Was ist Casting? Umfassender Leitfaden zum Casting-Prozess und den Casting-Methoden

Metallguss ist ein Verfahren zur Herstellung von Metallteilen. Es ist bekannt für seine Fähigkeit, komplexe Formen zu erzeugen, eine breite Palette von Materialien zu verwenden und Teile in Massenproduktion herzustellen. Doch was genau bedeutet Gießen? Bei diesem Verfahren werden geschmolzene Metalle und Legierungen in vorgefertigte Formhohlräume gegossen, die anschließend aushärten. Dadurch werden sie schließlich in die gewünschten Funktionsteile umgewandelt. Die Formhohlräume sind somit quasi ein Spiegelbild der Form des herzustellenden Teils.

Es gibt viele Gussverfahren mit jeweils eigenen Vor- und Nachteilen. Dazu gehören Sandguss, Druckguss und Feinguss. Die Art des Rohmaterials und die Spezifikationen des zu fertigenden Teils bestimmen, welches Verfahren zum Einsatz kommt. Dieser Artikel bietet einen umfassenden Überblick über das Gussverfahren, die Technologie, die verfügbaren Metalle und Legierungen sowie die Vor- und Nachteile.

Was ist Casting?

Gießen ist der Prozess, bei dem geschmolzenes Metall geformt wird, um ein Metall- oder Legierungsteil herzustellen. Die Form des flüssigen Metalls nach dem Erstarren wird durch den Formhohlraum bestimmt. Beim Eingießen fließt das Material über jede Ecke des Hohlraums (der Form) und bedeckt jedes Detail. Das erstarrte Teil wird dann aus der Form bzw. dem Gusshohlraum herausgedrückt.

Das Gussverfahren ist 7.000 Jahre alt und existiert seit etwa 3200 v. Chr. Damals wurden in Mesopotamien und China verschiedene Gebrauchsgegenstände aus Kupfer gegossen. Nach 645 v. Chr. entwickelte sich der Sandguss zu einer der gängigsten Methoden zur Herstellung von Werkzeugen und Kochgeschirr.

In der modernen Fertigung wird das Metallgussverfahren in vielen Bereichen eingesetzt, und seine Möglichkeiten werden ständig erweitert. Es ermöglicht die kostengünstige Herstellung präziser und komplexer Teile, insbesondere bei großen Stückzahlen. Die Hohlräume einer Press-, Guss- oder anderen Form können zur Herstellung Tausender ähnlicher Teile genutzt werden. Sand- und Feingussformen hingegen können nur einmal verwendet werden. Dieses kostengünstige Gussverfahren wird daher häufig für die Erprobung von Prototypenprojekten eingesetzt. Darüber hinaus behalten die Gussteile ihre ursprünglichen physikalischen und mechanischen Eigenschaften.

Wie läuft der Casting-Prozess ab?

Es gibt zwei verschiedene Methoden des Gießens bzw. Formens: die Verwendung eines Modells zur Herstellung der Hohlräume und präzise Formen, die mehrfach verwendet werden können. Hier sind einige Begriffe im Zusammenhang mit dem Gießverfahren:

• Modell: Hierbei handelt es sich um eine Replik des gewünschten Teils in Originalgröße. Sie besteht üblicherweise aus Metall, Kunststoff oder Holz und wird zur Herstellung der Form verwendet.
• Kern und Hohlraum: Der Hohlraum ist der hohle Teil der Außenkontur des Gussteils. Der Kern dient zum Gießen innerer Merkmale wie Löcher und Kanäle.
• Gießsystem: Hierbei handelt es sich um Kanäle, die den Fluss des flüssigen Metalls vom Gießofen zur Kavität leiten und steuern. Teile wie Angüsse, Läufer und Tore sind Teil dieses Systems.
• Steigleitung: Ein Reservoir in der Form, durch das flüssiges Metall in das Gussstück fließen kann, um die Schrumpfung des Metalls beim Aushärten auszugleichen. Dadurch werden Löcher und andere Defekte im Gussstück vermieden.

Sehen wir uns nun den Casting-Workflow Schritt für Schritt an.

Schritt 1: Erstellen der Formhohlräume

Um die Hohlräume zu erzeugen, benötigen Sie ein Modell, das als Körper der Form dient. Sie können Wachs, Kunststoff oder Holz verwenden, um eine Replik oder ein Design zu erstellen. Daher müssen beim Entwerfen und Erstellen des Modells Faktoren wie Maßanpassungen zur Berücksichtigung von Schrumpfungstoleranzen, Entformungsschrägen für einfaches Entfernen und Kernabdrücke für Hohlteile berücksichtigt werden.

