Umfassender Leitfaden zum Metallguss: Verfahren, Materialien und Anwendungen

Was ist Metallguss?

Schmelzflüssiges Metall wird in eine Form (Negativabdruck) gegossen, erstarrt, entformt. Vielseitig, seit Jahrtausenden bewährt (Schwerter bis Windkraftanlagen). Heute unverzichtbar für hochwertige Metallteile. Konstruktionsbedingte Schwindung beim Abkühlen beachten.

Gussprozess (vereinfacht)

1. Modellbau: Nachbild des Endteils (Wachs, Holz, Kunststoff) – dauerhaft oder opferbar.
2. Kernherstellung: Für Hohlräume (z. B. Zylinderkern für Rohr).
3. Formbau: Dauerformen (CNC), Sandformen (Sandmischung um Modell). Formbau = eigene Disziplin.
4. Formfüllung: Schwerkraft (Kokille) oder Hochdruck (Druckguss) – Klemmkraft nötig.
5. Entformung: Sandform zerstört, Dauerform öffnet.
6. Nachbearbeitung: Reinigen, Wärmebehandlung, Bearbeitung.

Vorteile des Metallgusses

• Massenfertigung geeignet
• Riesige, schwere Teile möglich
• Sehr dicke Wände realisierbar
• Einstückige Großkomponenten (vs. Baugruppen)
• Exzellente Gleiteigenschaften
• Ideal für Leichtlegierungen
• Hohe Materialvielfalt

Limitationen: Unvermeidbare Porositäten, geringere Maßgenauigkeit vs. CNC, arbeitsintensiv, hohe Mindestmengen.

Hauptverfahren

Druckguss (Die Casting)

Zwei dauerhafte Werkzeugstahl-Hälften, Hochdruckeinspritzung → feine Details. Hohe Werkzeugkosten, daher Großserie. Exzellente Oberfläche. Al- & Mg-Druckguss weit verbreitet.

Kokillenguss (Gravity Casting)

Dauerform, Füllung durch Schwerkraft (oben nach unten). Vorwärmen nötig, oft Grauguss-Formen. Ältestes Verfahren. Alternativen: Gasdruck, Vakuum.

Wachsausschmelzverfahren (Investment Casting)

Opfermodell (Wachs, 3D-Druck) + keramische Form (Investment). Modell schmilzt aus, Keramikform bleibt. Divesting = Keramikentfernung. Jahrtausende alt.

Sandguss (Sand Casting)

Sand + Bindemittel (Ton) als Formmaterial, hohe Hitzebeständigkeit. Modell in Sandkasten (Flask) eingebettet, verdichtet. Grüner Sand (nass) oder Lufttrocken-Sand.

Weitere Verfahren

Lehmform, Schalenform (expendable); Zentrifugalgießen, Stranggießen (dauerhaft).

Druckguss: Hochdruck vs. Niederdruck

Hochdruck-Druckguss (HPDC)

Häufiger, für weiche Legierungen (Al, Zn). Hohe Geschwindigkeit/Druck, starke Presse. Vorteile: schnelle Produktion, dünne Wände, glatte Oberfläche, minimales Schwinden.

Niederdruck-Druckguss (LPDC)

Sanftere Füllung, für niedrigschmelzende Legierungen. Langsamer, aber komplexe Geometrien, sehr feste Teile.

Gießbare Metalle (Fokus 3ERP)

Aluminiumguss

Häufigstes Al-Formverfahren. Legierungen A380, A383 für Motor/Getriebe. Druckguss (Großserie, Oberfläche), Kokillenguss (höhere Festigkeit), Sandguss (Kleinserie, komplex). Leicht & fest.

Zinkguss

Günstig, verfügbar, meist HPDC. Hohe Fließfähigkeit → dünne Wände, feine Details. Kaltumformbar. ZAMAK (Zn-Al-Mg-Cu) oder ZA-Legierungen. Auto, Klima, Elektronik.

Magnesiumguss

Leichtestes Strukturmetall, 98 % via HPDC. Leichtbau, dünne Wände, feine Details, gutes Steifigkeits-Gewichts-Verhältnis. Kleinserie: Gipsguss.

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