Wachsausschmelzverfahren (Lost Wax Casting) verstehen: Techniken & Geschichte

Was ist das Wachsausschmelzverfahren?

Das Wachsausschmelzverfahren, auch als Wachsausschmelzprozess bekannt, ist ein Metallgussverfahren, bei dem flüssiges Metall in eine Form oder einen Kokillen gegossen wird, die durch ein Wachsmodell hergestellt wurden. Der Prozess heißt Wachsausschmelzverfahren, weil die Wachsschmelze nach der Formung der Form oder des Kokillen geschmolzen und entfernt wird. Die Ausführung des Wachsausschmelzverfahrens lässt sich tausende Jahre zurückverfolgen ins alte Ägypten, Levante und China.

Obwohl der Wachsausschmelzprozess seit Tausenden von Jahren in der Menschheitsgeschichte Bestand hat und in diesem Zeitraum nicht viele Änderungen vorgenommen wurden, wird die Wachsausschmelzverfahren-Methode in der modernen Fertigungsindustrie als eine Art Präzisionsfertigung betrachtet. Dies ist auf mehrere Vorteile zurückzuführen, die mit dem Prozess einhergehen. Der Wachsausschmelzprozess wird heutzutage oft als Feinguss (Investment Casting) oder Präzisionsguss bezeichnet.

Wie funktioniert das Wachsausschmelzverfahren?

Das Wachsausschmelzverfahren wird verwendet, um detaillierte und komplexe Metallkomponenten herzustellen, die dann auf eine Reihe von industriellen Operationen angewendet werden. Es gibt mehrere Schritte im Wachsausschmelzverfahren. Einige Schritte können für bestimmte Zwecke unterschiedlich durchgeführt werden, aber andere sind allgemein in anderen Gussprozessen zu sehen.

● Modell erstellen

Der erste Schritt im Wachsausschmelzverfahren ist die Modellherstellung. Die Modellherstellung bezieht sich auf den Prozess, bei dem eine Form oder ein Kokillen mit Wachs gebildet wird. Dieses ursprüngliche Modell des Kokillens wird dann verwendet, um einen Metallkokillen herzustellen. Neben Wachsen kann die Form auch aus anderen Materialien wie Ton hergestellt werden.

● Form bilden

Der nächste Schritt ist die Formherstellung. In diesem Stadium wird das Wachsmodell oder das Tonmodell mit Materialien wie Latex, Gummi, Silikon oder Glasfaser überzogen. Wenn die Form fertig ist, wird flüssiges Wachs in die Form gegossen, bis eine gleichmäßige Wachsbeschichtung auf der inneren Oberfläche der Form gebildet ist. Das überschüssige flüssige Wachs wird ausgegossen, und dieser Schritt ist abgeschlossen, bis die Wachsbeschichtung gründlich abgekühlt und gehärtet ist.

● Wachs aus der Form entfernen

Die hohle Wachskopie des ursprünglichen Modells wird aus der Form entfernt. Dies ist der Wachsausschmelz-Schritt im Wachsausschmelzverfahren. In diesem Stadium wird die Form erhitzt, bis das Wachs geschmolzen und evakuiert ist. Für den Moment ist die Form bereit, wiederverwendet zu werden, um die Teile zu reproduzieren. Allgemein kann die Form oder der Kokillen so oft wiederverwendet werden, bis sie abgenutzt ist.

● Oberflächen veredeln

Nach der Formbildung und dem Wachsverlust können mehrere Veredelungsschritte erforderlich sein. Zum Beispiel können Trennlinien oder Grate vorhanden sein, wo die Formteile zusammenkommen. Die Form wird verwendet, um die Schalen herzustellen, um später das flüssige Metall zu gießen. Um das Metall mit der Schale zu gießen, wird das flüssige Metall in die Schale gegossen. Die Schale wird erhitzt, während das flüssige Metall hineingegossen wird.

● Schale freigeben

Sobald das flüssige Metall abgekühlt und in der Schale zu einem Metallstück erstarrt ist, wird es durch Zerbrechen der Schale freigegeben. Die Gussprodukte, die aus der Schale freigegeben werden, benötigen möglicherweise auch einige Nachbearbeitungsprozesse, um die Spuren des Gussprozesses zu beseitigen, damit die Produkte genau wie das ursprüngliche Tonmodell aussehen.

Welche Elemente sind im Wachsausschmelzverfahren erforderlich?

Es gibt mehrere Haupttypen von Wachs, die für den Wachsausschmelz-Feinguss verwendet werden: Naturwachs, synthetisches Wachs und Spezialwachs. Jedes dieser Wachse wird verwendet, um bestimmte Ziele zu erreichen, und sie alle haben ihre Vor- und Nachteile.

● Naturwachs

Naturwachs bezieht sich normalerweise auf Bienenwachs. Die grundlegenden Eigenschaften von Bienenwachs sind duftend, weich, flexibel und klebrig. Schmelzpunkt und Härte können variieren, da es ein Naturwachs ist. Der Schmelzpunkt des Bienenwachses wird von Faktoren wie Pollen und den Blumenarten beeinflusst, aus denen das Wachs hergestellt wird. Der Schmelzpunkt von Bienenwachs liegt zwischen 61 °C und 66 °C (142 °F bis 150 °F).

Bienenwachs wird in bestimmten Prozessen bevorzugt, da es hilft, Schwindung und Kurzheit zu reduzieren. Es kann auch als Finish für Eisenarbeiten, Stahl und Bronze verwendet werden, um Unvollkommenheiten nach dem Gießen des Metallstücks zu verbergen. Bienenwachs kann Rost verhindern und Glanz verleihen. Es kann auch mit anderen Ölen oder Mineralien gemischt werden, um bestimmte Finishes zu erreichen.

● Synthetisches Wachs

Das synthetische Wachs kann entweder Mikrokristallinwachs oder Paraffinwachs sein. Das Mikrokristallinwachs ist formbar und leicht klebrig. Es ist weich und hat eine kleinere Kristallstruktur als Bienenwachs und Paraffinwachs. Es ist ein erdölbasiertes Wachs mit einem Schmelzpunkt von ca. 71 °C (160 °F). Mikrokristallinwachs wird meist im Schmuckguss verwendet.

Das Paraffinwachs ist ein weißes, glattes, hartes Wachs mit einer größeren kristallinen Struktur. Es ist auch ein erdölbasiertes Wachs. Paraffinwachs kann allein in begrenzten Gussprozessen verwendet werden oder mit anderen Wachsarten gemischt werden, um ihnen eine härtere Eigenschaft zu verleihen. Der Schmelzpunkt von Paraffinwachs liegt bei ca. 57 °C bis 60 °C (135 °F bis 140 °F).

● Spezialwachs

Spezialwachs bezieht sich auf Wachse, die spezialisierte Eigenschaften für spezifische Wachsausschmelzverfahren haben. Das Schnitzwachs ist sehr hart und der Schmelzpunkt liegt über 104 °C (220 °F). Das Modellierwachs wird leicht weich, wenn es der Körpertemperatur ausgesetzt ist. Es wird für das Modellieren von Skulpturen verwendet. Das Flickwachs wird sehr selten verwendet, da es nur für Finishes angewendet wird, um kleine Unvollkommenheiten an einem Modell auszufüllen. Es gibt noch weitere Untertypen von Wachs, die im Wachsausschmelzverfahren verwendet werden, die in diesem Artikel nicht behandelt werden.