Zinkdruckgussteile, Föhl

Die Heißkanaltechnologie von Föhl erlaubt es, Zinkdruckgussteile ohne Anguss zu fertigen. - Bild: Föhl

Das Unternehmen Föhl, ein baden-württembergischer Spezialist für Zinkdruckguss und Kunststoffspritzguss, präsentiert eine neue Heißkanaltechnologie für Zinkdruckgussteile, die wahlweise ohne oder mit stark reduziertem Angusssystem auskommt. Ein entscheidender Vorteil ist laut Aussage der Druckguss-Experten die höhere Qualität der Bauteile aufgrund weniger Lufteinschlüsse bei einer hohen Dichte von > 650 g/cm3. Das neue Verfahren bietet zudem eine filigranere Formgebung der Zinkdruckprodukte. So werden neue Geometrien mit Wandungen von lediglich 0,3 mm und einem Teilegewicht von unter 2 g gießbar, die zuvor mit konventionellen Anlagen nicht in Zink umsetzbar waren.

Heißkanalsystem, 16fach-Werkzeug, Föhl
Das Heißkanalsystem in einem 16fach-Werkzeug, in dem Montageplatten für Scharniere gefertigt werden. - Bild: Föhl

Darüber hinaus können auf derselben Maschinengröße wegen der reduzierten Angüsse bis zu zweimal so viele Teile pro Schuss gegossen werden. Weitere positive Aspekte sind nach Angaben der Praktiker ein deutlich geringerer Materialeinsatz, ein schnellerer Durchsatz und weniger Energiekosten. Grundlage der Innovation ist eine neue Heißkanaldüse, die Föhl in Gemeinschaftsarbeit mit Partnern entwickelt hat. Dabei standen die Erfahrungen aus dem Kunststoffspritzguss Pate.

Trends µ-genau

Druckguss-Heißkanalsystem

Mit der Heißkanaltechnik für den Zinkdruckguss ermöglicht Föhl das Gießen ohne Anguss: Die Maschine presst die Zinkschmelze direkt in den Hohlraum, der am Ende das gewünschte Bauteil formt, der Anguss entfällt. Auf diese Weise sollen weniger Lufteinschlüsse entstehen, was die Qualität der gegossenen Teile deutlich erhöht. Die neuen Formen können zudem kleiner gebaut werden, was die Kapazität der Maschinen erhöht. Föhls Heißkanaltechnologie für Zinkdruckguss macht laut Hersteller neue Geometrien gießbar: Filigrane Bauteile mit Wandungen von 0,3 mm und einem Teilegewicht von unter 2 g sollen so prozesssicher möglich werden. Gleichzeitig bringt dieser Ansatz eine Reduzierung der Porosität, ermöglicht die Erhöhung der Stückzahl und aufgrund des fehlenden oder zumindest reduzierten Angusses eine deutliche Senkung des Material- und Energieverbrauchs. Zudem entfällt ohne Anguss auch die Energie für dessen Wiedereinschmelzen.

„Unser Ziel war es, die Anzahl der produzierten Teile auf der gleichen Maschine zu verdoppeln“, erklärt Thomas Herper, Leiter Entwicklung bei Föhl. „Das gelingt mit der neuen Technologie, indem wir den Gießlauf und Anschnitt auf ein Minimum reduzieren oder komplett wegfallen lassen und entsprechend weniger Luft in unsere Form einbringen. Damit werden störende Einschlüsse minimiert, die Schwachstellen verursachen. Zudem gewinnt die Umwelt, denn aufgrund der Verdopplung der Kavitäten wird Energie und Kreislaufmaterial eingespart.“

Montageplatten, Föhl
Schnell und ohne Nachbearbeitung: Die Montageplatten kommen ohne Nacharbeit aus der Druckgussform. - Bild: Föhl

Das Unternehmen arbeitet seit 2011 an der neuartigen Gusstechnologie, die nun auch beim Zinkdruckguss die aus dem Kunststoffspritzguss bekannte Heißkanaltechnik einsetzt. Da das neue Verfahren ohne Angusssystem auskommt, ist eine Entfernung des Angusses nicht mehr nötig. So können Folgeprozesse wie beispielsweise kostenintensive manuelle Nachbearbeitung mit dem Einsatz des neuen Systems deutlich reduziert werden.

Die Entwicklung einer neuen Heißkanaldüse war die Grundlage zum angusslosen Gießen. Dabei wurde Föhl intensiv von den Spezialisten der Ferrofacta GmbH aus Allendorf in Hessen unterstützt. Im neuen Verfahren wird die Schmelze durch die Heißkanaldüse direkt in die Kavität eingespeist. So werden die Zinkdruckgussteile ohne oder zumindest mit stark verkleinertem Anguss gegossen und Lufteinschlüsse im Produkt aufgrund des Wegfalls des Gießlaufs deutlich reduziert. Auch bei sehr geringen Wandstärken ab 0,3 mm liegen nun nur noch minimale Porenanteile von rund 2,3 Prozent vor.

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Der Einsatz der Heißkanaldüse ermöglicht unter anderem auch das Gießen komplexer Formen, die im konventionellen Verfahren nicht oder nur sehr schwer umsetzbar sind. Die Verwendung mehrerer Heißkanaldüsen bieten zudem den Vorteil einer möglichen Mehrfachauslegung: Der Einsatz von weiteren Düsen für ein Bauteil erhöht die Materialmenge, die in der gleichen Zeit in das Formnest eingebracht wird. Das unterstützt ein homogenes Abkühlen des gegossenen Produktes und vermeidet Schwindungslunker oder Spannungen.

Kontaktstecker, Datenübertragung, Automobil. Föhl
Der Kontaktstecker für Datenübertragung im Automobil mit Maßen von 20,60 x 7,00 mm bringt gerade einmal 1,80 g Gewicht auf die Waage. - Bild: Föhl

Die Positionierung der Heißkanaldüse direkt auf dem Bauteil erlaubt eine punktuelle Einspeisung des Materials. So werden, wie beim Punktanguss, während des Kunststoffspritzgießens die Fließwege im Werkzeug gleichmäßig und kurz gehalten. Jetzt können auch runde Gussteile sehr gut realisiert werden, da keine Abflachung für einen etwaigen Anschnitt des Angussverteilersystems benötigt wird. Die Distanzen für den Materialweg in der Kavität – insbesondere zum Mittelpunkt des Bauteils – sind kurz. So entspricht der Materialfluss im formgebenden Bereich nicht mehr dem Durchmesser des erstellten Produkts, sondern dem Radius. Der Wegfall des Angussverteilersystems schafft Platz für zusätzliche Kavitäten auf der Maschine. nh

Profil: Adolf Föhl GmbH + Co. KG

Die Adolf-Föhl-Gruppe mit der Adolf Föhl GmbH + Co. KG ist ein Unternehmensverbund, dessen Wurzeln ins Jahr 1958 zurückreichen. Das Portfolio der Gruppe umfasst sowohl Zinkdruckguss als auch Kunststoffspritzguss. Der Hauptsitz des Unternehmens liegt im baden-württembergischen Rudersberg-Necklinsberg, weitere Produktionsstätten befinden sich in Haubersbronn und Rudersberg-Michelau. In Asien ist Föhl über die Tochtergesellschaft Föhl China in Taicang präsent, ein Vertriebsbüro in Windsor, Kanada, deckt die Märkte in Nordamerika ab.