Wie lange dauert ein Metallgussprojekt von der Konstruktion bis zur Produktion?

Verständnis der Vorlaufzeiten im Metallguss: Von der Konstruktion bis zur Massenproduktion

In der Fertigungsindustrie ist die Vorhersagbarkeit der Vorlaufzeit entscheidend, um Lieferketten zu synchronisieren und die Time-to-Market zu minimieren. Für Metallguss-Projekte beträgt die Gesamtdauer von der Fertigstellung des Designs bis zur Lieferung des Erstmusterteils typischerweise 7 bis 16 Wochen, beeinflusst durch vier Kernphasen: Designvalidierung, Werkzeugherstellung, Produktion und Nachbearbeitung. Im Folgenden analysieren wir jede Phase mit technischen Benchmarks und Strategien zur Beschleunigung der Abläufe.

1. Konstruktions- & Entwicklungsphase (2–4 Wochen)

Wesentliche Aktivitäten:

• DFM-Analyse (Design for Manufacturability): Unser Die-Casting-Konstruktionsservice-Team führt 3D-Simulationen (z. B. MAGMAsoft®) durch, um Fließverhalten, Porositätsrisiken und thermische Spannungen vorherzusagen. Anpassungen der Wandstärke (ideal: 1,5–5 mm für Aluminium) oder Entformungsschrägen (1–3°) entstehen häufig in diesem Schritt.

• Prototypenvalidierung: Hybride Prototypenherstellung mit CNC-Bearbeitung (für kritische Toleranzen ±0,05 mm) und 3D-Druck (SLS/SLA für komplexe Geometrien) reduziert Iterationszyklen um 40 %.

Zeitspar-Tipp: Nutzen Sie Concurrent Engineering – überlappen Sie Materialtests (z. B. A380 Aluminium Zugtests) mit der Gestaltung des Werkzeugkonzepts.

2. Werkzeugentwicklung (3–8 Wochen)

Faktoren, die die Dauer beeinflussen:

• Auswahl des Werkzeugstahls:

  • H13 Warmarbeitsstahl: Benötigt 4–6 Wochen zum Härten (HRC 48–52), bietet jedoch eine Lebensdauer von über 500.000 Zyklen.

  • Hartmetall: 20 % schnellere Bearbeitung, jedoch 3× höhere Kosten. Ideal für Mikrostrukturen (<0,2 mm) im Zinkdruckguss.

• Werkzeugkomplexität: Einkavitäten-Werkzeuge: 3–4 Wochen. Mehrkavitäten- oder Mehrschieberwerkzeuge (z. B. für Automobilstecker): bis zu 8 Wochen.

Fallbeispiel: Ein Medizintechnik-Kunde verkürzte die Werkzeugbauzeit von 7 auf 5 Wochen durch modulare Einsätze aus Werkzeugstahl S7 für austauschbare Kernkomponenten.

3. Produktion & Nachbearbeitung (2–4 Wochen)

Gussprozesse:

• Hochdruck-Druckguss (HPDC): Zykluszeiten reichen von 15 Sekunden (kleine Zinkteile) bis zu 2 Minuten (große Aluminiumgehäuse). Legierungen wie A360 ermöglichen aufgrund besserer Fließfähigkeit schnellere Füllraten (80 m/s).

• Sekundäre Bearbeitung:

  • Eloxieren (Typ II/III): Benötigt 3–5 Tage für korrosionsbeständige Schichten (5–25 µm).

  • Pulverbeschichtung: 2–3 Tage für elektrostatische Beschichtung und Aushärtung (180–200 °C).

Wichtiger Hinweis: Nachbearbeitungen wie Gewindeschneiden (z. B. M6-Gewinde in Messing 360) können die Vorlaufzeit um 1 Woche verlängern.

4. Qualitätsprüfung (QA) & Zertifizierung (1 Woche)

Testverfahren:

• CMM-Messung (ISO 10360-2) zur Prüfung der Maßhaltigkeit (Standard ±0,1 mm).

• Röntgenprüfung (ASTM E155) zur Erkennung interner Hohlräume (<0,3 % zulässige Porosität).

Zertifizierungen: IATF 16949 für Automobilkunden erfordert 2–3 zusätzliche Tage für Dokumentation.

Beschleunigung der Prozesse: Bewährte Branchenstrategien

1. One-Stop-Service-Integration Nutzen Sie unser End-to-End-Serviceangebot, um Prototyping-, Werkzeugbau- und Produktionsteams zu synchronisieren und Übergabeverzögerungen um 30 % zu reduzieren.

2. Standardisierte Legierungsbibliotheken Vorqualifizierte Materialien wie Zamak 5 (ZnAl4Cu1) eliminieren 1–2 Wochen metallurgischer Tests.

3. Digital-Twin-Technologie Echtzeit-Werkzeugüberwachung über IoT-Sensoren reduziert die Fehlersuche während des Produktionsanlaufs um 50 %.

Wann sind Verzögerungen zu erwarten?

• Designänderungen nach Werkzeugbeginn: Änderungen mitten im Prozess (z. B. Hinzufügen von Hinterschneidungen) verlängern die Vorlaufzeit um 2–3 Wochen.

• Störungen in der Lieferkette: Speziallegierungen (z. B. CuNi10Fe1) können Beschaffungsverzögerungen von bis zu 4 Wochen verursachen.