Nach dem Druckgussmodell wurde erstelltEs wird in einen Formkasten gelegt, der mit einem Formmaterial wie Sand oder Keramik umhüllt ist. Die Form nimmt dann Gestalt an und hinterlässt einen Hohlraum, der den Hohlraum bildet. Es ist zu beachten, dass permanente Formhohlräume in der Regel mit hochtechnologischen Produktionsmethoden hergestellt werden. Beispielsweise werden sie durch CNC-Bearbeitung und Funkenerosion aus Aluminium oder Edelstahl hergestellt.

Schritt 2: Eingießen des geschmolzenen Materials

Zunächst wird das Material je nach Größe des Gussstücks mittels Lichtbogen, Induktion oder Tiegel geschmolzen. Um beispielsweise das Rohmaterial für große Gussstücke zu schmelzen, sind große Öfen erforderlich. Außerdem muss das Material vor dem Gießen gut aufgerührt werden.

Das Gießen kann manuell durch Manipulation des Tiegels oder mechanisch und hydraulisch durch Kippen erfolgen. Stranggießanlagen hingegen können geschmolzenes Metall automatisch in ein Gießbett gießen, während sich die Form entlang der Produktionslinie bewegt. Die Temperatur variiert je nach geschmolzenem Gussmaterial. Ein Beispiel ist Edelstahlguss, der Temperaturen von 600 °C bis 540 °C erreichen kann. Anguss und Gießsystem unterstützen dann den Zufluss des flüssigen Materials in die Kavität.

Schritt 3: Abkühlen und Erstarren

Nachdem das flüssige Metall alle Details der Kavität ausgefüllt hat, benötigt es Zeit zum Abkühlen und Erstarren. Kanäle und Tunnel im Kühlsystem können zur Steuerung der Abkühlgeschwindigkeit eingesetzt werden. Die benötigte Abkühlzeit hängt von Größe, Komplexität und Materialart des Gussteils ab.

Beim Erstarren des Metalls vereinigen sich sehr kleine Feststoffpartikel (sogenannte Kristallkeime) und beginnen kristallographisch zu wachsen. Dadurch entsteht schließlich die Kornstruktur des Materials. Durch diesen Mechanismus können die ursprünglichen Eigenschaften des Metallmaterials wiederhergestellt werden.

Schritt 4: Entfernen des Gussteils

Der letzte Schritt besteht darin, das Produkt aus der Form zu entnehmen. Ist die Form dehnbar (Sand- oder Feinguss), wird sie vom Bediener oder einem mechanischen System zerstört. Dadurch kann das fertige Produkt entnommen werden. Ist die Form wiederverwendbar, wird der Metallguss mit einem Auswerfer entfernt. Anschließend sorgen Reinigung und Nachbehandlung dafür, dass das Teil maßhaltig ist und eine glatte Oberfläche aufweist.

Jetzt wissen wir, was Casting ist und wie es funktioniert. Kommen wir nun zu den verschiedenen Casting-Arten.

Verschiedene Gießverfahren

Da Unternehmen kontinuierlich nach präziseren und komplexeren Gussteilen suchen, wird auch die Metallgusstechnologie ständig weiterentwickelt. Es gibt viele Gussverfahren, wie Sandguss, Silikonformguss und Druckguss. Jedes Gussverfahren hat seine eigenen Vorteile. Wählen Sie das beste Verfahren für Ihr Projekt anhand der Funktionsweise, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten. Hier sind einige der gängigsten Gussverfahren in der Fertigung.

Sandguss

Sandgussformen bestehen aus feinkörnigen Materialien auf Siliziumbasis oder dicht gepackten Sandkörnern. Die Form besteht aus zwei Teilen: der oberen und unteren Formhälfte. Der Raum zwischen diesen beiden Teilen wird anschließend mit geschmolzenem Metall gefüllt. Dieser Mechanismus gewährleistet außerdem eine perfekte Ausrichtung der Form, eine einfache Handhabung und einen guten Anguss.

