Leitfaden
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Die Gussherstellung ist ein Verfahren, bei dem verflüssigtes Material, z. B. geschmolzenes Metall, in den Hohlraum einer speziell konstruierten Form gegossen wird und aushärten kann. Nach der Aushärtung wird das Werkstück aus der Form entnommen, um verschiedenen Nachbehandlungen unterzogen oder als Endprodukt verwendet zu werden. Gussverfahren werden in der Regel zur Herstellung komplizierter massiver und hohler Formen verwendet, und Gusserzeugnisse finden sich in einer Vielzahl von Anwendungen, z. B. in Automobilteilen, Teilen für die Luft- und Raumfahrt usw.
Unterschiedliche Gussarten und das Gussverfahren
Obwohl das Gießen eines der ältesten bekannten Herstellungsverfahren ist, haben moderne Fortschritte in der Gusstechnik zu einer breiten Palette spezialisierter Gussverfahren geführt. Warmformverfahren wie Druckguss, Feinguss, Gipsguss und Sandguss bieten jeweils ihre eigenen einzigartigen Fertigungsvorteile. Ein Vergleich der Vor- und Nachteile der gängigen Gießverfahren kann bei der Auswahl des für eine bestimmte Produktion am besten geeigneten Verfahrens helfen.
Sandguss
Sandguss basiert in der Regel auf Materialien auf Quarzbasis, wie synthetischem oder natürlich gebundenem Sand. Gusssand besteht im Allgemeinen aus fein gemahlenen, kugelförmigen Körnern, die sich dicht zu einer glatten Formoberfläche zusammenfügen lassen. Der Guss ist so konzipiert, dass die Gefahr von Rissen, Sprüngen oder anderen Fehlern verringert wird, indem er während der Abkühlungsphase des Prozesses ein moderates Maß an Flexibilität und Schrumpfung zulässt. Der Sand kann auch durch die Zugabe von Ton verstärkt werden, wodurch sich die Partikel besser verbinden. Automobilprodukte wie Motorblöcke werden im Sandgussverfahren hergestellt.
Das Sandgussverfahren umfasst mehrere Schritte, darunter die Modellherstellung, das Formen, das Schmelzen und Gießen sowie die Reinigung. Das Modell ist die Form, um die der Sand gepackt wird, normalerweise in zwei Teilen, dem Oberteil und dem Unterteil. Nachdem der Sand so weit verdichtet ist, dass das Modell nachgebildet werden kann, wird der Mantel entfernt und das Modell entnommen. Dann werden zusätzliche Einsätze, die so genannten Kernkästen, eingebaut und der Mantel wird ersetzt. Nachdem das Metall gegossen und erstarrt ist, wird das Gussteil entfernt, von den Speisern und Anschnitten, die beim Gießen verwendet wurden, befreit und von anhaftendem Sand und Zunder gereinigt.
Zu den Hauptvorteilen des Sandgussverfahrens gehören:
- Relativ niedrige Produktionskosten, insbesondere bei geringen Stückzahlen.
- Die Fähigkeit, große Bauteile zu fertigen.
- Die Fähigkeit, sowohl eisenhaltige als auch nichteisenhaltige Werkstoffe zu gießen.
- Geringe Kosten für die Werkzeugherstellung nach dem Gießen.
Trotz seiner Vorteile bietet Sandguss ein geringeres Maß an Genauigkeit als alternative Verfahren, und es kann schwierig sein, Bauteile mit vorgegebenen Größen- und Gewichtsspezifikationen zu gießen. Außerdem neigt dieses Verfahren dazu, Produkte mit einer vergleichsweise rauen Oberfläche zu erzeugen.
Sie können die Thomas Supplier Discovery Platform nutzen, um Sandgussunternehmen für Ihren Bedarf zu finden.
