Umfassender Leitfaden zum Metallguss: Definitionen, Typen und Prozesse

Definition

Gießen ist ein Verfahren, bei dem ein fester Werkstoff geschmolzen, auf geeignete Temperatur erhitzt (ggf. zur Änderung der chemischen Struktur behandelt) und in eine Form oder Kavität gegossen wird, die ihn während der Erstarrung in Form hält. So lassen sich in einem Schritt komplexe oder einfache Designs aus jedem schmelzbaren Material erzeugen. Das Endprodukt kann nahezu jede vom Designer gewünschte Form haben.

• Für jedes Gießverfahren sind Legierungswahl, Dimensionierung, Form, Wandstärke, Toleranz, Struktur, Gewicht entscheidend.
• Spezielle Anforderungen wie Magnetismus, Korrosionsbeständigkeit, Spannungsverteilung beeinflussen die Verfahrenswahl.
• Meinungen des Werkzeugherstellers, Gießerei-/Maschinenhaus-Anforderungen, exakte Kundenproduktanforderungen, Nachbearbeitung (z. B. Lackierung) müssen vor Verfahrenswahl geklärt sein.

Metallgussverfahren

Zahlreiche Gussverfahren in der Teilefertigung. Zwei Hauptkategorien nach Formart: Verlorene Formen (Expendable Mold) und Dauerformen (Permanent Mold). Verlorene Formen für Einzelguss, Dauerformen für Mehrfachguss. Beide haben Vor- und Nachteile.

Verlorene Formen (Expendable Mold)

• Nur ein Guss pro Form
• Aus Sand oder ähnlichen Materialien
• Bindemittel für Formstabilität
• Form muss zerstört werden zum Entformen
• Komplexere Geometrien gießbar

Dauerformen (Long-lasting Mold)

• Viele Güsse möglich
• Meist aus Metall oder feuerfestem Keramik
• Öffnungs-/Schließmechanismen für Entformung
• Formöffnungsbeschränkungen bei Teiledesign

Arten des Metallgusses

Zentrifugalguss (Centrifugal Casting)

Schmelze wird durch Zentrifugalkraft in Formhohlraum gedrückt. Kategorien: Echter Zentrifugalguss (Schmelze in Kavität, drückt an Wände, erstarrt zu Hohlkörper); Halbzentrifugalguss (Kavität 100 % gefüllt, Zentrum später entfernt – niedrige Spannung, Einschlüsse/Luft dort); Zentrifugierverfahren (Schmelze in mehrere Kavitäten, die sich um Kernachse drehen, verschoben von Kernachse, Kavitäten unter hohem Druck gefüllt).

Stranggießen (Continuous Casting)

Schmelzestrom durch wassergekühlte Form → kontinuierlicher Strang/Stab, abgetrennt per Kreissäge. Neu: Kreisförmiges Stranggießen – Form oszilliert und rotiert (~120 U/min). Extrem hoher Metallausbeute (~98 % vs. 87 % klassisch), hervorragende Gussqualität, kontrollierbare Korngrößen, einzigartige Querschnitte möglich.

Druckguss (Die Casting)

Schmelze wird in Stahlform (Druckgussform) unter extrem hohem Druck (ca. 1.000–30.000 psi) gepresst. Kategorisierung nach Maschinentyp: Warmkammer- und Kaltkammermaschinen.