Die Vorteile des Sandgusses:

• Der Formenbau- und Gussprozess ist einfach und hinsichtlich der Formenkosten kostengünstig.
• Für den Sandguss können sowohl Eisen- als auch Nichteisenmetalle verwendet werden.
• Es können Teile aller Formen und Größen gegossen werden. Darüber hinaus können Teile mit einem Gewicht von über 200 Tonnen gegossen werden.
• Obwohl die Maßgenauigkeit nicht hoch ist, ist die Nachbearbeitung einfach und zeitaufwändig.

Anwendungen für Sandguss: Motorkurbelgehäuse, Ventile, Lager, elektronische Komponenten, Kolben, Buchsen, Fabrikmaschinen usw.

Feinguss

Der Feingussverfahren Das Verfahren ist etwas komplexer als Sandguss. Dabei wird eine Form aus einem Wachsmodell erstellt, das durch einen Wachskanal verbunden ist. Das Wachsmodell wird anschließend mit einem feuerfesten Material wie Keramik gefüllt. Anschließend wird die Form erhitzt, um das Wachsmodell im feuerfesten Material zu schmelzen und eine glatte Oberfläche im Hohlraum zu hinterlassen. Daher wird das Verfahren auch als Wachsausschmelzverfahren bezeichnet. Anschließend wird flüssiges Metall in diesen Hohlraum gegossen. Nach dem Aushärten des Teils wird die Form zerbrochen, um das Teil freizugeben.

Vorteile des Feingusses:

• Durch die Verwendung eines Wachsmodells können Hohlteile, Hinterschneidungen und Innenkanäle erzeugt werden, ohne dass Kerne eingesetzt werden müssen.
• Die Oberflächenbeschaffenheit ist besser und die Textur ansprechender.
• Die Abmessungen sind präziser, mit Toleranzen, die auf ±0,1 mm eingehalten werden können
• Geeignet für die Herstellung dünnwandiger Teile mit komplexen Formen

Anwendungen für Feinguss: Triebwerksteile für Militär- und Zivilflugzeuge, Teile für Anlagen und Fabriken, Motoren und Abgassysteme für Autos, medizinische Implantate und Instrumente usw.

Druckguss

Für das DruckgussverfahrenDauerformen werden aus robusten Materialien wie gehärtetem Werkzeugstahl hergestellt. Sie werden üblicherweise für Zink, Aluminium, Kupfer, Zinn und andere Metalle verwendet. Beim Druckgussverfahren werden die Rohstoffe in einem Ofen geschmolzen. Der Ofen kann an die Druckgussmaschine angeschlossen sein, muss aber nicht. Die Flüssigkeit wird dann mittels eines hydraulischen Kolbens oder einer Einspritzeinheit in die Form eingespritzt. Dabei können Drücke von bis zu 250.000 psi erzeugt werden.

Vorteile des Druckgusses:

• Hohe Präzision und gleichbleibende Qualität während des gesamten Produktionszyklus
• Keine aufwendige Nachbearbeitung erforderlich
• Kostengünstig für die Großserienproduktion

Anwendungen des Druckgusses: Kann zur Herstellung einer breiten Palette von Produkten verwendet werden, beispielsweise Autoteile, Turbinenschaufeln und -gehäuse für Flugzeuge, Elektrogehäuse, Industrieprodukte, Werkzeugmaschinen und Haushaltswaren.

Schleuderguss

Beim Schleuder- oder Rotationsguss wird flüssiges Metall in eine zylindrische Form gegossen, die sich um eine zentrale Achse dreht. Das überlaufende Metall wird durch die Zentrifugalkraft gegen die Formwände gedrückt und bildet eine glatte, gleichmäßige Schicht. Beim Erstarren nimmt das Metall die Form mit einer bestimmten Dicke an.

Vorteile des Schleudergusses:

• Da das flüssige Metall kontinuierlich eingespritzt wird, gibt es keine Löcher
• Schleudergussteile weisen ein sehr geringes Risiko für Lunker und Schrumpfungslöcher auf. Dies liegt daran, dass sie von außen nach innen erstarren.
• Da keine Steigrohre vorhanden sind, wird beim Gießen weniger Material verbraucht
• Dichte und homogene Kornstruktur

Anwendungen des Schleudergusses: Dieses Gussverfahren wird hauptsächlich zur Herstellung symmetrischer Objekte verwendet. Beispiele hierfür sind Hohlzylinder, Buchsen, Rohre, Druckbehälter, Scheiben usw.

