Kaltkammer oder Warmkammer? Welche Druckgussmaschine passt zur Anwendung?
Kaltkammer und Warmkammer bezeichnen zwei grundlegende Verfahren des Druckgießens. Der Unterschied liegt vor allem darin, wie das flüssige Metall zur Gießeinheit gelangt. In der Praxis entscheidet diese konstruktive Trennung über geeignete Werkstoffe, Zyklus, Peripherie und letztlich auch darüber, welche Druckgussmaschine für eine Produktion sinnvoll ist.
Was ist der Unterschied zwischen Kaltkammer- und Warmkammer-Druckguss?
Beim Warmkammer-Druckguss steht die Gießeinheit unmittelbar mit dem flüssigen Metall im Ofen in Verbindung. Die Gießkammer kann sich nach einem Schuss wieder mit Schmelze füllen, ohne dass das Metall separat zur Maschine transportiert werden muss. Das Verfahren wird vor allem für Zink und bestimmte Magnesiumlegierungen eingesetzt.
Beim Kaltkammer-Druckguss wird die Schmelze dagegen außerhalb der Gießeinheit bereitgestellt und für jeden Schuss in die Gießkammer dosiert. Dieses Verfahren ist insbesondere für den Aluminiumdruckguss von zentraler Bedeutung.
Der entscheidende Unterschied liegt vor dem eigentlichen Gießvorgang
Druckguss folgt zunächst immer demselben Grundgedanken: Flüssiges Metall wird in eine geschlossene metallische Dauerform eingebracht, erstarrt dort und wird anschließend als Gussteil entnommen. Hohe Formfüllgeschwindigkeiten und hohe Drücke machen das Verfahren besonders interessant für präzise, dünnwandige und in großen Stückzahlen gefertigte Bauteile.
Kaltkammer und Warmkammer unterscheiden sich daher weniger im Ziel als im Weg dorthin. Entscheidend ist die Frage: Wo befindet sich die Schmelze und wie gelangt sie zur Gießkammer?
Kurze Wege zwischen Schmelze und Druckgießform
Beim Warmkammerverfahren befindet sich die Gießkammer direkt im beziehungsweise am beheizten Metallbad. Zieht sich der Gießkolben nach einem Gießvorgang zurück, kann erneut flüssiges Metall in den Gießbereich gelangen. Beim nächsten Schuss wird die Schmelze über die Gießgarnitur und das Mundstück in die geschlossene Druckgießform gepresst.
Der separate Transport einer Metallportion von einem externen Ofen in eine horizontal angeordnete Gießkammer entfällt. Dadurch werden Nebenzeiten reduziert. Warmkammermaschinen können deshalb insbesondere bei geeigneten Werkstoffen und hohen Stückzahlen sehr kurze Produktionszyklen erreichen.
Das klassische Einsatzgebiet ist der Zinkdruckguss. Auch bestimmte Magnesiumlegierungen können auf dafür ausgelegten Warmkammermaschinen verarbeitet werden.
Aktuell verfügbare Maschinen finden Sie bei FISS unter gebrauchte Warmkammer-Druckgussmaschinen .
Separate Schmelzebereitstellung für Aluminium und große Gießzellen
Bei einer Kaltkammer-Druckgussmaschine befinden sich die wesentlichen Bauteile der Gießeinheit außerhalb der Schmelze. Das Metall wird in einem separaten Ofen geschmolzen oder warmgehalten und anschließend für jeden Gießzyklus in die Gießkammer eingebracht.
Die Dosierung kann beispielsweise über einen Dosierofen , ein Metalldosiergerät oder eine andere automatisierte Zuführeinrichtung erfolgen. Anschließend bewegt der Gießkolben die Schmelze durch das Gießsystem in die geschlossene Form.
Besonders wichtig ist dieses Maschinenprinzip im Aluminiumdruckguss. Kaltkammeranlagen sind häufig Teil umfangreicher automatisierter Druckgusszellen, in denen Hauptmaschine, Metallversorgung, Formsprühen, Entnahme, Temperierung und Nachbearbeitung aufeinander abgestimmt werden.
Passende Anlagen finden Sie unter gebrauchte Kaltkammer-Druckgussmaschinen .
Kaltkammer und Warmkammer auf einen Blick
| Kriterium | Warmkammer | Kaltkammer |
|---|---|---|
| Gießeinheit | Steht unmittelbar mit dem flüssigen Metall im Ofensystem in Verbindung. | Befindet sich außerhalb der Schmelze. |
| Metallzuführung | Die Gießkammer kann sich aus dem Metallbad erneut füllen. | Metall wird für jeden Schuss separat in die Gießkammer dosiert. |
| Typische Werkstoffe | Vor allem Zink, außerdem bestimmte Magnesium- sowie niedrigschmelzende Legierungen. | Vor allem Aluminium, außerdem je nach Prozess Magnesium, Kupfer- und weitere geeignete Legierungen. |
| Zykluszeit | Tendenziell kürzer, weil kein separater Metalltransfer zur Gießkammer erforderlich ist. | Zusätzlicher Prozessschritt durch die Dosierung der Schmelze. |
| Typische Peripherie | Ofen/Gießbehälter, Sprühtechnik, Entnahme, Temperierung, Förder- und Separiertechnik. | Dosierofen oder Metalldosierung, Sprühanlage, Roboter, Temperierung, Kühlung und häufig Entgratpresse. |
| Typische Produktionsumgebung | Stark getaktete Serienfertigung, besonders im Zinkdruckguss. | Aluminium-Druckgusszellen von der Einzelmaschine bis zur vollständig automatisierten Fertigungszelle. |
Welcher Werkstoff wird mit welchem Verfahren verarbeitet?