Investitionsguss
Investitionsguss oder Wachsausschmelzverfahren verwendet ein Einwegwachsmodell für jedes Gussteil. Das Wachs wird direkt in eine Form gespritzt, entnommen und dann mit feuerfestem Material und einem Bindemittel beschichtet, in der Regel in mehreren Schritten, um eine dicke Schale zu bilden. Mehrere Modelle werden auf gemeinsame Angüsse montiert. Sobald die Schalen ausgehärtet sind, werden die Modelle umgedreht und in Öfen erhitzt, um das Wachs zu entfernen. Das geschmolzene Metall wird dann in die verbleibenden Schalen gegossen, wo es in der Form der Wachsmodelle aushärtet. Die feuerfeste Schale wird herausgebrochen, um das fertige Gussteil freizulegen. Feinguss wird häufig zur Herstellung von Teilen für die Automobil-, Energieerzeugungs- und Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet, z. B. für Turbinenschaufeln. Zu den wichtigsten Vor- und Nachteilen des Feingusses gehören:
- Hohe Genauigkeit und präzise Maßergebnisse.
- Die Fähigkeit, dünnwandige Teile mit komplexen Geometrien herzustellen.
- Die Fähigkeit, sowohl Eisen- als auch Nichteisenwerkstoffe zu gießen.
- Relativ hohe Oberflächengüte und Detailgenauigkeit der fertigen Teile.
Obwohl hochpräzise, ist Feinguss in der Regel teurer als andere vergleichbare Gießverfahren und nur dann wirtschaftlich, wenn Sand- oder Gipsguss nicht verwendet werden kann. Die Kosten können jedoch manchmal durch geringere Bearbeitungs- und Werkzeugkosten kompensiert werden, da die Oberflächenqualität des Feingusses sehr gut ist.
Sie können die Thomas Supplier Discovery Platform nutzen, um Feingussunternehmen für Ihren Bedarf zu finden.
Gipsguss
Gipsguss ähnelt dem Sandgussverfahren, wobei anstelle von Sand eine Mischung aus Gips, Festigungsmittel und Wasser verwendet wird. Das Gipsmodell wird in der Regel mit einer Antihaftmasse beschichtet, um zu verhindern, dass es an der Form kleben bleibt, und der Gips ist in der Lage, alle Lücken um die Form herum auszufüllen. Nachdem das Gipsmaterial zum Gießen des Teils verwendet wurde, reißt es normalerweise oder bildet Defekte, so dass es durch neues Material ersetzt werden muss. Zu den Vorteilen des Gipsgießens gehören:
- Eine sehr glatte Oberfläche.
- Die Fähigkeit, komplexe Formen mit dünnen Wänden zu gießen.
- Die Fähigkeit, große Teile mit weniger Kosten als andere Verfahren, wie z. B. Feinguss, zu formen.
- Ein höherer Grad an Maßgenauigkeit als beim Sandguss.
Dieses Verfahren ist in der Regel teurer als die meisten Sandgussverfahren und kann einen häufigen Austausch des Gipsformstoffs erfordern. Es ist in der Regel effektiver und kostengünstiger, wenn die Qualität der Oberflächenbeschaffenheit eine wichtige Anforderung ist. Seine Anwendung ist im Allgemeinen auf das Gießen von Aluminium- und Kupferlegierungen beschränkt.
Sie können die Thomas Supplier Discovery Platform nutzen, um Gipsgussunternehmen für Ihren Bedarf zu finden.
Kokillenguss (Metallgussverfahren)
Der Kokillenguss ist ein Verfahren zum Formen von Materialien unter hohem Druck und umfasst in der Regel Nichteisenmetalle und -legierungen wie Zink, Zinn, Kupfer und Aluminium. Die wiederverwendbare Form wird mit einem Schmiermittel beschichtet, um die Temperatur der Form zu regulieren und den Ausstoß der Komponenten zu erleichtern. Das geschmolzene Metall wird dann unter hohem Druck in die Form gespritzt, der bis zur Erstarrung des Werkstücks anhält. Dieses Einspritzen unter Druck erfolgt schnell und verhindert, dass ein Teil des Materials vor dem Gießen aushärtet. Nach Beendigung des Prozesses wird das Bauteil aus der Form entnommen und eventueller Materialabfall entfernt. Zu den wichtigsten Vorteilen des Druckgießens gehören:
- Genaue Größen- und Formtoleranzen.
