Waarom gaat gietwerk mis? Hieronder 10 redenen…
1. Gietstukken zijn complex en lastig te produceren. Er is kennis nodig om een gietstuk goed te ontwerpen. Constructeursopleidingen behandelen metaalgieten ontoereikend of de inhoud is achterhaald.
2. Wanneer je een gietstuk inzet dan levert dat vaak problemen op. Kwaliteitsproblemen, vertragingen in de planning, een verkeerde leverancier, maatafwijkingen, te hoge procesuitval, onverwachte meerkosten… het komt allemaal voor.
3. Een gietstuk loopt op het kritische tijdpad. Het gietproces stelt je in staat het materiaal daar neer te leggen waar je het nodig hebt voor bijvoorbeeld vorm, stijfheid maar ook als sluitstuk tussen parts. Hierdoor wordt het deel als laatste vrijgegeven. Echter het heeft een lange doorlooptijd o.a door de aanmaak van gereedschappen en bij de assemblage is het vaak als eerste nodig.
4. Een gietlegering is niet sterk. De eigenschappen in het gietstuk zijn onvoorspelbaar en afhankelijk van de positie in het gietstuk. De sterkte en rek (elongation) vallen lager uit dan de normwaarden die bij het ontwerpen zijn gebruikt.
5. In een gietstuk zitten porositeiten. Meestal zitten ze precies op de plek waar ze juist niet gewenst zijn. Als er tijdens de bewerking geen porositeiten naar boven komen zijn er ook nog de maatafwijkingen waardoor het buiten specificatie kan vallen,
6. Een aluminium gietstuk is lastiger oppervlakte te behandelen. En als je ze (technisch) anodiseert worden ze grauw en grijs.
7. Gieten is alleen geschikt voor aantallen vanwege de model/matrijs-kosten. Prijzen voor gietwerk in Nederland zijn duur. In Azië zijn de partkosten vaak gunstiger maar de kwaliteit is moeilijk te beheersen. Het kan natuurlijk wèl interessant zijn, maar gedegen gietkennis is dan essentieel.
8. Het is vereist kennis en ervaring te hebben om een goed gietontwerp te engineeren. Wanneer de ervaring bij andere goed functionerende vormgevingtechnieken zit, is het risico bij gietstukken soms te groot. Ontwerpen in technieken, zoals CNC-frezen of samengestelde (las)constructies, is vaak sneller en eenvoudiger, maar niet altijd het efficiëntst.
9. De kwaliteit van een gietstuk is de verantwoordelijkheid van de gieterij. Deze wordt namelijk vooral bepaald door het gietsysteem en de procesparameters. Als constructeur heb je daar geen invloed op, vaak kiest tenslotte inkoop de toeleverancier (op kostprijs).
10. De communicatie binnen het ontwerpteam is ingewikkeld. Er zijn veel partijen betrokken bij het ontwerp met verschillende belangen. De informatie over de gietbaarheid van een ontwerp is al in een vroeg ontwikkelingstadium nodig. Echter krijg je deze informatie niet voordat je het gietstuk besteld. Modelwijzigingen na de vrijgave zijn dan een gevolg.
Samengevat; een goed gietontwerp vereist ervaring en specifieke kennis waarbij communicatie tussen de gieter en jou als constructeur cruciaal is om een win-win situatie te creëren. Een aantal van deze fouten zijn daarmee zelfs op te lossen en kunnen voorkomen worden.
Het zou ideaal zijn wanneer een stollingssimulatie en/of porositeitssimulatie tijdens het ontwerpen kan worden vergeleken met de FEM sterkte-simulatie. Hoog-belaste zones in een ontwerp mogen natuurlijk niet samenvallen met de ‘hotspots’ (potentiële porositeitslocaties) van het gietproces. Een succesvol gietstuk ontwerpen staat of valt bij het tijdig controleren op gietbaarheid.
Je kan dit nu zelf uitproberen aan de hand van een gratis gietbaarheidstest. Ontdek de ‘hotspots’ in je eigen CAD model. Geïnteresseerd? Deel jouw ervaring bij het ontwerpen van aluminium gietstukken (goed en minder gunstig) in het commentaarveld hieronder én stuur jouw CAD model naar ons op. Je ontvangt nu deze gietbaarheidstest cadeau.
Vul hieronder je naam en e-mailadres in en je ontvangt direct het e-book over aluminium legeringen.
