Druckguss vs. Druckguss: Auswahl anhand entscheidender Unterschiede

Die Entscheidung zwischen Druckguss und Hochdruck-Druckguss für Ihre Fertigungsprojekte kann schwierig sein, da diese beiden Verfahren auf den ersten Blick ähnlich erscheinen. Die Qualität des Endprodukts, die Kosten und sogar die Möglichkeit der Wärmebehandlung unterscheiden sich jedoch grundlegend.

In diesem Leitfaden zeigen wir Ihnen genau, wie sich diese Fertigungsverfahren hinsichtlich Porosität, Festigkeit, Wärmebehandlung, Kosten und Konstruktionsgrenzen vergleichen lassen – damit Sie die richtige Entscheidung für Ihr Produktionsprogramm treffen können.

Kurzurteil: Welches sollten Sie wählen?

Wählen Sie Druckguss (HPDC) Wenn Sie in großen Stückzahlen dünnwandige Teile (wie Gehäuse, Steckverbinder, Kühlkörper) mit engen kosmetischen Toleranzen benötigen und keine T6-Wärmebehandlung erforderlich ist.

Wählen Sie das Abpressverfahren Wenn Ihr Bauteil hohen Ermüdungsbelastungen standhalten, Druckdichtheitsprüfungen bestehen oder eine T6-Wärmebehandlung erfordern muss – und Sie bereit sind, eine längere Zykluszeit für erstklassige mechanische Eigenschaften in Kauf zu nehmen.

Noch unsicher? Lesen Sie weiter und erfahren Sie mehr.

Wie die beiden Gießverfahren funktionieren

Die Funktionsweise jedes Verfahrens bestimmt die Erwartungen an alle nachfolgenden Prozesse, von der internen Qualität bis zur Zykluszeit. Beim Hochdruck-Druckgießen wird ein Formhohlraum schnell unter Einspritzdruck gefüllt, während beim Pressgießen ein anhaltender Druck während der Erstarrung des Metalls wirkt.

Was Hochdruck-Druckguss anders macht

In Hochdruck-DruckgussverfahrenBeim Spritzgießen wird flüssiges Metall mit hoher Geschwindigkeit durch eine Spritzhülse in eine Stahlform eingespritzt. Der Einspritzdruck liegt typischerweise zwischen 10 und 175 MPa, abhängig von der Legierung und der Teilegeometrie. Das Metall füllt den Formhohlraum innerhalb von Millisekunden, wodurch eine hervorragende Maßgenauigkeit und feine Oberflächendetails erzielt werden.

Der Nachteil besteht darin, dass schnelles Einspritzen turbulente Strömungen begünstigt. Luft und Gas werden im Hohlraum eingeschlossen, und dieses eingeschlossene Gas bildet nach der Erstarrung des Metalls innere Porosität. Zwar wird während des Einspritzens Druck aufgebracht, dieser wird jedoch während der Erstarrungsphase nicht so kontrolliert aufrechterhalten wie beim Druckgießen.

Was das Squeeze Casting in der Praxis bedeutet

Beim Druckgießen, auch Flüssigmetallschmieden genannt, wird flüssiges Metall in eine offene Form gegossen und anschließend mit einer hydraulischen Presse unter Druck gesetzt, um den Erstarrungsprozess zu unterstützen. Diese Druckphase unterscheidet das Verfahren vom herkömmlichen Druckgießen. Der anhaltende Druck, oft zwischen 50 und 150 MPa, presst das Metall beim Zusammenziehen gegen die Formwände, wodurch Schwindungsporosität reduziert und das Mikrogefüge verfeinert wird.

Die langsame, kontrollierte Füllung erzeugt eine laminare Strömung anstelle einer turbulenten Einspritzung. Dadurch wird weniger Luft eingeschlossen, und das resultierende Gussteil ist dichter und weist weniger innere Defekte auf.

Direkter Vergleich: Druckgussverfahren vs. Hochdruck-Druckguss

Porosität, Leistung und Wärmebehandlung

Die innere Festigkeit ist einer der wichtigsten Unterschiede zwischen den beiden Verfahren. Art, Verteilung und Ausmaß der Porosität variieren erheblich je nachdem, wie das Metall fließt und erstarrt.

Warum Porosität beim Druckguss entsteht

Beim Hochdruck-Druckgießen erzeugt die Hochgeschwindigkeitseinspritzung eine turbulente Strömung im Formhohlraum. Luft und Gase werden in den Metallstrom eingeschleust, bevor sie entweichen können. Beim Abkühlen des Metalls bleiben diese Einschlüsse als Gasporosität – kleine, im gesamten Bauteil verteilte Hohlräume – bestehen. Auch Schwindungsporosität kann entstehen, wenn dickere Bereiche ohne ausreichenden Druckausgleich zuletzt abkühlen. Das Ergebnis ist ein Bauteil mit messbaren inneren Poren, die die strukturelle Integrität und die Druckfestigkeit beeinträchtigen, selbst wenn die optische Qualität einwandfrei erscheint.

