Gießen
Beim Gießen entsteht ein Teil, indem Metall geschmolzen, in einen Hohlraum in Form des Teils gegossen oder gedrückt wird und dort erstarrt. Jedes Verfahren in diesem Kapitel folgt diesem Prinzip; sie unterscheiden sich darin, woraus die Form besteht, ob sie einmal oder tausendfach verwendet wird und was das Metall hineintreibt: Schwerkraft, Druck oder Drehung.
Die große Idee
Gießen ist wie Eiswürfelmachen: Flüssigkeit nimmt die Form ihres Behälters an und erstarrt dann. Das Schwierige ist der Behälter. Eine Form aus Sand oder Keramik ist billig und wird nach einmaliger Verwendung zerstört, daher eignet sie sich für große oder komplexe Teile in kleinen Stückzahlen. Eine Stahlform ist teuer, hält aber für Tausende Teile, daher eignet sie sich für die Massenfertigung. Alles andere, von Speisern über rotierende Formen bis zu Öfen mit langsamem Erstarren, löst dieselben zwei Probleme: die Form vollständig zu füllen und Lunker zu verhindern, wenn das Metall beim Abkühlen schwindet.
Die 8 Verfahren in diesem Kapitel
1.1ShortSandgussMetall wird in einen Hohlraum in verdichtetem Sand gegossen; der Sand wird anschließend weggebrochenLektion öffnen
1.2Feinguss (Wachsausschmelzverfahren)Wachskopie mit Keramik überzogen, ausgeschmolzen, dann mit Metall gefülltLektion öffnen
1.3KokillengussMetall, per Schwerkraft in eine wiederverwendbare Stahlform gegossenLektion öffnen
1.4DruckgussMetall, mit hohem Druck in eine Stahlform geschossenLektion öffnen
1.5SchleudergussMetall, gegen die Wand einer rotierenden Form geschleudertLektion öffnen
1.6Vollformgießen (Lost-Foam-Verfahren)Metall, auf eine in losem Sand vergrabene Schaumkopie gegossenLektion öffnen
1.7Halbfestes Gießen (Thixomolding und Rheocasting)Ein halbfester Metallbrei wird in eine Stahlform gespritztLektion öffnen
1.8Einkristallguss (Turbinenschaufeln)Langsames Erstarren von einem Ende aus lässt das Teil als ein einziger Kristall wachsenLektion öffnenIm direkten Vergleich
| Verfahren | In einer Zeile | Am besten für | Losgröße | Präzision |
|---|---|---|---|---|
| 1.1Sandguss | Metall wird in einen Hohlraum in verdichtetem Sand gegossen; der Sand wird anschließend weggebrochen | Große oder grobe Teile in jedem Metall | 1 bis Millionen | Etwa ±0,5 bis ±2 mm |
| 1.2Feinguss (Wachsausschmelzverfahren) | Wachskopie mit Keramik überzogen, ausgeschmolzen, dann mit Metall gefüllt | Kleine, detailreiche Teile aus zähen Legierungen | Hunderte bis Hunderttausende | Etwa ±0,1 bis ±0,25 mm |
| 1.3Kokillenguss | Metall, per Schwerkraft in eine wiederverwendbare Stahlform gegossen | Aluminiumteile wie Kolben und Räder | Tausende bis Hunderttausende | Etwa ±0,3 bis ±0,5 mm |
| 1.4Druckguss | Metall, mit hohem Druck in eine Stahlform geschossen | Dünnwandige Teile aus Aluminium, Zink und Magnesium | Zehntausende bis Millionen | Etwa ±0,05 bis ±0,2 mm |
| 1.5Schleuderguss | Metall, gegen die Wand einer rotierenden Form geschleudert | Rohre, Ringe und Laufbuchsen | 1 bis Millionen | Etwa ±0,5 bis ±2 mm außen |
| 1.6Vollformgießen (Lost-Foam-Verfahren) | Metall, auf eine in losem Sand vergrabene Schaumkopie gegossen | Komplexe einteilige Teile wie Motorblöcke | Einzelstücke bis hohe Stückzahlen | Etwa ±0,3 bis ±0,5 mm |
| 1.7Halbfestes Gießen (Thixomolding und Rheocasting) | Ein halbfester Metallbrei wird in eine Stahlform gespritzt | Dichte, dünne Gehäuse aus Magnesium und Aluminium | Zehntausende bis Millionen | Etwa ±0,05 bis ±0,2 mm |
| 1.8Einkristallguss (Turbinenschaufeln) | Langsames Erstarren von einem Ende aus lässt das Teil als ein einziger Kristall wachsen | Schaufeln für Strahltriebwerke und Gasturbinen | Tausende pro Jahr | Etwa ±0,1 mm |
So wählen Sie innerhalb dieser Familie
- Wenige Teile, große Teile oder Stahl und Eisen: Sandguss, die günstigste und flexibelste Form.
- Feine Details oder hochschmelzende Legierungen in kleinen Teilen: Feinguss; Einkristallguss, wenn das Teil im rotglühenden Einsatz überleben muss.
- Tausende Aluminiumteile: Kokillenguss, wenn die Wände dick sind und die Werkzeugkosten tragbar bleiben müssen; Druckguss bei hohen Stückzahlen und dünnen Wänden.
- Runde, hohle Teile: Schleuderguss, der für die Bohrung keinen Kern braucht.
- Komplexe Innenkanäle oder dichte, porenfreie dünne Wände: Vollformgießen für Ersteres, halbfestes Gießen für Letzteres.
Schlüsselbegriffe
- Form
- der hohle Behälter, den das Metall füllt; Gesenk (Dauerform) genannt, wenn sie aus Stahl und wiederverwendbar ist.
- Modell
- eine Kopie des Teils, mit der die Form geformt wird; beim Sandguss wird es wiederverwendet, beim Fein- und Vollformgießen verbraucht.
- Kern
- ein Einsatz in der Form, der ein Loch oder einen Innenkanal formt.
- Teilungsebene
- die Naht, an der zwei Formhälften aufeinandertreffen, oft am Teil sichtbar.
- Einguss, Gießlauf und Anschnitt
- die Kanäle, die das Metall in die Kavität führen.
- Speiser
- ein zusätzliches Metallreservoir, das das Teil beim Schwinden nachspeist.
- Schwindung
- Metall wird beim Abkühlen und Erstarren kleiner, was Lunker im Inneren hinterlassen kann.
- Korn
- ein einzelner Kristall im Metall; die meisten Gussteile enthalten Millionen.
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