Hoi Ellen ik heb in het verleden een test gedaan om een nieuw spuitgiet model te testen hiervoor heb ik aluminium gegoten aan de hand van een geprint 3D model dat in een zandvorm werd gebruikt. Was super goedkoop en snel te realiseren! Advies maak de 3D print iets groter om krimp en bewerking mogelijk te maken.
Beste Kasper,
Ja dat is een mooie techniek om snel wat uit te proberen. Krimp is zeker een item om rekening mee te houden. Wil je de juiste maten dan luistert dit erg nauw. Ellen
Goed en herkenbaar verhaal!
Dank voor je reactie!. We hebben je file ontvangen en gaan ermee aan de slag.
Denk maar aan de Onu die wij voor Lucent Technologies hebben gemaakt bij Giessen in Antwerpen.
Ook hier waren een aantal slagen nodig om een goed resultaat te bereiken.
Wat wel goed werkt is samen met een betrouwbare leverancier te werken, waarbij de kosten voor advies alleen betaald worden als het project daar niet door gaat. Eerlijk manier van werken lijkt mij.
Een afspraak maken voor ontwikkelingskosten die alleen in rekening gebracht worden wanneer er geen (serie) producten worden afgenomen is een goede optie. Daarmee geven de gieterijen wel hun expertise bloot. Hun bestaansrecht is echter niet de ontwikkeling, maar juist de producten. Lastig dilemma soms. De Onu herinner ik mijn nog goed. Dank voor je bijdrage.
De sterkte zal met een in zand gegoten gietstuk niet te vergelijken zijn met een hoge druk gegoten gietstuk. Dit kun je niet 1 op 1 vergelijken. Het hogedruk gegoten product zal minder sterk zijn! Houdt hier rekening mee. Ook zijn vaak de legeringen tussen zand- en hogedruk gieten anders. Voor passing testen natuurlijk een prima oplossing.
Ja daar heb je helemaal gelijk in! Hier kun je daar iets meer over vinden in https://aluknowledge.com/aluminium-gietlegeringen-help-reden-4-vormbaar/
In de normen vind je echter nog specifiekere info of makkelijker toegankelijk voor maar €215,- per jaar in https://aluknowledge.com/alu-key/.
Beste Ed,
Het is geen regel van Meden en Perzen dat een zandgietlegering sterker is dan HPDC legering. Hier spelen bijvoorbeeld samenstelling, afkoelsnelheid, wanddikte, gietsysteem én thermische spanningen een rol.
Samenstelling: welke microstructuur (w.o. precipitaten) worden er gevormd?
Afkoelsnelheid: hoe sneller (HPDC), hoe fijner de dendrieten, hoe sterker!
Wanddikte: hoe dikker hoe meer kracht het deel aankan, maar hoe grover de structuur en dus lagere belastbare (trek)spanningen per mm2
Gietsysteem: misschien wel de aller belangrijkste. Porositeiten kan men hiermee verplaatsen, liefst buiten het gietstuk of naar laag-belaste zones.
In mijn ogen zijn GIETSIMULATIES EEN ESSENTIEEL HULPMIDDEL zoals ook uit dit artikel blijkt.
Thermische spanningen komen snel boven de 100MPa uit! Drukspanningen zitten aan het oppervlak, maar als de ‘schil’ eraf bewerkt wordt komen trekspanningen(!) aan het oppervlak. Daar gaat het vaak fout.
Met een warmtebehandeling kan men soms de mechanische eigenschappen verdubbelen! Hulp van een giet-expert is geen overbodige luxe, er gaat dan een wereld aan mogelijkheden open.
Bij het monteren van aluminium gietstukken voor elektrische doeleinden, bleken deze bij aandraaien van de benodigde bouten, scheuren op te treden bij een aantal gietelingen. Een ongewenste toestand dus. Bij nader onderzoek bleek, dat het gebruikte materiaal: Galsi 12 ijzer te bevatten. Doordat tijdens het gietproces was nagelaten de aluminiummassa door te roeren, was het legeringsdeel ijzer naar de bodem van de gietpan gezakt een vormde een groot deel van de gieteling, waardoor de buigsterkte niet meer optimaal was en de legering slecht verdeeld. Door tijdens het gieten de massa in beweging te houden werd uiteindelijk het probleem opgelost.