Für einen detaillierteren Einblick in unsere Methoden zur Erkennung und Lösung dieser Probleme lesen Sie bitte unseren entsprechenden Leitfaden. Porositätserkennung und -prävention im Druckguss.

Wie das Squeeze Casting die Lücke schließt

Beim Druckgießen werden durch den anhaltenden hydraulischen Druck während der Erstarrung entstehende Lunker sofort geschlossen. Das Metall wird kontinuierlich gegen die Formoberfläche gepresst, wodurch der Wärmeaustausch beschleunigt und ein feineres, gleichmäßigeres Gefüge erzeugt wird. Die langsamere, laminare Füllung verhindert zudem von vornherein Gaseinschlüsse. Das Ergebnis ist ein dichteres Bauteil mit nahezu porenfreier Struktur.

Was dies für Sie bedeutet

Bei nichttragenden oder kosmetischen Teilen sind die Porositätswerte im Standard-Druckguss oft akzeptabel. Bei druckführenden Bauteilen, ermüdungsbeanspruchten Strukturen oder Teilen, die Röntgen- oder Dichtheitsprüfungen bestehen müssen, ist die innere Dichtheit jedoch von entscheidender Bedeutung.

Hier ist auch Wärmebehandlung kommt in.

Bei Hochdruck-Druckgussteilen ist eine T6-Wärmebehandlung in der Regel nicht möglich – das im Inneren vorhandene Gas dehnt sich während der Lösungsglühung aus und verursacht Blasenbildung. 

Durch die reduzierte Porosität von im Druckgussverfahren hergestellten Teilen wird eine hohe Beständigkeit gegenüber T6 ohne Blasenbildung erreicht, wodurch eine höhere Festigkeit nach der Behandlung erzielt wird.

Wenn in Ihrer Zeichnung die mechanischen Eigenschaften nach der Wärmebehandlung spezifiziert sind, ist das Druckgießen das besser geeignete Basisverfahren.

Gestaltungsfreiheit, Geometrie und typische Anwendungen

Beide Verfahren stellen unterschiedliche Anforderungen an die Bauteilgeometrie, die Wandstärke und die Komplexität der Merkmale. Das richtige Verfahren hängt von den konkreten Anforderungen der Konstruktion ab.

Dünne Wände versus dicke Bauteile

Das Hochdruck-Druckgießen eignet sich hervorragend für dünnwandige Bauteile. Die hohe Einspritzgeschwindigkeit und der hohe Druck pressen das Metall in feine Konturen und dünne Bereiche, bevor die Erstarrung einsetzt. Wandstärken unter 2 mm sind im Standard-HPDC-Verfahren realisierbar.

Das Pressgießen eignet sich besser für dickere Bauteile, bei denen Schwindung sonst ein Problem darstellt. Sehr dünne Wände lassen sich mit diesem langsameren, druckbeaufschlagten Pressgießverfahren schwieriger füllen.

Komplexe Geometrien und Potenzial für nahezu endformnahe Geometrie

Das Hochdruck-Druckgussverfahren eignet sich hervorragend für die endkonturnahe Fertigung geometrisch komplexer Teile mit Hinterschneidungen, Kernen und filigranen Außenkonturen. Die Präzision des Werkzeugs und die hohe Einspritzgeschwindigkeit ermöglichen die gleichbleibende Wiedergabe feinster Details.

Das Druckgießverfahren erzeugt ebenfalls endkonturnahe Bauteile, allerdings ist die Komplexität der inneren Strukturen stärker eingeschränkt.

Beide Verfahren reduzieren die Nachbearbeitung im Vergleich zum Sand- oder Kokillenguss, aber HPDC bietet in der Regel eine höhere anfängliche Maßgenauigkeit.

Gängige Anwendungsfälle im Automobil- und Industriebereich

Hochdruck-Druckguss ist das Standardverfahren für Kühlkörper, Motorgehäuse, Halterungen, Elektronikgehäuse und Getriebegehäuse. Oberflächenbeschaffenheit, Maßgenauigkeit und Volumen am wichtigsten.

Das Druckgussverfahren zielt auf Anwendungen ab, bei denen mechanische Integrität Priorität haben Bremssättel, Achsschenkel, Querlenker und Hydraulikkomponenten. Auch Luft- und Raumfahrtkomponenten aus Aluminium- und Magnesiumlegierungen eignen sich für das Druckgussverfahren, sofern ein gutes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht und eine hohe Dauerfestigkeit gefordert sind.