In vielen Projekten lässt sich die erste Richtung bereits aus dem Werkstoff ableiten. Trotzdem sollte eine Legierung nicht nur nach ihrem Grundmetall beurteilt werden. Zusammensetzung, Verarbeitungstemperatur, Bauteil und Produktionsprozess müssen zusammen betrachtet werden.
Das wichtigste Einsatzgebiet des industriellen Kaltkammer-Druckgusses.
Sehr gut für schnell getaktete Warmkammer-Serienproduktion geeignet.
Je nach Legierung, Bauteil und Prozess sind Warm- und Kaltkammerlösungen möglich.
Für geeignete Kupferlegierungen kommt das Kaltkammerverfahren infrage.
Beide Verfahren benötigen mehr als nur eine Gießeinheit
Unabhängig vom Verfahren besteht eine Druckgussmaschine grundsätzlich aus zwei zentralen Funktionsbereichen: Formschließeinheit und Gießeinheit.
Die Formschließeinheit öffnet und schließt die Druckgießform und muss sie während des Gießvorgangs zuverlässig geschlossen halten. Die Gießeinheit fördert das flüssige Metall mit der erforderlichen Geschwindigkeit in die Form und baut den für den Prozess erforderlichen Druck auf.
Hinzu kommen unter anderem Auswerfereinheit, Kernzüge, Maschinenantrieb und Steuerung. In einer realen Produktionszelle erweitert sich dieses System häufig um Formsprühtechnik, Roboter, Temperierung, Metallversorgung, Fördertechnik und Nachbearbeitung.
Entsprechende Komponenten finden Sie bei FISS auch im Bereich Automation für Kaltkammer-Druckguss und Automation für Warmkammer-Druckguss .
Praxisbeispiel einer Warmkammer-Druckgussmaschine
Technische Prinzipskizzen erklären den Prozess. Ein Blick auf reale Gebrauchtmaschinen zeigt zusätzlich, wie diese Technik in einer industriellen Anlage umgesetzt wird.
Die richtige Reihenfolge: erst Prozess, dann konkrete Maschine
Eine häufige Abkürzung bei der Gebrauchtmaschinensuche lautet: gewünschte Schließkraft festlegen und anschließend nach einem passenden Modell suchen. Für eine belastbare technische Auswahl reicht das nicht aus.
Werkstoff und Verfahren festlegen
Aluminium führt typischerweise zum Kaltkammerverfahren, Zink meist zum Warmkammerverfahren. Bei Magnesium muss das konkrete Verfahren genauer betrachtet werden.
Bauteil und Werkzeug prüfen
Gießgewicht, projizierte Fläche, Werkzeugabmessungen, Wanddicken und Qualitätsanforderungen bestimmen die technische Auslegung wesentlich mit.
Maschinenparameter abgleichen
Erst jetzt werden Schließkraft, Gießeinheit, Werkzeugraum, Plattengröße, Säulenabstände, Steuerung und weitere Maschinendaten bewertet.
Die gesamte Druckgusszelle betrachten
Metallversorgung, Sprühen, Entnahme, Temperierung, Kühlung, Fördertechnik und Entgratung entscheiden mit darüber, ob eine Maschine produktiv integriert werden kann.
Worauf sollte man beim Kauf einer gebrauchten Druckgussmaschine achten?
Ist das geeignete Verfahren bestimmt, beginnt die eigentliche Bewertung der Maschine. Hersteller und Baujahr liefern zwar erste Hinweise, sagen allein aber noch wenig darüber aus, ob eine Anlage für die geplante Produktion geeignet ist.
- passende Schließkraft für Bauteil und Werkzeug
- Gießaggregat, Schussgewicht und Gießkammerauslegung
- Werkzeugabmessungen, Plattengröße und verfügbarer Werkzeugraum
- Zustand von Schließeinheit, Hydraulik und Gießeinheit
- Steuerung, Softwarestand und Schnittstellen
- Auswerfer- und Kernzugtechnik
- Ofen, Dosierung und Metallversorgung
- Formsprühen, Entnahme, Temperierung und Entgratung
- Dokumentation und bekannte Wartungs- oder Überholungshistorie
- Demontage-, Transport- und Wiederinbetriebnahmebedingungen
Gerade bei größeren Kaltkammerzellen lohnt sich der Blick auf das Gesamtsystem. Eine Hauptmaschine kann technisch geeignet sein und trotzdem wirtschaftlich unattraktiv werden, wenn entscheidende Peripherie fehlt oder vorhandene Komponenten nicht zur vorgesehenen Produktion passen.
