, die die Gestaltung von Kühlkan?len innerhalb der Form erm?glicht, die den Oberfl?chenkonturen des Gussteils entsprechen. .  

• Das Prinzip: Konventionelle Kühlkan?le werden in geraden Linien gebohrt und decken nicht alle zu kühlenden Bereiche ab, was zu ungleichm??igen Formtemperaturen führt. Bei der konformalen Kühlung hingegen werden mithilfe des 3D-Drucks gekrümmte, serpentinenf?rmige Kühlkan?le in die Form integriert, so dass sie sich eng an die Oberfl?che des Gussteils anschmiegen. ?
• Vorteil: Dieses Design führt zu einer gleichm??igeren Abkühlung und reduziert das Risiko einer lokalen überhitzung der Form erheblich. Ein ausgewogenerer Temperaturgradient bedeutet, dass der Erstarrungsprozess kontrollierter abl?uft, wodurch die Bildung hei?er Fugen radikal reduziert und somit Schwund verhindert wird. Es hat sich gezeigt, dass die Verwendung einer formfolgenden Kühlform die Temperaturschwankungen w?hrend der Abkühlung der Form auf bis zu 18°C reduziert und damit das Risiko eines Verzugs des Gussteils erheblich verringert. ?

Option 3: Digitale Simulation und schnelle Iteration zur Vermeidung von Problemen, bevor sie auftreten

Der digitale Arbeitsablauf des 3D-Drucks bietet Ingenieuren wertvolle M?glichkeiten für "Versuch und Irrtum", bevor sie in die Produktion gehen. .  

• Guss-Simulationssoftware: Ingenieure k?nnen Gie?simulationssoftware (z.B. Cimatron) verwenden, um das Flie?en und Erstarren von geschmolzenem Metall zu simulieren. Wenn die Simulationsergebnisse ein Risiko der Schwindung erkennen lassen, kann das Formdesign schnell angepasst werden, z.B. durch ?nderung der Position des Angusses oder des Speisers, und dann erneut virtuell getestet werden. ?
• Schnelles Prototyping und Iteration: Wenn ein physischer Prototyp erforderlich ist, kann der 3D-Druck eine Form oder einen Kern innerhalb von Stunden oder Tagen drucken. Dies erm?glicht es Ingenieuren, Entwürfe mehrfach zu iterieren und zu validieren - und das zu einem Bruchteil der Kosten und in kürzester Zeit. Dieses agile Entwicklungsmodell ist im traditionellen Gussverfahren, das einen teuren Formenbau und lange Wartezeiten erfordert, unvorstellbar. ?

3. nicht nur die Beseitigung von M?ngeln, sondern einen Effizienzsprung

Der Einsatz der 3D-Drucktechnologie zur L?sung des Problems der Schrumpfung von Gussteilen bringt nicht nur eine Verbesserung der Produktqualit?t, sondern auch eine Reihe von Wertsch?pfungsketten mit sich:

• Reduzieren Sie die Kosten: Der 3D-Druck senkt die Produktionskosten erheblich, da der teure physische Formen- und Werkzeugbau entf?llt. Untersuchungen haben ergeben, dass der 3D-Druck im Vergleich zu herk?mmlichen Methoden bis zu 50%-90% einsparen kann. ?
• Verkürzen Sie die Lieferfrist: Die Zeit für die Herstellung von Formen wurde von Wochen oder sogar Monaten auf Stunden verkürzt, so dass Unternehmen schneller auf die Marktanforderungen reagieren k?nnen. In einem Fall konnte ein Unternehmen durch den Einsatz eines Sand-3D-Druckers die Vorlaufzeiten um neun Wochen verkürzen. ?
• Geringere Ausschussrate: Die Genauigkeit und Konsistenz der Formen wurde erheblich verbessert, wodurch Gussfehler aufgrund von menschlichem Versagen oder Abnutzung der Formen reduziert wurden, was wiederum die Ausschussrate erheblich verringert. ?
• Vereinfachen Sie den Prozess: Die Konsolidierung mehrerer Teile in einer einzigen integrierten Komponente vereinfacht komplexe Montageprozesse und verringert die Abh?ngigkeit von hochqualifizierten Arbeitskr?ften. ?

Fazit: 3D-Druck - ein "Heilmittel" für die Gie?ereiindustrie

Die Schrumpfung von Gussteilen ist kein isoliertes technisches Problem, sondern stellt das traditionelle Gie?verfahren angesichts komplexer Design- und Hochpr?zisionsanforderungen vor systemische Herausforderungen. Industrielle 3D-Sanddrucker mit ihren einzigartigen technologischen Vorteilen bieten eine "Heilung" für das Problem an der Quelle. Sie eliminieren das Risiko der Schrumpfung, indem sie den Ingenieuren eine noch nie dagewesene Designfreiheit geben, die es ihnen erm?glicht, optimierte interne Strukturen und Kühlsysteme zu bauen. .  

Für das Streben nach exzellenter Qualit?t, effizienter Produktion und Kostenoptimierung moderner Gie?ereiunternehmen ist der 3D-Druck nicht l?nger eine entbehrliche "Zusatzoption", sondern dient der F?rderung der industriellen Modernisierung, um im harten Wettbewerb auf dem Markt die erste Chance für Schlüsseltechnologien zu gewinnen. Es ist nicht nur ein Stück Ausrüstung, sondern auch die "digitale Gie?erei" Brücke in die Zukunft, so dass die ehemaligen "Guss Probleme" zu l?sen! .