Kostenfaktoren beider Gießverfahren

Die Prozessauswahl erfolgt selten allein aufgrund der Qualität. Produktionsvolumen, Werkzeuginvestitionen und Zykluszeit beeinflussen die wirtschaftliche Rentabilität.

Hochdruck-Druckgusswerkzeuge HPDC-Werkzeuge sind in der Regel in der Anschaffung teurer. Sie erfordern hochwertige Werkzeugstähle und eine präzise Bearbeitung der Kühlkanäle, um hohen Einspritzdrücken und langen Produktionsläufen gerecht zu werden.

Die Formen für das Druckgussverfahren sind einfacher konstruiert und in der Anschaffung günstiger, dieser Vorteil muss jedoch gegen die längere Zykluszeit des Verfahrens abgewogen werden.

Die versteckten Kosten: Warum das Quetschgießen NICHT immer besser ist

Manche Anbieter preisen das Pressgießen als das „überlegene“ Verfahren an. Doch hier ist die Wahrheit, die sie Ihnen nicht immer sagen werden:

• Längere Zykluszeit: Das Gießen mit Druckgussverfahren dauert 2 bis 5 Minuten pro Schuss, im Vergleich zu 30 bis 120 Sekunden beim Hochdruck-Dotierguss. Bei der Serienproduktion bedeutet das eine deutlich geringere Teileanzahl pro Stunde.

• Höherer Werkzeugverschleiß: Der anhaltende Hydraulikdruck übt eine extreme Belastung auf das Werkzeug aus, was im Vergleich zu Standard-HPDC-Werkzeugen zu einer kürzeren Werkzeuglebensdauer führt.

• Höhere Kosten pro Teil: Bei jährlichen Produktionsmengen über 50,000 Stück ist das Pressgießen aufgrund der längeren Zykluszeit oft 30 bis 50 % teurer pro Teil als das Hochdruck-Druckgießen.

Hier unser ehrlicher Rat: Bei dünnwandigen Bauteilen unter 2 kg, die keine T6-Behandlung benötigen, ist Druckguss die wirtschaftlich und technisch überlegene Wahl. Moldie ist auf die Serienfertigung von Hochdruck-Druckgussteilen spezialisiert und kann Ihnen helfen zu beurteilen, ob Druckgießen für Ihre Konstruktion überdimensioniert ist.

Ein praktischer Auswahlrahmen

Zum Abschluss dieses Blogbeitrags fassen wir das anfängliche Schnellurteil noch einmal zusammen und betrachten die Erkenntnisse aus dem Blog, um einen vollständigen praktischen Auswahlrahmen zu erstellen:

Wählen Sie Hochdruck-Druckguss (HPDC), wenn:

• Ihr jährliches Produktionsvolumen ist hoch (typischerweise über 50,000 Stück).

• Ihr Bauteil weist dünne Wände (unter 2 mm) oder komplexe äußere Merkmale auf.

• Sie benötigen enge Maßtoleranzen und glatte Oberflächen.

• Ihre Anwendung erfordert keine T6-Wärmebehandlung

• Sie arbeiten mit Aluminiumlegierungen wie A380 oder A383.

• Typische Bauteile: Gehäuse, Abdeckungen, Halterungen, Elektronikgehäuse, Kühlkörper

HPDC bietet kurze Zykluszeiten, gleichbleibende kosmetische Qualität und hervorragende Kosteneffizienz auch bei großen Stückzahlen. Im kommerziellen Bereich ist es für OEM/ODM-Programme mit hohem Volumen kaum zu übertreffen.

Wählen Sie das Pressgussverfahren, wenn:

• Ihr Bauteil muss Druckdichtigkeitsprüfungen oder Dichtheitsprüfungen bestehen.

• Die Anwendung beinhaltet hohe zyklische Belastungen oder Ermüdungsbeanspruchung

• Für Ihre Konstruktion ist eine T6-Wärmebehandlung erforderlich, um maximale mechanische Eigenschaften zu erzielen.

• Innere Dichte und strukturelle Integrität sind nicht verhandelbar.

• Ihr Jahresvolumen ist geringer (unter 50,000 Stück), was die längeren Zykluszeiten ausgleicht.

• Typische Bauteile: Bremssättel, Achsschenkel, Querlenker, Hydraulikgehäuse, Luft- und Raumfahrtkomponenten

Das Pressgießen rechtfertigt die längere Zykluszeit und die höheren Stückkosten, wenn die mechanische Zuverlässigkeit höchste Priorität hat. Bei bestimmten Geometrien erreichen pressgegossene Aluminiumteile eine ähnliche Dauerfestigkeit wie Schmiedeteile.

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