Was ist der Unterschied zwischen CNC- und Druckguss?

Bei der Herstellung von Metallteilen oder -komponenten stehen Hersteller vor einer schwierigen Entscheidung. Sollen Teile aus massiven Blöcken gefertigt oder geschmolzenes Metall gegossen werden? Sowohl CNC-Bearbeitung als auch Druckguss liefern präzise Ergebnisse, funktionieren jedoch grundsätzlich unterschiedlich.

Bei der CNC-Bearbeitung wird Material kontrolliert geschnitten und gebohrt, um es zu entfernen. Beim Druckguss wird flüssiges Metall in Formen gegossen, die unter Druck immer wieder verwendet werden können. Die Wahl hängt von der beabsichtigten Anwendung und den Funktionen ab.

STEP führt beide Prozesse im eigenen Haus durch. Unsere 58 CNC-Maschinen verarbeiten verschiedenste Materialien und erreichen eine Präzision von 0,005 mm. Darüber hinaus verfügen wir über drei Aluminium-Druckgussmaschinen, die täglich 500.000 Teile produzieren können . Dank dieser Doppelfunktion erhalten Sie kompetente Beratung zu Ihren Sparmöglichkeiten.

Ihre Wahl beeinflusst Ihren Produktionsplan, die Stückkosten und die Designoptionen. Wenn Sie wissen, wie die einzelnen Prozesse funktionieren, können Sie kluge Entscheidungen treffen. Sehen wir uns an, wie sich diese beiden Methoden in wichtigen Punkten gegenüberstellen.

Was ist CNC-Bearbeitung?

CNC-Bearbeitung ist eine Form der subtraktiven Fertigung, bei der Material aus massiven Blöcken entfernt wird. Computergesteuerte Werkzeuge schneiden, bohren und formen Metall zu präzisen Teilen . Die Technologie nutzt digitale Anweisungen, um Teile mit höchster Präzision herzustellen.

Der Prozess beginnt mit dem Hochladen einer CAD-Konstruktionsdatei. Anschließend bewegen sich die Maschinen automatisch und ohne manuelles Eingreifen entsprechend ihrer Programmierung entlang mehrerer Achsen. Schneidwerkzeuge entfernen unerwünschtes Material Schicht für Schicht, bis die Arbeit erledigt ist.

CNC-Bearbeitung eignet sich optimal für komplizierte Formen, die enge Toleranzen und besondere Merkmale erfordern. Dieses Verfahren wird häufig für medizinische Geräte, Flugzeugteile und Präzisionsinstrumente eingesetzt. Es stellt sicher, dass jedes Teil stets von gleichbleibend hoher Qualität ist.

So funktioniert der CNC-Bearbeitungsprozess

Laden der Designdatei

Zuerst geben Sie Ihre CAD-Zeichnung in das CNC-Softwaresystem ein. Das Programm wandelt 3D-Modelle automatisch in maschinenlesbare G-Code-Anweisungen um. Dieser Code gibt der Maschine genau an, wohin sie schneiden soll.

Rohmaterial einrichten

Bediener verwenden Schraubstöcke oder Vorrichtungen auf dem Maschinentisch, um das Metallmaterial an Ort und Stelle zu halten. Wenn Sie Metallblöcke richtig festklemmen, bewegen sie sich beim anschließenden Hochgeschwindigkeitsschneiden nicht. Für einen präzisen Prozess muss das Werkstück absolut ruhig bleiben.

Ausrichtungswerkzeuge setzen Nullpunkte, die exakt den Referenzkoordinaten in Ihrem Entwurf entsprechen. Diese Einrichtungsphase entscheidet, wo die Maschine mit dem Schneiden beginnt. Die korrekte Positionierung stellt sicher, dass jede Abmessung genau den Anforderungen entspricht.

Ausführen von Schneidvorgängen

Schneidwerkzeuge bewegen sich mit Tausenden von Umdrehungen pro Minute entlang programmierter Bahnen. Die Maschine bewegt mehrere Achsen gleichzeitig, um komplizierte 3D-Formen zu erzeugen. Das Material wird schichtweise abgetragen, bis Ihr Teil nicht mehr vorrätig ist.

Während des Betriebs wechseln Bearbeitungszentren automatisch zwischen Bohrern, Fräsern und Gewindebohrern. Kühlmittel verhindert die Bildung von Spänen und hält die Hitze in den Schneidzonen unter Kontrolle.

Endkontrolle

Nach der Bearbeitung messen die Bediener mit Präzisionswerkzeugen kritische Abmessungen. Messschieber, Mikrometer und Koordinatenmessgeräte prüfen, ob die Merkmale den Toleranzen entsprechen. Jedes Teil wird sorgfältig anhand der von Ihnen angegebenen Spezifikationen geprüft.

