Precisiegieten vergeleken met andere productieprocessen

Vergelijkingsmatrix

Alleen kwalitatieve oriëntatie op een schaal van 1 tot 5, waarbij 5 het gunstigst is. De scores vatten algemene industriële ervaring samen; leveranciers, legeringen en afmetingen kunnen sterk afwijken.

De matrix lezen

De matrix vergelijkt de typische industriële praktijk. Ze rangschikt de processen niet als geheel, omdat de factoren voor elk onderdeel een ander gewicht hebben. Een onderdeel met eenvoudige vorm in grote serie weegt gereedschapskosten en materiaalbenutting heel anders dan een complex prototype.

Proces per proces

• Zandgieten heeft het grootste afmetingsbereik en lage modelkosten, met grovere toleranties en een ruwer oppervlak. Het is de natuurlijke keuze voor grote, zware stukken.
• Schaalvormgieten (Croning) gebruikt schalen van harsgebonden zand tegen verwarmde metalen modellen. Nauwkeurigheid en oppervlak liggen tussen zandgieten en precisiegieten; het past bij middelgrote series van matig complexe onderdelen in gietijzer en staal.
• Kokillegieten en hogedrukspuitgieten gebruiken permanente stalen vormen en zijn beperkt tot lager smeltende legeringen zoals aluminium, zink en magnesium. Spuitgieten is ongeëvenaard voor dunwandige onderdelen in zeer grote series, maar vraagt een hoge gereedschapsinvestering en beperkt ondersnijdingen.
• Centrifugaalgieten levert dichte ringen, bussen en buizen; de vormen zijn in wezen rotatiesymmetrisch.
• Lost-foamgieten maakt complexe vormen zonder kernen mogelijk, vooral in gietijzer en aluminium, met een oppervlak en nauwkeurigheid onder die van precisiegieten.
• Smeden geeft een kneedstructuur en hoge vermoeiingssterkte. De vormen zijn eenvoudiger, lossing en braam zijn nodig, en er volgt meestal aanzienlijke verspaning.
• CNC-verspanen uit het volle vraagt geen gereedschap en geeft de hoogste nauwkeurigheid; materiaalverlies en cyclustijd stijgen sterk met de complexiteit en bij moeilijke legeringen.
• Metaalspuitgieten (MIM) maakt zeer kleine, complexe onderdelen in zeer grote aantallen; stukgewicht en wanddikte zijn beperkt en het gereedschap is duur.
• Plaatbewerking en lasconstructies zijn flexibel voor kleine aantallen en grote constructies; de nauwkeurigheid hangt af van de opspanning, en lassen brengen vervorming en keuringsinspanning mee.
• Additieve fabricage biedt de grootste vormvrijheid zonder gereedschap, tegen hoge kosten per stuk en met eigen aandachtspunten voor oppervlak en eigenschappen. Ze vult precisiegieten ook aan door geprinte modellen te leveren.

Kijken naar de totale kosten

Een zinvolle vergelijking volgt het onderdeel tot de afgewerkte toestand:

1. het gereedschap en de afschrijving ervan over het verwachte aantal;
2. het uitgangsproduct (gietstuk, smeedstuk, staf) met inbegrip van materiaalrendement;
3. verspaningstijd en -gereedschap, afhankelijk van hoe dicht het uitgangsproduct bij de eindvorm ligt;
4. warmtebehandeling, oppervlaktebehandeling en beproeving;
5. assemblage- of lasbewerkingen die een ontwerp uit één stuk zou vermijden;
6. kwaliteitsrisico en logistiek.

Precisiegieten wint doorgaans wanneer de posten 3 en 5 de kosten van de alternatieven bepalen.

Processen combineren

Processen worden vaak gecombineerd: een precisiegietstuk met verspaande functionele vlakken, een gietstuk dat in een lasconstructie wordt ingelast, of geprinte modellen voor de eerste partij gevolgd door een wasmatrijs voor de serie. Via Modulus Metal kunnen alternatieven zoals zandgieten, spuitgieten en verspanen uit het volle voor hetzelfde onderdeel worden beoordeeld; zie mogelijkheden.