Nachweisbare Toleranzen für Druckgussteile
Gussmaße nach ISO 8062-3 in CT5–CT6, bearbeitete Funktionsmaße mit ±0,05 mm und kritische Bohrungen oder Durchmesser mit ±0,02 mm: Vor der Werkzeugfreigabe zeigen CMM-Messwerte und Fähigkeitsuntersuchungen, welche Forderung sich im Serienprozess sicher halten lässt.
Kostenlose Beratung24 h
Angebotszeit
500 Stk
Mindestmenge
±0,05 mm
Bearbeitete Merkmale
±0,02 mm
Kritische Merkmale
Materialien
| Sorte | Eigenschaften | Typische Anwendungen |
|---|---|---|
| Aluminium A380 | Zugfestigkeit 324 MPa, Dichte 2,71 g/cm³; maßstabil bei dünnen Wänden, druckdicht und von Schuss zu Schuss gut reproduzierbar | Gehäuse, Halter, Deckel und Steckverbinderkörper, wenn CT6 im Guss ausreicht |
| Aluminium A356-T6 | Zugfestigkeit 275 MPa im Gusszustand und 310 MPa nach T6; die Wärmebehandlung erhöht die Festigkeit, lässt das Teil jedoch um 0,1–0,3 mm wachsen | Tragende Bauteile, Fahrwerkhalter und belastete Rahmen mit hohen Anforderungen an Festigkeit und Maßhaltigkeit |
| Aluminium A413 | Zugfestigkeit 296 MPa, sehr gute Gießbarkeit und Druckdichtheit; für dünne Wände geeignet und mit geringer Streuung der Schwindung | Pumpenkörper, Ventilgehäuse und Getriebegehäuse mit ebenen Dichtflächen |
| Zinklegierung Zamak 3 | Zugfestigkeit 283 MPa, Dichte 6,60 g/cm³; sehr maßstabil, detailtreu und mit hoher Standzeit des Druckgießwerkzeugs | Präzisionsbeschläge, Schlösser, kleine Mechaniken und Steckergehäuse mit engen Gussdetails |
| Zinklegierung Zamak 5 | Zugfestigkeit 328 MPa, härter und kriechbeständiger als Zamak 3; bildet feine Konturen ab, ist jedoch etwas weniger duktil | Getriebedeckel, Präzisionsmechanik, Werkzeuggehäuse und Gewindeeinsätze in gegossenen Domen |
| Magnesium AZ91D | Zugfestigkeit 230 MPa, Dichte 1,81 g/cm³; dünnwandig gießbar, gegenüber thermischem Verzug empfindlicher als Aluminium | Leichte, dünnwandige Gehäuse, Halter und Rahmen, bei denen das Gewicht Vorrang hat |
Prozessparameter
| Parameter | Standardbereich |
|---|---|
| Gusstoleranz nach ISO 8062-3 | CT5–CT6, für jedes Nennmaß aus der Normtabelle bestimmt |
| Toleranz bearbeiteter Merkmale | ±0,05 mm nach ISO 2768-f |
| Kritische Bohrungen und Durchmesser | ±0,02 mm nach Abstimmung |
| Ebenheit bearbeiteter Flächen | 0,05 mm je 50 mm |
| Position bearbeiteter Bohrungen | ±0,03 mm |
| Rauheit im Gusszustand | Ra 1,6–3,2 μm |
| Rauheit bearbeiteter Flächen | Ra 1,6 μm, bei Schlichtbearbeitung Ra 0,8 μm |
| Entformungsschräge | 1–3° je Seite, abhängig von der Flächentiefe |
| Wanddickenbereich | 0,8–5,0 mm |
| Zielwert der Prozessfähigkeit | Cpk ≥ 1,33 für gekennzeichnete Merkmale |
| Messunsicherheit der CMM | etwa 2 μm |
| Maschinengröße | 280–1600 t, Kaltkammerverfahren |
Oberflächenbehandlungen
Gusszustand ohne Nacharbeit
Die Oberfläche kommt mit Ra 1,6–3,2 μm direkt aus dem Werkzeug; Trennnaht und Auswerferabdrücke bleiben sichtbar. Das ist die wirtschaftlichste und schnellste Ausführung, wenn ISO 8062-3 genügt und die optischen Anforderungen moderat sind.
CNC-Bearbeitung von Funktionsmerkmalen
Bezugselemente, Bohrungen, Dichtflächen und Gewindedome werden nach dem Gießen auf ±0,05 mm, bei passungsrelevanten Merkmalen auf ±0,02 mm bearbeitet. Nur funktional notwendige Flächen werden zerspant, damit der Kostenvorteil des Gusses erhalten bleibt.