Heutzutage scannen automatische Bildgebungsgeräte komplizierte Formen, um die Maßgenauigkeit zu überprüfen. Bevor die Teile zur nächsten Stufe gelangen, werden durch Qualitätskontrollsysteme etwaige Fehler erkannt.

Wo wird CNC-Bearbeitung eingesetzt?

Luft- und Raumfahrtkomponenten

Für sicherheitskritische Anwendungen müssen Flugzeugteile hochpräzise und zuverlässig sein. Mittels CNC-Bearbeitung werden Teile für Triebwerke, Fahrwerke und Strukturhalterungen hergestellt. Aluminium und Titan sind leichte Materialien, die sich perfekt für die Anforderungen der Luft- und Raumfahrt eignen.

Medizinische Geräte

Aus Gründen der Patientensicherheit müssen chirurgische Instrumente aus körperverträglichen Materialien und mit präzisen Abmessungen gefertigt sein. CNC-Bearbeitung stellt Teile für Implantate, Prothesen und Diagnosegeräte mit hoher Präzision her. Edelstahl und Titanlegierungen werden zu medizinischen Instrumenten geformt, die Leben retten.

Automobilindustrie

CNC-Präzisionsbearbeitung wird für Motorteile, Getriebeteile und Fahrwerksteile eingesetzt . Bearbeiten Sie kundenspezifische Halterungen, Gehäuse und Montageteile nach unterschiedlichen Spezifikationen. Besonders leistungsstarke Fahrzeuge profitieren von engen Toleranzen, die ihre Funktionsfähigkeit gewährleisten.

Unterhaltungselektronik und -produkte

CNC-Bearbeitung wird für Gehäuse, Kühlkörper und detaillierte Steckverbinder elektronischer Geräte eingesetzt. Aluminiumgehäuse für Smartphones und Tablets müssen immer die gleiche Größe haben. Spezifikationen für Abschirmkomponenten schützen empfindliche Elektronik vor elektromagnetischen Störungen.

Wann Sie sich für CNC-Bearbeitung entscheiden sollten

CNC-Bearbeitung ist aufgrund ihrer Wirtschaftlichkeit und Effizienz die ideale Wahl für Projekte mit weniger als 10.000 Einheiten . Sie müssen nicht viel Geld für Werkzeuge ausgeben, die für Großprozesse sofort benötigt werden. Die Programmierkosten sind dennoch gering, sodass Kleinserien und Prototypen kostengünstig hergestellt werden können. Unabhängig von der Anzahl der Teile kostet jedes Stück etwa gleich viel. Diese vorhersehbare Preisgestaltung erleichtert die Budgetplanung für Sonderteile.

Wenn Ihr Design Innengewinde , tiefe Löcher oder Hohlräume aufweist , entscheiden Sie sich für CNC-Bearbeitung. Damit lassen sich Stellen bearbeiten, die mit Gieß- oder Formverfahren nicht erreicht werden können. Mehrachsige Maschinen fertigen komplexe Formen mit hoher Präzision aus massiven Materialblöcken. Enge Innentoleranzen und präzise Positionierung verbessern die CNC-Fähigkeiten deutlich. Sie erhalten exakte Messungen für Dinge wie Bohrungen und Gewinde.

Was ist Druckguss?

Beim Druckguss wird heißes Metall unter hohem Druck in Stahlformen gepresst. Die Flüssigkeit füllt alle Hohlräume aus und verleiht Ihrem Teil seine Form. Metall härtet schnell aus, sodass fertige Teile immer in Sekunden oder Minuten fertig sind.

Mit dieser Methode werden komplizierte Außenformen in einem Schritt hergestellt. Ohne etwas zusammenzusetzen, entstehen feine Details, dünne Wände und komplexe Formen gleichzeitig. Stahlformen können dieselben Teile über Tausende von Zyklen hinweg immer wieder herstellen.

Druckguss eignet sich am besten für Legierungen aus Aluminium, Zink und Magnesium. Beim Schmelzen dieser Metalle fließen sie leicht und härten detailreich aus. Das Verfahren eignet sich gut zur Herstellung stabiler, aber leichter Teile für verschiedene Branchen.

Druckguss eignet sich optimal für die gleichzeitige Herstellung großer Mengen, wobei die Werkzeugkosten auf viele Einheiten verteilt werden. Die Anschaffungskosten der Form sind zwar hoch, die Stückkosten sinken jedoch deutlich, wenn mehr gekauft wird. Dieses Verfahren ist bei Produktionsläufen von mehr als 10.000 Stück wirtschaftlich.

