Gietenpoortontwerp

Gietenpoortontwerp is het ontwerp van het gietpoort-systeem in een gietproces. Het doel is om vloeibaar metaal op gecontroleerde wijze in de mal te brengen, zodat vullen stabiel verloopt en defecten zoals turbulentie, luchtinsluiting en koude sluiting tot een minimum beperkt blijven. Een gietpoortensysteem omvat doorgaans de sprue, kanalen (runner), gietpoorten en risers, die samen bepalen hoe het metaal door de mal stroomt.

Een gietpoortensysteem bestaat doorgaans uit sprue, kanalen (runner), gietpoorten en risers. Het ontwerp bepaalt de volgorde en snelheid waarmee het metaal in de mal stroomt, evenals de verdeling van druk, warmte en solidificatierichting. Het doel is om turbulente stroming te voorkomen en luchtinsluitingen, porositeit en koude sluiting te minimaliseren.

Belangrijke ontwerpdoelstellingen zijn onder meer een veilige, stabiele vulbaan creëren, minimale turbulentie en luchtinsluiting, en een juiste verhouding tussen poorten en kanalen. Daarnaast moet het ontwerp zorgen voor een gelijkmatige solidificatie, stabiele risers en voorkomen van over- of onderslag in dunne en dikke delen. Het resultaat is een gietstuk met de gewenste mechanische eigenschappen en weinig defecten.

Ontwerpoverwegingen zijn onder meer de metaalsoort en smelttemperatuur, vloeibaarheids/viscositeit, type mal (zandgiet of investeringsgiet), kanaalverliezen en drukverlies, gating ratio (poortgrootte ten opzichte van sprue en kanalen) en het gebruik van filters, chills en afkoelingsvoorzieningen. De ligging en oriëntatie van sprue, poorten en risers beïnvloeden de directionele solidificatie en de waste.

Procedureel wordt in het ontwerp vaak gerekend aan vul- en solidificatiepaden. Bij voorkeur worden CFD-simulaties en metallurgische berekeningen toegepast, gevolgd door proefgieten en inspectie om het ontwerp te valideren en waar nodig aan te passen. Een goed gietpoortontwerp balanceert kosten, onderhoud en productiestabiliteit.