Kokillestøbning vs. trykstøbning – sammenligning af teknologi, omkostninger og kvalitet

Kokillestøbning og trykstøbning er to metoder til støbning af aluminium i permanente metalforme. De adskiller sig i, hvordan formen fyldes: ved kokiller løber metallet ned under tyngdekraften, mens det ved trykstøbning sprøjtes ind med høj hastighed og presses under højt tryk. Det påvirker formomkostningen, den økonomiske serietørrelse, vægtykkelsen, nøjagtigheden og om støbegodset kan varmebehandles eller svejses. Vi sammenligner de to teknologier og vejleder i, hvilken der passer til den konkrete detalje.

Kort fortalt

• Kokille: lavere formomkostning, støbegods med god tæthed og mekaniske egenskaber, mulig varmebehandling T6; økonomisk fra korte til store serier.
• Trykstøbning: dyrere form, men kortere cyklus, tyndere vægge og snævrere tolerancer (typisk DCTG 5–7); betaler sig ved store serier.
• Trykstøbegods indeholder typisk flere gasporer, og derfor udsættes det normalt ikke for opløsningsglødning og aldring eller svejsning.
• Overfladeruhed af råt støbegods: kokille ca. Ra 4–6 µm, trykstøbning ca. Ra 0,8–1,6 µm.
• Vores støberi anvender begge teknologier: kokillestøbegods fra 0,1 til 50 kg og trykstøbegods i serier op til 100.000 stk. årligt.

Hvad er de vigtigste forskelle mellem kokillestøbning og trykstøbning af aluminium?

Begge metoder bruger genanvendelige metalforme, men arbejder under helt forskellige vilkår. De væsentligste forskelle har vi samlet i en tabel.

Egenskab	Kokillestøbning	Trykstøbning
Formfyldning	tyngdekraft – metallet hældes i kokillen	sprøjtning med stempel (metallet i indløbet når op på flere snese m/s) og efterfølgende presning med tryk i størrelsesordenen flere hundrede bar
Form	kokille af støbejern eller stål; metal- eller sandkerner	form af varmearbejdsstål med temperkanaler; metalkerner og skydere
Værktøjsomkostning	middel	højest
Økonomisk serietørrelse	fra korte serier til mellemstore og store serier	store serier – tusinder og titusinder af stk. årligt
Cyklustid	typisk fra ca. et minut til et par minutter	typisk fra et par snese sekunder til 1–2 minutter
Vægtykkelse (vejledende)	fra ca. 3–4 mm	fra ca. 1–1,5 mm
Tolerancer iht. ISO 8062-3	DCTG 6–8	DCTG 5–7
Overfladeruhed på råstøbegods	Ra ca. 4–6 µm	Ra ca. 0,8–1,6 µm
Gasporøsitet	lille ved korrekt teknologi	større – luft fra hulrummet kan blive indesluttet i støbegodset
Varmebehandling T6, svejsning	muligt (f.eks. EN AC-42000)	som standard nej – risiko for blærer
Legeringer i vores støberi	bl.a. EN AC-42000 (AlSi7Mg), EN AC-51300 (AlMg5)	EN AC-46200, EN AC-46500, EN AC-47100

Værdierne er vejledende og afhænger af støbegodsets størrelse og form. Tolerancer og ruhed angives i henhold til ISO 8062-3 og lærebogen „Odlewnictwo” (M. Perzyk m.fl., WNT); mere om DCTG-klasserne skriver vi i artiklen om tolerancer for støbegods iht. ISO 8062-3.

Grundlæggende teknologiske forskelle i produktionen af aluminiumsstøbegods

Ved kokillestøbning hældes den flydende legering i en opvarmet kokille – en metalform af støbejern eller stål, belagt indvendigt med et beskyttende lag. Metallet fylder hulrummet under egen vægt, roligt og relativt langsomt, og størkningen kan styres via indløbssystemet og stigerør. Hulrum og huller dannes med metal- eller sandkerner, hvilket gør det muligt at opnå komplicerede indvendige former.

Ved trykstøbning af aluminium anvendes maskiner med koldt skudkammer: en portion metal føres ind i kammeret, og et stempel presser den ind i stålformen på et øjeblik og holder trykket, indtil den er størknet. Disse betingelser gør det muligt at støbe tynde vægge og små detaljer, men de kræver en massiv form med temperingskanaler, skydere og udstødere – og det er formen, der afgør omkostningen ved at starte produktionen.

Produktionsomkostninger hos kokille- og trykstøberier i aluminium

Prisen på et støbegods består af to dele: den engangsudgift til værktøj (kokille eller trykform) og omkostningen pr. stk. – metal, energi, maskintid, efterbehandling og kontrol. En kokille er klart billigere end en trykform, og derfor giver den ved korte og mellemstore serier normalt lavere samlede omkostninger. En trykform koster mere, men den korte cyklus og mindre efterbearbejdning sænker stykprisen – ved store serier vinder den.

Det punkt, hvor trykstøbning begynder at kunne betale sig, afhænger af emnets størrelse, antal hulrum i formen, krav til bearbejdning og det årlige behov. Derfor er det værd at sammenligne tilbud på begge varianter. Hvordan prisen er sammensat, og hvordan man sammenligner tilbud, forklarer vi i artiklen hvad koster et aluminiumsstøbegods.