Einen Überblick über aktuell angebotene gebrauchte Druckgussmaschinen finden Sie direkt bei FISS.
Drei typische Ausgangssituationen
Aluminiumgehäuse in industrieller Serie
Für Aluminium führt die Auswahl typischerweise zum Kaltkammerverfahren. Danach müssen Werkzeug, Schließkraft, Gießaggregat, Schussgewicht und erforderliche Automation definiert werden.
Zinkbauteil mit hohen Stückzahlen
Bei klassischen Zinkdruckgussteilen ist das Warmkammerverfahren häufig die naheliegende Lösung. Die direkte Verbindung zur Schmelze ermöglicht kurze Prozesswege und hohe Produktionsraten.
Vorhandenes Werkzeug soll weiterverwendet werden
Dann genügt die Unterscheidung Warmkammer oder Kaltkammer nicht. Werkzeugabmessungen, Schließkraft, Gießeinheit, Schnittstellen und Peripherie müssen mit einer konkreten Gebrauchtmaschine abgeglichen werden.
Die Werkstoffwahl gibt die Richtung vor – die Anwendung entscheidet
Der technische Unterschied zwischen Kaltkammer und Warmkammer lässt sich klar erklären: Bei Warmkammermaschinen steht die Gießeinheit direkt mit der Schmelze in Verbindung. Beim Kaltkammerverfahren wird das Metall außerhalb der Gießeinheit bereitgestellt und für jeden Schuss separat dosiert.
Daraus ergeben sich typische Einsatzgebiete: Aluminium wird überwiegend im Kaltkammerverfahren, Zink überwiegend im Warmkammerverfahren verarbeitet. Magnesium kann abhängig von Legierung und Prozess mit beiden Maschinenprinzipien verarbeitet werden.
Für die Auswahl einer konkreten gebrauchten Druckgussmaschine ist diese Einteilung jedoch nur der Anfang. Entscheidend ist immer, ob Maschine, Werkzeug, Gießaggregat und Automation als Gesamtsystem zur geplanten Produktion passen.
Fragen zu Kaltkammer- und Warmkammer-Druckguss
Was ist der Hauptunterschied zwischen Kaltkammer und Warmkammer?
Beim Warmkammerverfahren ist die Gießeinheit direkt mit der Schmelze verbunden. Beim Kaltkammerverfahren wird das flüssige Metall separat bereitgestellt und für jeden Gießzyklus in die Gießkammer dosiert.
Wird Aluminium im Kaltkammer- oder Warmkammerverfahren gegossen?
Aluminium wird im industriellen Druckguss typischerweise mit Kaltkammer-Druckgussmaschinen verarbeitet. Die Aluminiumschmelze wird außerhalb der Gießeinheit bereitgestellt und anschließend dosiert.
Welches Verfahren wird für Zinkdruckguss eingesetzt?
Zinkdruckguss wird überwiegend im Warmkammerverfahren durchgeführt. Die Gießeinheit steht direkt mit der Schmelze in Verbindung, wodurch besonders kurze Prozesswege möglich sind.
Kann Magnesium warm und kalt vergossen werden?
Ja. Je nach Legierung, Bauteil und Produktionsprozess können bei Magnesium sowohl Warmkammer- als auch Kaltkammermaschinen eingesetzt werden.
Ist Warmkammer-Druckguss immer schneller?
Das Warmkammerprinzip reduziert den separaten Metalltransfer und ermöglicht deshalb grundsätzlich kürzere Nebenzeiten. Die tatsächliche Zykluszeit hängt jedoch zusätzlich von Bauteil, Werkzeug, Erstarrung, Sprühprozess, Entnahme und Automation ab.
Reicht die Schließkraft zur Auswahl einer Druckgussmaschine?
Nein. Zusätzlich müssen unter anderem Gießaggregat, Schussgewicht, Werkzeugabmessungen, Werkzeugraum, Plattengröße, Steuerung, Peripherie und technischer Zustand zur vorgesehenen Produktion passen.
Was tun, wenn FISS aktuell keine passende Maschine gelistet hat?
In diesem Fall kann FISS gezielt nach einer Maschine recherchieren. Dazu werden technische Anforderungen, gewünschter Maschinentyp, Herstellerpräferenzen und Projektzeitraum als Suchprofil definiert.
Sie kennen die Anwendung – FISS sucht die passende Maschine.
Wenn aktuell keine geeignete Druckgussmaschine im Bestand verfügbar ist, kann FISS gezielt nach passenden Gebrauchtmaschinen und kompletten Druckgusszellen suchen. Je genauer Werkstoff, Werkzeug- und Produktionsanforderungen bekannt sind, desto gezielter lässt sich die technische Auswahl eingrenzen.
Quelle
Bührig-Polaczek, A.; Michaeli, W.; Spur, G. (Hrsg.): Handbuch Urformen, Carl Hanser Verlag, Kapitel 1.6.4 „Druckgießen“.
