Wachsspritzmatrize

Der erste Schritt bei der Entwicklung eines Bauteils, das nach dem Wachsausschmelzverfahren gegossen wird, ist der Entwurf und die Produktion einer Matrize. Diese Matrize wird in der Werkzeugabteilung von CIREX entwickelt und ist eine Negativform des endgültigen Gussteils. Nach Abschluss der Entwurfsphase wird die Matrize gefräst oder gebrannt und durch eine Spezialwerkzeugmacherei montiert. CIREX ist verantwortlich für den Entwurf und die Entwicklung, sodass die Matrize extern mit Bearbeitungsmaschinen auf dem neuesten Stand der Technik gefertigt werden kann.

Mit Hilfe einer Matrize wird ein positives Wachsmodell mit genauem Aufmaß und hervorragender Konturschärfe gespritzt. Diese Wachsmodelle werden zu einer sogenannten Traube zusammengefügt. Darauf befindet sich neben einer großen Anzahl Wachsmodelle auch der Gusstrichter, durch den in einer späteren Phase des Verfahrens Stahl gegossen wird.

verschiedene Typen von Wachsspritzmatrizen

CIREX verwendet verschiedene Typen von Wachsspritzmatrizen, die in der nachstehenden Übersicht näher erläutert werden.

Allgemeine Merkmale von Wachsspritzmatrizen

  • Geeignet für kleine und große Gussstückserien
  • Nahezu unbegrenzte Lebensdauer
  • Einmalige Investition für eine nahezu unendliche Produktionskapazität
  • Wachsspritzmatrizen werden aus Aluminium oder Stahl hergestellt
  • Sehr hohe Maßgenauigkeit
  • Form wird während des Aushärtens des flüssigen Wachses korrigiert, um konstanten Schrumpffaktor zu gewährleisten
  • Keine Entformungsschräge notwendig, da sich das Wachsmodell zusammenzieht
  • Versehen mit Kernen und Schiebern, wenn das Wachsmodell eine oder mehrere Hinterschneidungen aufweist
  • Gute Wärmeleitung
  • Wachsmodell ist identisch mit dem finalem Gussstück
  • Hervorragende Konturschärfe
  • Matrize wird mit Bearbeitungsmaschinen oder durch Funkenerosion hergestellt
  • Matrize enthält Injektionskanäle, um das flüssige Wachs in die Hohlräume zu leiten
  • Hohlräume sind nummeriert, daher gute Rückverfolgbarkeit der Produkte

Vorserienmatrize

Die Vorserienmatrize wird hauptsächlich verwendet, um die ersten Serienprodukte schnell und zuverlässig herstellen zu können. Nach der ersten Lieferung nehmen wir auf das Feedback des Kunden hin weitere Optimierungen des Produktentwurfs vor. Diese Änderungen sind häufig schnell und einfach durchzuführen. Außerdem liefert eine Vorserienmatrize nützliche technische Erkenntnisse zu Produkt und Produktionsverfahren. Diese Informationen werden später verwendet, um die Serienproduktion von Anfang an optimal verlaufen zu lassen.

  • Geeignet für erste Produktionsserien, um zu prüfen, ob der Produktentwurf funktioniert
  • Wird für kleinere Serien bis ca. 200 Stück verwendet
  • Wird meist aus Aluminium gefertigt
  • Manuelle Bedienung
  • Günstiger Preis dank geringer Produktionskosten

Einfache Serienmatrize

Diese Matrize wird häufig im industriellen Sektor angewendet, wo relativ kleine Serien gefertigt werden.

