Was ist Kokillenguss durch Schwerkraft?

Beim Kokillenguss durch Schwerkraft handelt es sich um ein Gießverfahren, bei dem eine Metallkokille (eine Form) allein durch die Schwerkraft mit geschmolzenem Metall gefüllt wird. Sie wird auch als absteigender Guss bezeichnet.

THERCAST_gravity_die_castingKokillenguss durch Schwerkraft mit Temperaturentwicklung der Form

Die Höhlung der Kokille muss vorher beschichtet werden, um das Verfahren und die Qualität des Teils besser kontrollieren zu können (Entformung, Schutz der Form, ausgewogene Abkühlung...). Ein Sand- oder Metallkern und Stifte können hinzugefügt werden, um mehr oder weniger komplexe innere Formen zu erhalten.

Das flüssige Metall wird durch die Fallkanäle gegossen, um die Höhlung zu füllen. Während der Erstarrung schrumpft das Metall, so dass es notwendig ist, diesem Phänomen durch Zugabe von Metall über einen Speiser vorzugreifen. Das Speisersystem verhindert somit Fehler wie Schrumpfungen.

 

Vorteile des Kokillengusses durch Schwerkraft

Der Kokillenguss durch Schwerkraft eignet sich ideal für große Produktionsserien, da er in einer Gusstraube verwendet werden kann und durch die Wiederverwendung von Formen (so genannten Dauerformen) eine gleichmäßige Produktion ermöglicht. So wird dieses Verfahren häufig in der Automobilindustrie für die Herstellung von Strukturteilen, Motorenteilen und in der Mechanik eingesetzt.

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Der Guss durch Schwerkraft ist zudem für seine Präzision bekannt: Er ermöglicht das Gießen von sehr dünnen Teilen mit komplexen Formen.

Im Vergleich zum Sandguss kühlen die Metallkokillen schneller ab, was zu besseren mechanischen Eigenschaften führt.

Das Verfahren wird hauptsächlich für die Herstellung von Teilen aus Aluminiumlegierungen verwendet, da die Schmelztemperaturen niedrig sind und die Werkzeuge weniger beschädigt werden. Es wird auch für Teile aus Zink- oder Kupferlegierungen verwendet.

 

Simulation des prozesses

Die Gießereien nutzen die Simulation, um die Qualität der Gussteile zu verbessern, die Prototyping-Phase zu verkürzen und somit ihre Produktivität zu steigern.

THERCAST®, unsere Simulationssoftware für die Gießereiindustrie, verfügt über eine spezielle Vorlage für das Kokillengussverfahren durch Schwerkraft. Sie ermöglicht eine präzise und vorausschauende Modellierung Ihrer Verfahrensparameter:

  • Entwurf von Formen und Definition von Entlüftungen, Einsätzen, Kanälen, Speisersystemen
  • Definition der Verfahrenselemente: Materialien, Formtemperatur, Füllgeschwindigkeit, Zykluszeit, Gießfilter
  • Berücksichtigung der Beschichtungs- und Spritzphasen, des exothermen Pulvers, der Gießfilter... >>Mehr Infos

filtres fonderie THERCAST

  • Überwachung der Entwicklung der Metallfront und der turbulenten Flüsse
  • Visualisierung der Kinematik für jedes Element der Form, für Konfigurationen mit Zyklen
  • Entwicklung des Wärmeaustauschs zwischen der Form und dem Teil, aber auch zwischen den Kernen und dem Teil nach dem aufeinanderfolgenden Öffnen und Schließen der Formteile
  • Erkennung des Auftretens von Fehlern: Risse, Spalten, Einschlüsse, primäre und sekundäre Einsackungen, Luftspalten, Porositäten, Lücken, fehlerhafte Gießprodukte, Schattenstreifen
  • Metallurgische Analyse des Teils: Mikro- und Makroseigerungen, Phasenumwandlungen, Wachstum und Ausrichtung der Körner

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Schlüsselfunktionen von THERCAST® für den Kokillenguss durch Schwerkraft

  • Spezielle Schnittstelle für Gießereiprozesse mit spezifischem Modell für Kokillenguss durch Schwerkraft
    • Kinematik der Lupe
    • Auswahl der Materialien für jedes Bauteil
    • Definition von Füllgeschwindigkeiten, Formtemperatur, Metalltemperatur
  • Kopplung von Strömungsmechanik und Festkörpermechanik, um den Einfluss der Physik zu berücksichtigen
  • Fortgeschrittener Kokillengestalter zur Erstellung der Form ausgehend von der Geometrie des Teils
  • Materialdatenbank mit benutzerdefiniertem Erstellungsbereich von Nuancen
  • Automatische Erstellung von ZTU- (Zeit-Temperatur-Umwandlung) und CCT-Diagrammen (Continuous Cooling Transformation)

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  • Modell zur Überwachung der Einschlüsse während des gesamten Verfahrens und spezielle Datenerfassungsseite >>Mehr Infos in unserem Webinar
  • Möglicher Export von THERCAST®-Ergebnissen in andere Berechnungs- oder Finite-Elemente-Softwares
  • Perfekte Interoperabilität mit der FORGE®-Software für die Simulation von Schmiedeverfahren, um das gesamte industrielle Verfahren zu simulieren

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Entwicklung der Temperatur beim Guss durch Schwerkraft

 

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