Kvalitet og anvendelse af forskellige typer aluminiumsstøbegods

Kokillestøbte emner har en tæt, finkornet struktur og lav porøsitet, og de egner sig derfor godt til mekanisk belastede, tætte dele, der skal varmebehandles – fx huse, kabinetter, konsoller og armaturdele. Standarden PN-EN 1706 angiver for kokillestøbninger højere minimumsmekaniske egenskaber end for sandstøbninger af samme legering.

Trykstøbte emner vælges til tyndvæggede huse, dæksler, kølere og detaljer med kompleks geometri, der skal være lette, nøjagtige og gentagelige – ofte uden bearbejdning eller kun med bearbejdning af funktionsflader. En begrænsning er gasporøsitet: ved dyb bearbejdning kan porer blive synlige, og imprægnering eller svejsning risikerer blærer på overfladen.

Hvorfor vælge et aluminiumsstøberi i Storpolen (Wielkopolska)?

Nærheden til støberiet har størst betydning ved nye projekter. Så er det lettere at gennemgå tegningen på stedet og hurtigt aftale eventuelle rettelser i kokillen eller formen. Kortere transport betyder også mindre risiko for skader og en enklere logistik for partier, der hentes i flere leverancer.

Vores støberi ligger i Janikowo ved Poznań, ca. 9 km fra centrum af Poznań. Besøg og afhentning af støbegods er mulige efter forudgående aftale, og vi leverer støbegods i hele Polen og til udlandet – leveringsbetingelserne (Incoterms) angives i tilbuddet.

Kokillestøbning, sandstøbning og trykstøbning under ét tag

Vi støber udelukkende aluminiumslegeringer – i kokiller, i sandforme og under tryk. Det gør det muligt at prissætte den samme detalje i flere teknologier og vælge den, der passer bedst til serien og kravene. Modeller, kernekasser og kokiller fremstilles i vores egen modelværksted (for nogle projekter samarbejder vi med pålidelige partnere), mens trykstøbeforme konstrueres i CAD/CAM med simulering af metalstrømningen og fremstilles af værktøjsstål i vores egen værktøjsafdeling. Det fulde udbud af tjenester finder du i produktionsudbuddet.

Bearbejdning og overfladebehandling uden yderligere leverandører

Vi bearbejder støbegodset hos os selv – på 3- og 5-akset CNC-centre og drejeautomater – og efter ønske slibes, poleres og pulverlakeres i RAL-farver. Vi arbejder efter ISO 9001:2015- og ISO 14001:2015-systemerne, bekræftet med certifikater fra TÜV Rheinland Polska.

Hvordan vælger man det rette aluminiumsstøberi til sit projekt?

Før du sammenligner priser, bør du tjekke, om støberiet passer til din komponent. Følgende spørgsmål kan hjælpe:

• Teknologi – har støberiet den metode, der passer til seriestørrelse og krav (kokillestøbning, sandstøbning, trykstøbning), eller kun én?
• Vægt- og dimensionsområde – kan dit støbegods holdes inden for deres kapacitet? Hos os: kokillestøbning fra 0,1 til 50 kg, sandstøbning fra 1 til 100 kg i kasser op til 1000 mm.
• Legeringer – støber de legeringen fra tegningen i henhold til PN-EN 1706?
• Tolerancer og godkendelse – om de erklærer reelle klasser iht. ISO 8062-3 og tydeligt angiver modtagelsesbetingelserne?
• Bearbejdning og efterbehandling – leverer leverandøren en færdig del, eller kun en rå støbning?
• Kvalitetssystemer – certifikat efter ISO 9001 og, hvis det er vigtigt for dig, også ISO 14001.

En komplet forespørgsel forkorter prisfastsættelsen og gør det lettere at sammenligne tilbud – du finder listen over nødvendige data i vejledningen hvordan man udarbejder en forespørgsel til en støberi.

De vigtigste aspekter ved samarbejde med en trykstøberi for aluminium

Trykstøbning er typisk et projekt på flere år: formen arbejder i titusindvis af cyklusser, og serien aftages i partier. Ved start er det en god idé at aftale:

• detaljens konstruktion til formen – afformningsskråninger, radier, vægtykkelser, placering af udstødere og delingsplanets position fastlægges før formkonstruktionen; senere ændringer er dyre,
• forventet mængde – årligt behov og partistørrelse afgør antallet af hulrum i formen og stykprisen,
• kvalitetskrav – tolerancklasse, rå og bearbejdede overflader, tilladt porøsitet og tæthed; angiv dem på tegningen og i acceptvilkårene,
• bearbejdning og overfladebehandling – hvem bearbejder støbningerne, hvilke tillæg og referencer gælder, og om maling er nødvendig,
• vedligeholdelse af formen – regelmæssig vedligeholdelse og renovering forlænger formens levetid og beskytter støbningernes mål,
• leverancer – partistørrelse, emballage, leveringsplan og Incoterms-regel.

Trykforme konstruerer vi i CAD/CAM med simulering af metalstrømmen og fremstiller dem i vores eget værktøjsafdeling, og vi støber på en automatiseret linje med styring af temperatur, tryk og cyklustid. Legeringer, serieomfang og samarbejdsforløb beskriver vi på vores side om aluminiumstøberi til trykstøbning.

Ofte stillede spørgsmål

Vi sammenligner begge teknologier for din detalje

Send en 3D-model og en tegning med planlagt årlig mængde – vi udarbejder et tilbud. Se også vores tilbud kokillestøbning af aluminium i trykstøbning. Anmod om tilbud.