Gießen in der Fertigung: Prozess, Vor- & Nachteile, Fachbegriffe & Anwendungen

Was ist Gießen (Casting)?

Gießen ist ein Fertigungsverfahren, bei dem flüssiges Metall in eine Form oder Kavität der gewünschten Form gegossen und zum Erstarren gebracht wird – es entsteht eine vorgegebene Form. Weit verbreitet für komplexe Bauteile, die anders nicht herstellbar sind. Hauptkomponenten wie Drehbankbetten, Fräsmaschinenbetten, Verbrennungsmotorbauteile etc. werden gegossen.

Arbeitsprozess

Es gibt viele Gussverfahren mit unterschiedlichen Abläufen, aber alle umfassen folgende Schritte:

• Metall in geeignetem Ofen schmelzen.
• Flüssiges Metall in vorgegebene Kavität gießen.
• Metall bei gewünschter Abkühlrate erstarren lassen.
• Gussteil aus Form entnehmen, reinigen für Nachbearbeitung (Zerspanen, Oberflächenveredelung, Polieren etc.).

Vor- und Nachteile

Vorteile

Gießen bietet folgende Vorteile gegenüber anderen Fertigungsverfahren:

• Jede komplexe Struktur wirtschaftlich herstellbar.
• Objektgröße spielt keine Rolle.
• Gussteile haben hohe Druckfestigkeit.
• Breites Eigenschaftsspektrum durch Legierungswahl.
• Maßhaltige Fertigung möglich.
• Alle Materialien gießbar.
• Isotrope Struktur.
• Kostengünstigstes Fertigungsverfahren.
• Komplexe Hybridbauteile einfach realisierbar.

Nachteile

Trotz dieser Vorteile hat Gießen Nachteile:

• Schlechte Oberflächengüte – meist Nachbearbeitung nötig.
• Gussfehler treten auf.
• Geringere Ermüdungsfestigkeit als Schmieden.
• Unwirtschaftlich für Massenfertigung.

Gießereifachbegriffe (Casting Terminology)

Formkasten (Flask)

Hält die Sandform mit der gewünschten Objektkavität. Sand wird in den Kasten verdichtet. Mindestens zweiteilig für einfaches Entformen.

Kope (Cope)

Oberer Teil des Formkastens.

Drag (Drag)

Unterer Teil des Formkastens.

Backen (Cheeks)

Bei mehr als zweiteiligen Kästen die Zwischenteile. Für komplexe Güsse.

Modell (Pattern)

Nachbildung des Objekts. Aus Holz, Wachs oder geeignetem Material. In Formkasten eingelegt, Sand wird verdichtet → Objektkavität im Sand.

Angussbecken (Pouring Basin)

Trichterförmige Kavität oben an der Form. Metall wird hier eingegossen und verteilt sich im Forminneren.

Angusskanal / Laufrinne (Runner)

Horizontaler Kanal für flüssiges Metall. Verbindet Anguss (Sprue) mit Angusssystem. Meist in unterer Formhälfte.

Speiser (Riser)

Speicher für flüssiges Metall nach Gussende. Während der Erstarrung tritt Volumenschwinden auf → Größen-/Formabweichung. Speiser speist Nachschub, um Schwindeffekt auszugleichen. Unterteilung: Oberspeiser, Blindspeiser, Seitenspeiser etc.

Anguss (Sprue)

Verbindet Angussbecken mit Laufrinne. Steuert Metallfluss. Konisch geformt.

Ingate (Ingate)

Eintrittspunkt, durch den flüssiges Metall in die eigentliche Formkavität gelangt.

Kern (Core)

Für Hohlräume im Guss. Auch Sandstruktur, an richtiger Stelle in der Formkavität platziert. Metall füllt Kernbereich nicht → Hohlraum entsteht.

Kernhalter / Chaplets (Chaplets)

Stützbauteile für Kerne. Halten Kern in der Formkavität, schützen vor Kräften beim Gießen.

Kühleisen (Chills)

Massive Metallstücke in der Kavität zur Erhöhung der Abkühlrate. Erzwingen gerichtete Erstarrung. Hohe Wärmeleitfähigkeit.

Entgasungskanäle (Vents)

Kleine Kanäle in der Form zum Entweichen von Gasen während der Erstarrung.

Das war der Überblick über Gießen: Prozess, Vor- und Nachteile, Fachbegriffe. Fragen? Kommentieren. Teilen erwünscht. Abonnieren für mehr Artikel. Vielen Dank!