  • Wird als Matrize für die Serienproduktion während des gesamten Lebenszyklus des Produkts verwendet
  • Besteht aus 1 Hohlraum, daher der Name Einfachmatrize
  • Matrize kann mehrere Kerne oder Schieber enthalten
  • Geeignet für mittelgroße Serien (250 – 5.000 Stück)
  • Meist aus Aluminium gefertigt
  • Manuelle Bedienung
  • Günstiger Preis
  • Produktpreis relativ etwas höher, da die Produkte Stück für Stück gespritzt werden

Mehrfache Serienmatrize

Mehrfachmatrizen kommen häufig in der Automobilindustrie und im industriellen Sektor zum Einsatz, wo Gussstücke in großen Serien gefertigt werden müssen. Ob die Serienmatrize manuell oder automatisch gesteuert wird, hängt von der erwarteten Jahresproduktion und der Laufzeit eines Projekts ab. Für die Produktion von sehr großen Gussserien in zum Beispiel der Automobilindustrie werden die Stahlmatrizen automatisch gesteuert. Im industriellen Sektor ist beides möglich.

  • Wird als Matrize für die Serienproduktion während des gesamten Lebenszyklus des Produkts verwendet
  • Besteht aus mehreren Hohlräumen, daher der Name Mehrfachmatrize
  • Matrize kann mehrere Kerne und Schieber enthalten, Bedienung erfolgt hydraulisch oder mit Federkraft
  • Geeignet für große bis sehr große Gussstückserien
  • Wird sowohl aus Aluminium als auch aus Stahl gefertigt
  • Meistens automatisierte Bedienung
  • Häufig komplexe Matrizen
  • Höherer Preis
  • Produktpreis relativ niedrig, da viele Produkte gleichzeitig gespritzt werden können

Manuell versus automatisch bediente Matrize

Es bestehen noch immer Unklarheiten in Bezug auf die Verwendung manuell oder automatisch bedienter Matrizen.

Eine manuell bediente Matrize wird – wie der Ausdruck schon sagt – von einem Mitarbeiter von CIREX manuell bedient. Der Wachsspritzzyklus selbst verläuft jedoch vollständig automatisch. Verfahrenszeiten und Spritzdrücke werden durch die Wachspresse gesteuert.

Bei Einsatz einer automatisch bedienten Matrize wird nicht nur der Wachsspritzzyklus, sondern auch die Bedienung der Matrize durch die Wachsspritzpresse elektronisch gesteuert.  Die Produktion von großen Wachsmodellserien erfolgt völlig automatisch (unbemannt).

Manuell

  • Diese Matrize wird manuell auf einer Wachsspritzpresse bedient
  • Günstiger Preis
  • Matrize kann mehrere Kerne oder Schieber enthalten
  • Geeignet für kleine bis mittelgroße Serien
  • Wird sowohl aus Stahl als auch als Aluminium hergestellt

Automatisch

  • Diese Matrize wird manuell auf einer Wachsspritzpresse gesteuert
  • Hierbei werden keine manuellen Verfahrensschritte ausgeführt.
  • Oft hinsichtlich Design und Abmessungen sehr komplexe Matrizen
  • Umfasst häufig komplexe Elektronik und hydraulische und pneumatische Systeme
  • Geeignet für große Serien und/oder Projekte von langer Dauer
  • Wird grundsätzlich aus gehärtetem Stahl gefertigt, dadurch nahezu unbegrenzte Lebensdauer

Aluminium- versus Stahlmatrize

Es hängt von der Seriengröße und der erwarteten Laufzeit eines Projekts ab, ob die Matrize auf einer manuellen oder automatischen Wachsspritzpresse platziert wird und ob sie aus Aluminium oder Stahl hergestellt werden muss. Diese Entscheidung hängt auch von der Geometrie und Machbarkeit des zu fertigenden Bauteils ab.

Aluminium

  • Geeignet für kleine bis mittelgroße Serien
  • Weniger verschleißfest als eine Stahlmatrize
  • Geringere Wärmeleitung gegenüber Stahl
  • Gute Maßfestigkeit und hohe Genauigkeit
  • Günstiger Preis
  • Anwendbar für einfaches oder mehrfaches Spritzen
  • Relativ einfache Matrizen

Stahlmatrize

  • Nahezu unbegrenzte Lebensdauer
  • Geeignet für große bis sehr große Serien
  • Sehr gute Maßfestigkeit und Genauigkeit
  • Gute Wärmeabgabe
  • Hoher Herstellungspreis wird durch lange Lebensdauer kompensiert
  • Hauptsächlich automatische Bedienung und Mehrfachmatrize