- Hohe Maßhaltigkeit der Bauteile und einheitliches Design.
- Ein geringerer Bedarf an Nachbearbeitung nach dem Gießen.
Trotz seiner Vorteile hat das Druckgießen als Metallgießverfahren relativ hohe Werkzeugkosten, was es bei hohen Stückzahlen weniger kosteneffizient macht. Außerdem kann es schwierig sein, die mechanischen Eigenschaften eines druckgegossenen Bauteils zu gewährleisten, so dass diese Produkte in der Regel nicht als Strukturteile funktionieren. Da die Formen in der Regel zweiteilig sind, ist das Druckgussverfahren auf Produkte beschränkt, die aus der Form entfernt werden können, ohne dass die Form zerstört wird, wie es bei anderen Gießverfahren der Fall ist.
Weitere Informationen zum Druckguss finden Sie in unserem Leitfaden Arten des Druckgusses, in dem die verschiedenen Arten, Legierungen und Überlegungen zur Wahl einer bestimmten Verfahrens-/Legierungskombination ausführlich beschrieben werden.
Schleuderguss
Das Schleudergussverfahren wird zur Herstellung langer, zylindrischer Teile wie z. B. Gusseisenrohre verwendet, indem man sich die in einer Schleuderform entstehenden g-Kräfte zunutze macht. Das in die Form eingebrachte geschmolzene Metall wird gegen die Innenfläche der Form geschleudert, wodurch ein Gussstück entsteht, das frei von Hohlräumen sein kann. Das ursprünglich als de Lavaud-Verfahren erfundene Verfahren, bei dem wassergekühlte Formen verwendet werden, wird für symmetrische Teile wie z. B. Abwasserrohre und große Geschützrohre angewandt und hat den Vorteil, dass die Teile mit einer minimalen Anzahl von Speisern hergestellt werden können. Bei asymmetrischen Teilen, die nicht um ihre eigene Achse gedreht werden können, werden bei einer Variante des Schleudergusses, dem Druckguss, mehrere Teile um einen gemeinsamen Anguss angeordnet und die Formen um diese Achse gedreht. Eine ähnliche Idee wird beim Gießen von sehr großen Zahnrädern usw. angewandt. Je nach dem zu gießenden Material werden Metall- oder Sandformen verwendet.
Dauerformguss
Der Dauerformguss hat Ähnlichkeiten mit dem Druckguss und dem Schleuderguss, insbesondere die Verwendung von wiederverwendbaren Formen. Diese können aus Stahl, Graphit usw. bestehen und werden im Allgemeinen zum Gießen von Materialien wie Blei, Zink, Aluminium- und Magnesiumlegierungen, bestimmten Bronzen und Gusseisen verwendet. Es handelt sich um ein Niederdruckverfahren, bei dem das Gießen in der Regel von Hand mit mehreren Formen auf einem Drehtisch erfolgt. Während die Formen die verschiedenen Stationen durchlaufen, werden sie nacheinander beschichtet, geschlossen, gefüllt, geöffnet und entleert. Ein solches Verfahren ist als Slush-Casting bekannt, bei dem die Form gefüllt, aber geleert wird, bevor das Metall vollständig aushärtet. Das geschmolzene Metall wird aus der Gussform entleert, so dass eine hohle, gegossene Schale entsteht. Eine ähnliche Idee wird beim Gießen von hohlen Schokoladenprodukten wie Osterhasen verwendet. Die Verwendung von Metallformen bewirkt eine schnellere Wärmeübertragung durch die Form, so dass die Schale aushärten kann, während der Kern flüssig bleibt.
Zusammenfassung
In diesem Artikel wurden die verschiedenen Arten von Gießverfahren kurz erläutert. Für weitere Informationen über verwandte Produkte oder Verfahren konsultieren Sie unsere anderen Leitfäden oder besuchen Sie die Thomas Supplier Discovery Platform, um potenzielle Bezugsquellen ausfindig zu machen oder Details zu bestimmten Produkten einzusehen.
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