Faszinierende Präzision aus Metall – Das Druckgussverfahren erklärt

Effizienz in der Fertigung ist ein entscheidender Faktor. Besonders in der Automobilindustrie, im Maschinenbau und in der Elektrotechnik sind Bauteile gefragt, die sich in großen Stückzahlen präzise und maßhaltig anfertigen lassen. Hier kommt das Druckgussverfahren ins Spiel – ein etabliertes, aber zugleich faszinierendes Fertigungsverfahren, das Metall in Form bringt.

Was ist überhaupt Druckguss?

Beim Druckgießverfahren handelt es sich um ein formgebendes Gießverfahren, bei dem flüssiges Metall mit einer schnellen Geschwindigkeit in den Formhohlraum einer metallischen Dauerform, auch Gussform genannt, gefördert wird. Dort erstarrt das flüssige Metall unter einem hohen und einstellbaren Druck. Nach dem Erstarren des Metalls wird das fertige Bauteil aus der Form ausgestoßen und der Prozess beginnt von Neuem.

Druckguss ist besonders für die Serienfertigung von komplexen und maßgenauen Bauteilen geeignet – durch die hohe Abbildungsgüte oft mit minimalem Nachbearbeitungsaufwand.

Typische Werkstoffe im Druckguss: Aluminium, Zink & Co.

Typische Druckgusswerkstoffe sind Nichteisenmetalllegierungen wie Aluminium, Messing oder Zink. Diese Materialien zeichnen sich durch gute Fließeigenschaften und mechanische Festigkeit aus, was sie ideal für das Druckgussverfahren macht.

Je nach Werkstoff ergeben sich dabei unterschiedliche Eigenschaften: Aluminium punktet mit geringem Gewicht und guter Wärmeleitfähigkeit, Zink mit hoher Maßgenauigkeit und ausgezeichneter Gießbarkeit, während Messing vor allem für seine hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit geschätzt wird. Die Wahl des geeigneten Werkstoffs hängt stets von den Anforderungen an das Bauteil und den jeweiligen Einsatzbereich ab.

Die Verfahrensschritte von Druckguss im Detail

Um Gussteile im Druckguss herzustellen, ist immer eine Druckgussform notwendig. Die Gussform besteht meist aus zwei Formhälften mit entsprechenden eingesetzten Formeinsätzen, in denen die jeweiligen Kavitäten – das sind die Formhohlräume für die abzubildende spätere Gussteilkontur – eingebracht sind. Diese Einsätze werden hochpräzise gefertigt und mit Kühlbohrungen versehen, so dass sie temperaturgeregelt sind.

1. Vorbereitung der Gussform im Druckguss

Im Druckguss wird vor dem Gießvorgang maschinell ein Trennmittel auf die Formoberflächen aufgetragen, um das Anhaften des flüssigen Metalls zu verhindern und die Lebensdauer der Form zu verlängern. Anschließend wird, ausgelöst durch die Maschine, die beiden Formhälften zusammengefahren. Die Form ist nun geschlossen.

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2. Dosierung und Schmelzen des Metalls

Das ausgewählte Metall wird in einem Ofen auf Schmelztemperatur erhitzt, verflüssigt und entsprechend auf Temperatur gehalten. Je nach Maschinentyp wird beim Druckgussverfahren das flüssige Metall direkt in der Maschine geschmolzen, oder extern aufbereitet und dann in eine Gießkammer eingefüllt. Dafür wird eine zuvor definierte Menge an flüssigem Metall aus dem Tiegelbad entnommen und in die Einfüllöffnung der Gießkammer dosiert.

3. Einspritzen der Metallschmelze

Nach einer kurzen Verweilzeit der zuvor dosierten Menge an Schmelze in der Gießkammer, bewegt sich die Gießkammer langsam vorwärts in Richtung der Form und staut dabei das flüssige Metall in der Kammer langsam an. Bei Erreichen eines zuvor festgelegten Punktes beschleunigt die Gießmaschine den Kolben auf eine schnelle Geschwindigkeit und füllt nun den Formhohlraum mit dem flüssigen Metall.
Dort erstarrt die eingeförderte Schmelze nun unter einem hohen, aber einstellbaren Druck.

4. Erstarrung und Abkühlung des Druckgussteils

Sobald das flüssige Metall die Form ausgefüllt hat, beginnt bereits der Erstarrungsprozess. Die metallische Form gewährleistet durch ihre hohe Wärmeleitfähigkeit und die gezielte Temperierung (durch die Kühlbohrungen) eine schnelle Abkühlung, wodurch eine feine Mikrostruktur und gute mechanische Eigenschaften im Bauteil entstehen. Unterstützt wird dieser Effekt durch den hohen Druck, der durch den Gießkolben auf die Schmelze übertragen wird und während der Erstarrung anhält.

Mann mit gelben Handschuhen legt ein Stück Metall in eine Maschine

5. Entformen und Nachbearbeiten

Nach der Erstarrung und einer abgelaufenen Abkühlzeit wird die Form geöffnet und das Gussteil mechanisch oder pneumatisch, mit Hilfe von sogenannten Auswerfern, ausgeworfen. Anschließend erfolgen je nach Anwendung weitere Schritte wie das Entfernen von Angüssen, das Entgraten oder das Bearbeiten von Oberflächen. Nun beginnt der Druckgussprozess wieder von vorne.

Vorteile des Druckgussverfahrens und typische Anwendungsbereiche

Der Druckguss überzeugt durch hohe Maßgenauigkeit, glatte Oberflächen und die Möglichkeit, dünnwandige, komplexe Geometrien wirtschaftlich herzustellen. So finden sich Druckgussteile in Motorengehäusen, Getriebeteilen, Elektronikkomponenten und zunehmend auch in der Medizintechnik oder bei Gehäusen für Konsumgüter.

Ein weiterer Vorteil des Druckguss ist die hohe Reproduzierbarkeit – einmal optimiert, liefert das Verfahren Tausende identischer Teile in konstanter Qualität. Moderne Druckgussanlagen ermöglichen zudem die Integration automatisierter Prozesse wie das automatische Entgraten der Teile oder die Qualitätssicherung durch Sensorik und Bildverarbeitung.

Fazit: Druckguss bringt Metall in Höchstform

Das Druckgussverfahren ist mehr als nur ein technisches Gießverfahren – es ist ein Schlüssel zur Serienproduktion präziser Metallteile, das Handwerk und Hightech vereint. Für Branchen, die auf Leichtbau, hohe Festigkeit und Wirtschaftlichkeit setzen, ist Druckguss oft die erste Wahl. Und wer einmal erlebt hat, wie aus flüssigem und glühendem Metall in Sekunden ein funktionsfähiges Bauteil entsteht, wird verstehen, warum dieses Verfahren seit Jahrzehnten eine feste Größe in der modernen Fertigung ist.