Ebenheitskorrektur durch Planfräsen
Große Anlage- und Dichtflächen werden nach dem Abkühlen und Stabilisieren auf 0,05 mm je 50 mm gefräst. Eine Aufnahme am Gussbezug hält die Korrektur über die Serie hinweg wiederholbar.
Pulverbeschichtung mit Abdeckung
Auf unkritischen Flächen wird eine 40–80 μm starke Schicht aufgebracht; Gewinde, Bohrungen und Dichtflächen bleiben abgedeckt. Dadurch gelangt der Schichtaufbau gar nicht erst in die Toleranzkette.
Anodisieren und galvanische Beschichtung
Aluminium erhält nach der Bearbeitung eine Anodisierung Typ II oder Typ III, Zink eine Nickel-Chrom-Schicht. Wo ein beschichtetes Maß gefordert ist, wird die Schichtdicke bereits in der Zeichnung berücksichtigt.
Richten und Spannungsabbau
Lange, dünne Gussteile können nach dem Abkühlen durch Wärmebehandlung oder mechanisches Richten korrigiert werden. Das Ergebnis wird gemessen und protokolliert, damit der Bericht den tatsächlichen Lieferzustand abbildet.
Fertigungsgerechtes Design (DFM)
- Enge Toleranzen nur an Funktionsmerkmalen eintragen, denn jedes Maß unterhalb CT6 erfordert zusätzliche Bearbeitung und Prüfung
- ±0,02 mm ausschließlich für bearbeitete Bohrungen und Durchmesser vorsehen, da sich dieser Wert über die Werkzeugstandzeit nicht zuverlässig im Guss halten lässt
- Bezüge für Form- und Lagetoleranzen an der späteren Aufspannung ausrichten, damit Messung und Bearbeitung denselben Ursprung verwenden
- Tolerierte Maße nicht über die Trennebene führen, weil der Versatz beider Werkzeughälften in das Ergebnis eingeht
- Ebenheitsforderungen auf Flächen legen, die in einer Aufspannung gefräst werden können, da Umspannen zusätzliche Fehlerketten erzeugt
- Für zu bearbeitende Flächen 0,2–0,5 mm Aufmaß und eine ebene Spannfläche vorsehen
- Bei A356 nach T6 mit 0,1–0,3 mm Wachstum rechnen und kritische Bearbeitungen erst nach der Wärmebehandlung ausführen
- Wände um Bohrungen gleichmäßig halten, da unterschiedliche Abkühlung die Bohrung oval verziehen kann
- Auswerfer auf nicht funktionale Flächen legen, damit ihre Abdrücke keine Toleranzzone beeinträchtigen
- Mit STEP- oder IGES-Daten innerhalb von 24 h eine kostenlose DFM-Bewertung erhalten, die Gussmaße von zwingend zu bearbeitenden Merkmalen trennt
Werkzeuge & Kapazität
| Typ | Lieferzeit | Geeignet für |
|---|---|---|
| Versuchswerkzeug in weicher Ausführung | 2–3 Wochen | 500–2.000 Stk zur Toleranzabsicherung vor dem Serienwerkzeug |
| Serienwerkzeug aus H13 | 4–6 Wochen | ab 5.000 Stk, ausgelegt auf 50.000–100.000 Schuss mit stabilen Maßen |
| Mehrkavitätenwerkzeug mit 4–8 Kavitäten | 6–8 Wochen | Großserien mit kurzen Zykluszeiten und Vergleich aller Kavitäten bei T1 |
| Bearbeitungsvorrichtung für enge Toleranzen | 1–2 Wochen | jede Stückzahl, bei der Merkmale mit ±0,02 mm wiederholbar gespannt werden müssen |
Qualitätssicherung
- Beim Werkzeugversuch wird Cpk für die in der Zeichnung gekennzeichneten Merkmale berechnet
- Das Erstmuster erhält einen vollständigen CMM-Maßbericht gegen das 3D-Modell
- Eng tolerierte Merkmale werden in der Serie statistisch überwacht und nicht nur am Erstmuster geprüft
- Bei Mehrkavitätenwerkzeugen wird die Maßlage jeder Kavität miteinander verglichen
- Die Wiederhol- und Reproduzierbarkeit des Messmittels wird vor der Freigabe von Ergebnissen geprüft
- Ebenheit und Parallelität werden nach dem Temperaturausgleich auf einer Granitplatte gemessen
- Eingehende Legierungen werden mit Werkszeugnis geprüft; Unterlagen nach EN 10204 3.1 sind auf Wunsch verfügbar
