Umfassender Leitfaden zu Gießverfahren in der Fertigung

In diesem Artikel lernen wir die in der Fertigungsindustrie eingesetzten Gießverfahren kennen. Gießen ist ein Hauptfertigungsverfahren, das vor allem in der Schwerindustrie Anwendung findet. Die meisten Komponenten wie Turbinengehäuse, Drehbankbetten, Ventilgehäuse, Wasserradschaufeln, Peltonräder, Francis-Laufräder und viele andere Teile großer Maschinen werden durch Gießen hergestellt. Gussteile haben geringere Festigkeit als Schmiedeteile, aber komplexe Formen lassen sich mit dieser Technologie realisieren.

Arten des Gießens:

Gießen wird in vielfältigen Formen und Materialien angewendet. Es gibt verschiedene Gießverfahren für unterschiedliche Formen und Werkstoffe:

Sandguss (Sand Casting):

Weit verbreitet für verschiedene Gussprozesse. Sand ist leicht verfügbar und hat hohe Feuerfestigkeit. Ablauf:

• Entwurf per Software oder manuell
• Holzmodell im Modellbau (meist zweiteilig, je nach Komplexität mehrteilig)
• Modell in Formkasten legen; Sand-Lehm-Wasser-Gemisch einfüllen; Anschnitt, Speiser, Kern, Gießsystem einbauen
• Nach Erhärten der Form Modell entnehmen und flüssiges Metall gießen
• Metall im Guss erstarren lassen
• Nach Erstarren Gussstück entnehmen und zur mechanischen Bearbeitung weiterleiten

Sandguss eignet sich für alle Metalle bei niedrigen Kosten. Vorteil: sehr komplexe Formen möglich. Nachteil: schlechte Oberflächenqualität.

Schalenguss (Shell Casting):

Verfahren für dünnwandige Teile wie Turbinenschaufeln. Unterschied zum Sandguss: metallisches Modell. Ablauf:

• Metallisches Modell gießen (meist Aluminium oder Grauguss)
• Modell auf ca. 250 °C erhitzen und in Formkasten legen
• Kasten mit Sand-Harz-Gemisch füllen; Harz härtet sofort bei Kontakt mit heißem Modell aus
• Nach Aushärten Modell und überschüssigen Sand entnehmen → Schale der Kavität entsteht. Weiteres Erhitzen im Brenner für feste Bindung
• Metall in Schale gießen und erstarren lassen
• Nach Erstarren Gussstück entnehmen und zur Bearbeitung weiterleiten

Feinguss / Wachsausschmelzverfahren (Investment Casting):

Wachsmodell wird verwendet. Modell aus Wachs in feuerfestes Material getaucht → Schale um Wachsmodell. Form erhitzen → Wachs schmilzt/ausbrennt. Flüssiges Metall in Kavität gießen und erstarren lassen. Gussstück nach vollständiger Erstarrung entnehmen und bearbeiten. Hauptvorteil: sehr hohe Genauigkeit und Oberflächenqualität. Für komplexe Formen und Losfertigung geeignet.

Gipsformguss (Plaster Mould Casting):

Verwendet Gipsformen. Gipsform mittels Modell herstellen; nach Modellentnahme Form im Ofen trocknen. Flüssiges Metall gießen und erstarren lassen. Gussstück an Werkstatt weiterleiten. Meist Zink und Aluminium als Schmelze. Für Prototypenbau verwendet.

Keramikformguss (Ceramic Mold Casting):

Ähnlich wie Feinguss, aber ohne Wachsmodell. Keramik-Flüssigbinder-Schlamm auf Modell gießen, härtet leicht aus. Kein Wachsmodell → keine Größenbeschränkung. Hauptsächlich für schwere Komponenten: Ventilgehäuse, Rüstungsgüter etc.

Druckguss (Pressure Die Casting):

Hauptsächlich für Aluminium, Blei etc. Flüssiges Metall unter hohem Druck in metallische Form (Kokille) gepresst und erstarren lassen. Form wird wiederverwendet. Geeignet für Losfertigung niedrigschmelzender Metalle. Nicht für hochschmelzende Metalle geeignet. Werkzeugkosten hoch.

Zentrifugalguss (Centrifugal Casting):

Ideal für symmetrische, zylindrische Bauteile. Flüssiges Metall in die Mitte einer rotierenden Form gegossen. Zentrifugalkraft drückt Metall zum Umfang → Hohlformen. Leichte Verunreinigungen sammeln sich in der Mitte und werden maschinell entfernt. Keine Kerne und Anschnittsysteme nötig. Für Rohre etc. verwendet.

Strangguss (Continuous Casting):

Anderes Prinzip: keine Form, keine Kope/Drag. Flüssiges Metall in einen Trichter gegossen, der mit einem Kupferrohr verbunden ist. Kupferrohr wassergekühlt. Metall kühlt sofort beim Durchlaufen ab. Gussstück wird kontinuierlich am anderen Ende entnommen. Prozess läuft kontinuierlich. Erzeugt Quadrate oder andere einfache Blöcke für Walzprozesse etc.

Das sind die Hauptgießverfahren. Bei Fragen kommentieren Sie gerne. Wenn Ihnen der Artikel gefällt, teilen Sie ihn in sozialen Netzwerken. Abonnieren Sie unsere Website für weitere informative Artikel. Vielen Dank fürs Lesen.