So funktioniert Druckguss

Das Metall schmelzen

In einem Ofen erhitzen Hersteller Metalllegierungen, bis sie vollständig flüssig sind. Aluminium schmilzt üblicherweise bei etwa 660 Grad Celsius, um damit verarbeitet werden zu können. Für optimale Fließeigenschaften muss das geschmolzene Metall die richtige Temperatur haben.

Einspritzen in die Form

Ein Hydrauliksystem presst geschmolzenes Metall mit hohem Druck in die Stahlform. Die Einspritzgeschwindigkeit kann mehrere Meter pro Sekunde erreichen, wodurch Hohlräume nahezu sofort gefüllt werden. Der hohe Druck sorgt dafür, dass das Material auch die dünnen Teile und kleinen Details vollständig erreicht.

Abkühlung und Verfestigung

Sobald das Metall die kühleren Stahloberflächen der Form erreicht, beginnt es auszuhärten. Kühlkanäle in der Form führen die Wärme ab, was den Erstarrungsprozess beschleunigt. Je nach Teilegröße können die Zykluszeiten zwischen wenigen Sekunden und wenigen Minuten liegen.

Wenn Sie etwas richtig abkühlen, verzieht es sich nicht, wird nicht porös und es bilden sich keine inneren Spannungen. Dickere Teile benötigen mehr Zeit zum Abkühlen als dünnere.

Herausnehmen des fertigen Teils

Sobald das Metall im Inneren vollständig ausgehärtet ist, öffnet sich die Matrize von selbst. Auswerferstifte drücken das fertige Teil aus der Formhöhle. Das Teil kommt sauber heraus und kann bei Bedarf zugeschnitten oder anderweitig verwendet werden.

Wo Druckguss verwendet wird

Komponenten für die Automobilindustrie

Durch Druckguss werden Motorblöcke, Getriebegehäuse und Strukturhalterungen für Pkw und Lkw hergestellt. Aluminiumlegierungen machen Autos robuster und gleichzeitig deutlich leichter. Druckguss wird häufig für Teile des Kraftstoffsystems, der Lenkung und der Radnaben verwendet.

Gehäuse für Unterhaltungselektronik

Aluminiumdruckguss wird für die Gehäuse von Smartphones, Laptops und Tablets verwendet . Das Verfahren ermöglicht dünnwandige Gehäuse mit optimaler Wärmeableitung. In einem Arbeitsschritt werden präzise Details wie Montagevorsprünge und Anschlussöffnungen gefertigt.

Haushaltsgeräte

Im Druckgussverfahren werden Teile für Waschmaschinen, Kühlschränke und Klimaanlagen hergestellt. Leichte, aber stabile Aluminiumkonstruktionen eignen sich gut für die Gehäuse von Küchengeräten. Gehäuse für Kleingeräte wie Kaffeemaschinen, Mixer und Rührgeräte werden im Druckgussverfahren hergestellt.

Werkzeuge und Ausrüstung für die Industrie

Druckgussteile werden in Gehäusen von Elektrowerkzeugen wie Bohrmaschinen, Sägen und Schleifmaschinen verwendet. Das Material ist leicht genug für Komfort, aber dennoch robust genug, um Vibrationen und Stößen standzuhalten. Motorgehäuse und Getriebegehäuse schützen die darin enthaltenen Teile auch unter rauen Bedingungen.

Wann sollte man sich für Druckguss entscheiden?

Druckguss eignet sich für die Großserienproduktion von über 10.000 Einheiten pro Jahr. Die hohe Investition in die Form lohnt sich nur bei großen Stückzahlen. Die Stückkosten sinken drastisch, wenn die Produktionsmenge auf über tausend Stück ansteigt.

Wählen Sie Druckguss, wenn Ihr Design komplexe äußere Formen und Konturen aufweist. Dünne Wände, komplexe Details und eine leichte Bauweise sprechen für dieses Fertigungsverfahren. Das Verfahren erzeugt nahezu konturnahe Teile, die nur minimale Nachbearbeitung erfordern.

Projekte mit kurzen Zykluszeiten profitieren von den schnellen Produktionsmöglichkeiten des Druckgusses. Komponenten werden in Sekunden bis Minuten hergestellt, sodass Hunderttausende von Teilen möglich sind. Durchgängige Wiederholgenauigkeit stellt sicher, dass jedes Teil über die gesamte Produktionsdauer hinweg den Spezifikationen entspricht.

Beide Funktionen unter einem Dach

Sie müssen nicht mit mehreren Lieferanten zusammenarbeiten. Die integrierte Einrichtung von STEP bietet Ihnen Zugang zu präziser CNC-Bearbeitung und Druckguss in großen Stückzahlen und sorgt so für schnellere Zeitpläne und eine nahtlose Produktion vom Prototyp bis zur Massenfertigung.