- Kritische Bereiche können per Röntgen auf Porosität bewertet werden, da innere Lunker Bohrungen bei der Bearbeitung verziehen können
- SGS, Bureau Veritas oder TÜV können auf Wunsch in jeder Projektphase als unabhängige Prüfstelle eingebunden werden
- Jedes Fertigungslos wird mit Chargen-Maßbericht und Werkstoffnachweis ausgeliefert
Anwendungen
- Sensorhalter und Befestigungsteile für Fahrzeuge
- Präzise Getriebe- und Motorgehäuse
- Optik- und Leuchtenrahmen mit Ebenheitsvorgaben
- Industrieventile mit bearbeiteten Dichtflächen
- Elektrowerkzeuggehäuse mit Lagersitzen
- Elektronikgehäuse mit Steckerausschnitten
- Endplatten für Pumpen und Verdichter
- Geräterahmen und Montageplatten
- Gelenk- und Verbindungshalter für Robotik
Warum FHY Precision wählen
Toleranzangaben beruhen auf CMM-Daten und Fähigkeitsuntersuchungen statt auf einem pauschalen Katalogwert
Integrierte CNC-Bearbeitung verengt nur die funktional notwendigen Maße und hält so die Teilekosten im Rahmen
Wärmebehandlung und Zerspanung werden so gereiht, dass das T6-Wachstum die Toleranz nicht aufbraucht
Die DFM-Prüfung erkennt vor dem Werkzeugbau Bezüge, die sich nicht sicher spannen oder messen lassen
Der Kavitätenvergleich deckt Unterschiede auf, bevor sie in einer Mehrfachkavität zur Serienabweichung werden
Eine MOQ von 500 Stück erlaubt die Maßabsicherung mit einem Versuchswerkzeug vor der Serienfreigabe
Werkstoffnachweise nach EN 10204 3.1 und unabhängige Prüfungen lassen sich auf Wunsch in den Prüfplan aufnehmen
Direkte Fertigung in China ohne zwischengeschaltete Handelsstufe
Häufig gestellte Fragen
1. Welche Toleranz ist ohne CNC-Bearbeitung möglich?
Im Gusszustand gilt ISO 8062-3 mit CT5–CT6, abhängig von Nennmaß und Legierung. Bei einem Maß von 50 mm liegt die praktikable Bandbreite meist bei einigen Zehntelmillimetern und wächst mit dem Nennmaß. Engere Forderungen als CT5 werden nicht als dauerhaft beherrschbar angesetzt, sondern als Bearbeitungsmerkmal angeboten.
2. Warum sind ±0,02 mm nicht direkt im Druckguss haltbar?
Wanddickenabhängige Abkühlung, geringer Versatz der Werkzeughälften unter Gießdruck, Werkzeugverschleiß über 50.000 Schuss sowie Entformung und Auswerfung verändern das Maß. Zusammen überschreiten diese Einflüsse 0,02 mm. Eine zerspante Fläche bezieht sich dagegen auf einen festen, zuvor bearbeiteten Bezug.
3. Wie legt ISO 8062-3 die Gusstoleranz fest?
Die Norm ordnet Gussverfahren den Stufen CT1 bis CT16 zu; Druckguss liegt typischerweise bei CT5–CT6. Eine Tabelle verknüpft jede Stufe mit dem jeweiligen Nennmaß, sodass 50 mm und 200 mm innerhalb derselben Stufe unterschiedliche Toleranzbänder erhalten. Der DFM-Bericht kennzeichnet Abweichungen von der erreichbaren Stufe.
4. Können bearbeitete Merkmale ±0,02 mm erreichen?
Ja, etwa Bohrungen, Zentrierbunde und gedrehte Durchmesser, sofern sie von einem bearbeiteten Bezug aus gefertigt werden. Diese Merkmale werden auf ±0,02 mm gehalten und per CMM nachgewiesen. Bezieht sich das Maß auf eine rohe Gussfläche, geht deren Streuung in die Messkette ein; deshalb wird zuerst der Bezug bearbeitet.
5. Wie wird die Prozessfähigkeit vor der Serienfreigabe belegt?
Beim T1-Versuch werden die Zeichnungsmerkmale gemessen, Rohdaten bereitgestellt und Cpk berechnet. Liegt ein Merkmal unter Cpk ≥ 1,33, werden Werkzeug, Bearbeitungsaufmaß oder Toleranzforderung gemeinsam angepasst. Die Entscheidung zur Serie fällt damit auf Grundlage tatsächlicher Messwerte.
