Welche Rolle spielen Kerne bei der Herstellung komplexer Gussteile?
Die funktionale Rolle von Kernen im Druckguss
Kerne sind grundlegende, negativ geformte Elemente, die in eine Druckgussform eingesetzt werden, um interne Merkmale und komplexe äußere Geometrien zu erzeugen, die mit der reinen Formkavität nicht realisierbar wären. Sie sind das zentrale Mittel, um Komplexität in ein Gussteil einzubringen – einschließlich Hohlräumen, Hinterschneidungen, Innengewinden, Durchgangsbohrungen und komplexen Leichtbauaussparungen. Ohne Kerne wären Druckgussteile weitgehend auf massive oder einfach geformte Komponenten beschränkt. Der strategische Einsatz von Kernen, der bereits in der Phase Tool and Die konzipiert wird, verwandelt ein einfaches Gussteil in ein hochentwickeltes Near-Net-Shape-Bauteil, das häufig nur minimale Nachbearbeitung benötigt.
Kernarten und ihre Anwendung
Kerne lassen sich grob nach Material und Funktionsweise kategorisieren. Feste Kerne bestehen typischerweise aus dem gleichen gehärteten Stahl wie das Werkzeug und sind dauerhaft montiert. Sie dienen zur Herstellung statischer Innenkanäle. Bewegliche oder zurückziehbare Kerne sind komplexer: Sie werden mechanisch oder hydraulisch vor dem Schuss in Position gebracht und nach dem Erstarren des Bauteils zurückgezogen. Dadurch können Hinterschneidungen und komplexe Innenkanäle geformt werden. Für bestimmte Innengeometrien, die mit einem Metallkern nicht entformbar wären, können Sandguss-Techniken in den Hochdruck-Druckguss integriert werden, indem Sandkerne verwendet werden, die nach dem Guss herausgebrochen und ausgewaschen werden. Diese Vielseitigkeit ist entscheidend für die Herstellung komplexer Bauteile im Aluminiumdruckguss, Zinkdruckguss und Kupferdruckguss.
Ermöglichung von Designkomplexität und Teilekonsolidierung
Der fortschrittliche Einsatz von Kernen ist ein entscheidender Faktor für die Teilekonsolidierung – einer der größten Vorteile des Druckgusses. Anstatt mehrere gefertigte Einzelteile zu montieren, kann ein einziges, komplexes Druckgussteil zahlreiche Funktionen integrieren. Dies zeigt sich in Projekten wie unserem Gigabyte Custom GPU Frame, bei dem Kerne präzise Montagestellen und strukturelle Rippen in einem einzigen Schuss erzeugen. Ebenso sind Kerne entscheidend für die Herstellung interner Mechanismen und ästhetischer Details, wie sie beim Chanel Parfümflaschenverschluss zu finden sind. Diese Fähigkeit ist ein wesentlicher Bestandteil unseres die castings Design Service, bei dem wir die Geometrie von Anfang an auf Herstellbarkeit optimieren.
Kerndesign und Werkzeugkonstruktion
Das Design und die Herstellung eines funktionalen Kerns ist eine anspruchsvolle ingenieurtechnische Aufgabe. Die Geometrie des Kerns muss Materialschwindung berücksichtigen, Entformungsschrägen enthalten und so positioniert sein, dass sie dem enormen Druck und der thermischen Belastung beim Einspritzen der Metallschmelze standhält. Materialien wie H13-Stahl werden aufgrund ihrer Hochtemperaturfestigkeit und Beständigkeit gegen thermische Ermüdung ausgewählt. Eine korrekte Entlüftung ist ebenfalls entscheidend, damit Luft und Gase aus den Tiefen des Kernhohlraums entweichen können und keine Gussfehler entstehen. Diese hohe Präzision im Werkzeugbau ermöglicht die erfolgreiche Massenproduktion komplexer Komponenten.
