Gewichtsreduzierung und Kosteneinsparungen bei der Gießlaufauslegung

Wirtschaftlicher Druckguss erfordert eine gleichbleibende Qualität entsprechend der Kundenanforderungen. Bei der Fertigung von Bauteilen für die Automobilindustrie ist es zwingend erforderlich, gleichzeitig unterschiedlichste Qualitätskriterien sicherzustellen. Dies betrifft im Druckguss minimale Porositätsniveaus, Druckdichtigkeit ebenso wie die Maßhaltigkeit der Bauteile. Um profitabel zu bleiben, müssen Kostenvariablen wie das Gewicht des Gießlaufs, und der Kreislaufanteil insgesamt konsequent optimiert werden.

Kırpart A.Ş. setzte MAGMASOFT® ein, um durch eine Optimierung des Gießlaufs für ein Druckgussteil, dessen Produktion bereits angelaufen war, das Schussgewicht zu reduzieren und damit Kosten zu sparen. Vor Projektbeginn lag das Gewicht von Gießlauf und Pressrest bei insgesamt 2.594 g. 

Über die bloße Einsparung an Einsatzmaterial hinaus kommt es durch das Senken des Gießlaufgewichts zu Multiplikatoreffekten, die zu Einsparungen im Energieverbrauch, bei Abbrandverlusten und bei Lagerkosten führen.

Mögliche Einsparpotentiale ergeben sich sowohl für den Schmelz- als auch den Gießprozess. Beim Schmelzprozess sorgt die Einsparung des Gießlaufgewichts in erster Linie für eine Senkung des Gas- und Energieverbrauchs und reduziert den spezifischen Abbrandverlust pro Teil. Darüber hinaus reduzieren sich Logistik- und Lagerkosten sowie Transportverluste bei der Überführung der Schmelze in die Warmhalteöfen.

Mit Hilfe von MAGMASOFT® analysierten die Ingenieure bei Kirpart fünf verschiedene Gießlauf- und Anschnittdesigns. In jeder Prozessphase wurden vor allem die Füllergebnisse und der Erstarrungsverlauf untersucht. Die Bilder 3 und 4 zeigen jeweils die Designs für die ursprüngliche und für die finale Lösung. Die Simulationsstudien bestätigten, dass sich die Gussqualität trotz des signifikant reduzierten Gießlaufvolumens aufrechterhalten ließ. 

Die Bewertung der Laufquerschnitte für das finale Design zeigte, dass sich mit dieser Lösung die Geschwindigkeit der Schmelze auf dem Weg vom Pressrest zum Anschnitt kontinuierlich erhöht und die Kavität mit optimaler Geschwindigkeit erreicht. 

Neben einem optimierten Füll- uns Strömungsverlauf müssen auch die Auswirkungen Gießlaufänderungen auf das Erstarrungsverhalten und die damit verbundene Gussteilqualität berücksichtigt werden. Der spezifische Druck der dritten Phase wurde bei 1000 - 1200 bar gehalten, um ein dichtes Gussteil zu erhalten, das die Porositätsanforderungen erfüllt. Um den Druck während der Erstarrungsphase im vollen Umfang auszunutzen, musste die kostenoptimierte Gießsystemauslegung eine gute Nachspeisung des Bauteils gewährleisten.

Seit Projektbeginn wurde konsequent jedes Werkzeug kontinuierlich verbessert. MAGMASOFT®, das zu Beginn des Projekts noch getestet wurde, erwies sich als zuverlässiges  und unerlässliches Werkzeug zur systematischen Optimierung und Gießlaufauslegung. Die Maßnahmen zur Gewichtsreduzierung des Gießlaufs führten zu hohen Kosteneinsparungen in der Produktion.

Das finale Gießlaufdesign zeigte eine Reduzierung des Kreislaufanteils von 29.68% auf 20.28%, woraus sich signifikante Kosteneinsparungen in allen zuvor genannten Bereichen der Fertigungskette ergaben. Die Gewichtsreduktion im Gießlauf reduziert auch die eingebrachte Wärmemenge, wodurch die Sprühzeit der Form und die Zykluszeit um 10% verkürzt werden konnte. Bei einem Bauteil, das eine Jahresproduktion von 400.000 Teilen hat, führt diese Zykluszeitreduzierung zu signikanten Produktivitätsverbesserungen.

Diese Studie sorgte nicht nur für eine Optimierung der Fertigungskosten und Produktivität, sondern eliminiert auch Bereiche in der Form, die thermisch hochbelastet sind und erhöht somit die Effizienz des Werkzeugs. Jeder dieser in der Produktion realisierten Vorteile half Kırpart A.Ş. dabei, die steigenden Kundenanforderungen zu erfüllen. Angesichts dieser Erfolge leistet die Anwendung von MAGMASOFT® heute einen wichtigen Beitrag zum weiteren Erfolg von Kırpart A.Ş..

Kırpart A.Ş.

Kırpart A.Ş. ist ein führender Hersteller von Motorkomponenten in der Türkei. Das Unternehmen ist seit 1969 zuverlässiger Partner und Lieferant für große Autoherstelller  und wichtige Zulieferer weltweit. Kırpart ist Spezialist für die Konstruktion, Entwicklung und Fertigung von Komponenten für Motorkühlsysteme, Thermostate sowie Wasser- und Ölpumpen. Die kompetenten Mitarbeiter der Aluminium-Druckgießerei bieten ihren Kunden gießtechnisch und Werkzeugauslegung sowie umfassende Erfahrung in der Gewichtsreduktion von Bauteilen unter Berücksichtigung der Anforderungen im Einsatz. 

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