6. Erhöht jede engere Toleranz die Kosten?
Nicht zwangsläufig. Wird eine Bohrung ohnehin zerspant, kann der Wechsel von ±0,05 mm auf ±0,02 mm ohne weiteren Arbeitsgang möglich sein. Eine enge Forderung an einer Gussfläche verursacht dagegen Bearbeitung, Vorrichtung und zusätzliche Prüfung. Entscheidend ist die Prozessänderung, nicht allein der Zahlenwert.
7. Welchen Einfluss hat die Entformungsschräge auf Maße?
Für die Entformung sind 1–3° je Seite nötig, eine solche Wand ist also nicht senkrecht. Bei 20 mm Höhe verschiebt 1° die Fläche von unten nach oben um etwa 0,35 mm, deutlich mehr als eine Toleranz von 0,05 mm. Enge vertikale Maße gehören deshalb auf bearbeitete Flächen.
8. Welche Ebenheit lässt sich an Druckgussteilen halten?
Im Gusszustand sind auf einer 100-mm-Fläche typischerweise 0,1–0,2 mm erreichbar, abhängig von Anguss und Kühlung. Nach dem Stabilisieren bringt Planfräsen die Fläche auf 0,05 mm je 50 mm. Dichtflächen werden am Erstmuster und danach in festgelegten Stichproben auf einer Granitplatte geprüft.
9. Wie wirken sich unterschiedliche Wanddicken auf Maße aus?
Dicke Bereiche kühlen langsamer und schwinden stärker, wodurch sich das Teil nach dem Auswerfen verzieht und Bohrungen unrund werden. Gleichmäßige Wände zwischen 0,8 und 2,5 mm begrenzen diesen Effekt. Notwendige massive Dome werden ausgekernt oder mit Bearbeitungsaufmaß versehen.
10. Wie genau liegen mitgegossene Bohrungen?
Mitgegossene Bohrungen übernehmen Entformungsschräge, Trennversatz und Werkzeugverschleiß; je nach Größe liegt ihre Position ungefähr bei ±0,15–0,3 mm. Für Passungen wird die Bohrung untermaßig gegossen und von einem bearbeiteten Bezug auf ±0,03 mm gebohrt oder gefräst.
11. Was verändert die T6-Wärmebehandlung?
Lösungsglühen und Auslagern lässt A356 um etwa 0,1–0,3 mm wachsen und kann lange Teile leicht durchbiegen. Deshalb erfolgt die Wärmebehandlung vor der Endbearbeitung, und Schnittflächen erhalten ausreichend Aufmaß. Unbearbeitete Teile werden erst nach dem vollständigen Wärmezyklus gemessen.
12. Wird die Serie statistisch überwacht?
Ja. Der vollständige CMM-Bericht des Erstmusters bildet die Ausgangslage; anschließend werden eng tolerierte Merkmale mit statistischer Prozessregelung überwacht. Bei Mehrkavitätenwerkzeugen werden die Kavitäten getrennt verglichen, damit die Drift einer einzelnen Kavität nicht unbemerkt bleibt.
13. Wie werden Toleranzen gemessen und berichtet?
Kritische Merkmale werden mit etwa 2 μm Messunsicherheit auf der CMM erfasst, Ebenheit auf einer Granitplatte und Rauheit mit einem kalibrierten Tastschnittgerät. Der Bericht nennt je Merkmal Istwert, Toleranzband und Prüfergebnis statt nur einer pauschalen Freigabe.
14. Können Sie nach Zeichnungen mit Form- und Lagetoleranzen fertigen?
Ja. Bezüge und Toleranzrahmen werden darauf geprüft, ob sie sich spannen und messen lassen. Ein Bezug auf einer unbehandelten Gussfläche führt häufig zu instabilen Positionsergebnissen; in diesem Fall wird vor der Kalkulation ein bearbeiteter Bezug vorgeschlagen und abgestimmt.
15. Wie hoch ist die Mindestbestellmenge für Präzisionsdruckguss?
Die MOQ beträgt 500 Stück und steigt durch enge Toleranzen nicht. Ein Versuchswerkzeug deckt 500–2.000 Stück zur Maßabsicherung ab; ab 5.000 Stück übernimmt das H13-Serienwerkzeug. Vorrichtungen für Merkmale mit ±0,02 mm benötigen 1–2 Wochen.
16. Welche Daten brauchen Sie für ein Angebot?
Benötigt werden ein 3D-Modell als STEP oder IGES, eine 2D-Zeichnung mit Toleranzen, Bezügen und Oberflächenangaben, die Legierung, die Abrufmenge sowie die Kennzeichnung funktionaler und optischer Merkmale. Bei prozesskritischen Vorgaben kann das Angebot die Zeichnungsversion und eine funktionsgerechte, wirtschaftlichere Variante gegenüberstellen.