Niederdruckguss

Der Druck im Gieß- oder Druckofen, der an die Gießmaschine angeschlossen ist, liegt meist zwischen 0,02 und 0,07 MPa. Der Gießofen befindet sich unterhalb des Gussstücks, das flüssige Metall wird durch ein Steigrohr nach oben gedrückt und anschließend in die Kavität eingespritzt. Zum Füllen der Kavität ist ein konstanter Druck erforderlich. Sobald die Form gefüllt ist, kühlen Kühlkanäle sie kontrolliert, bis die gesamte Form erstarrt ist.

Vorteile des Niederdruckgusses:

• Das Niederdruckgussverfahren Ermöglicht eine präzise Füllkontrolle und verhindert Turbulenzen. Dadurch werden Defekte wie Porosität und Schrumpfung reduziert.
• Niederdruckguss ist sehr präzise und sorgfältig.
• Dieses Gießverfahren eignet sich für eine große Bandbreite an Nichteisenmetallen, beispielsweise Aluminiumlegierungen.
• Die glatte Füllung ermöglicht auch das Gießen scharfkantiger und komplexer Formen.

Anwendungen des Niederdruckgusses: Zylinderköpfe und -rahmen, Schalen, kundenspezifische Hohl- und komplexe Profile, Armaturen, elektronische Teile usw.

Kokillenguss

Beim Schwerkraft-Kokillenguss wird Metall ohne Druckeinspritzung oder Kolbenvorrichtung gegossen. Beim Schwerkraft-Kokillenguss wird die Schwerkraft genutzt, um das Material vom Ofen oder der Pfanne zur Kokille zu befördern. Bis zum vollständigen Füllen wirken keine weiteren Kräfte auf den Flüssigkeitsfluss ein. Darüber hinaus wird es hauptsächlich für Nichteisenmetalle mit niedrigem Schmelzpunkt wie Magnesium, Kupfer, Zink, Aluminium und Aluminiumlegierungen verwendet.

Vorteile des Kokillengusses:

• Das Ergebnis sind eine bessere Struktur, bessere mechanische Eigenschaften und eine bessere äußere Oberfläche.
• Das Endteil weist eine sehr geringe Porosität auf, da kein Luftstrom vorhanden ist.
• Die Herstellung des Werkzeugs ist einfacher als bei anderen Dauerformen, da keine Spritzeinheit erforderlich ist.

Anwendungen des Kokillengusses: Dieses Gussverfahren kann für viele verschiedene Produkte in vielen verschiedenen Branchen eingesetzt werden. Es kann zur Herstellung von Autoteilen, Industriewerkzeugen, Flugzeugtriebwerken und -gehäusen, Dekorationsartikeln, Teilen für Haushaltsgeräte usw. verwendet werden.

Vakuum-Druckguss

Beim Vakuumguss wird flüssiges Metall oder Kunststoff in ein Vakuum eingespritzt. Meistens wird während des Gussvorgangs mittels einer Pumpe oder ähnlichem die gesamte Luft aus der Form gepresst.

Silikonformen werden wie Polyurethanformen zum Formen von Gummi und Kunststoff verwendet. Sie können aber auch andere Formentypen zum Vakuumgießen verschiedener Materialien verwenden. Darüber hinaus weist dieses Gießverfahren einige Ähnlichkeiten mit dem Spritzgussverfahren auf. Darüber hinaus kann dieses Vakuumgussverfahren auch zusammen mit konventionellem Druckguss verwendet werden, um das Risiko von Lufteinschlüssen zu verringern.

Vorteile des Vakuum-Druckgusses:

• Sehr hohe Präzision und Genauigkeit, besonders geeignet für Projekte, bei denen 3D-Druck zum Erstellen von Modellen verwendet wird.
• Feiner Guss mit vielen filigranen Details
• Verhindert die Bildung von Lufteinschlüssen im Gussteil.
• Gut für Gussteile mit dünneren Wänden

Anwendungen des Vakuumdruckgusses: Funktionale Kunststoffprototypen, medizinische Implantate und Prothesen, Konsumgüter, Karosserieteile und andere Teile, Teile für die Lebensmittelverarbeitung usw.

Extrusionsdruckguss

Teile werden hergestellt, indem flüssige und halbfeste Materialien in eine Form gepresst werden. Zunächst wird flüssiges Metall in eine beheizte, offene Form gegossen. Anschließend wird die obere Matrize geschlossen und über eine Hydraulikplatte oder einen anderen geeigneten Mechanismus Druck ausgeübt. Unter Druck härtet das Teil aus und erhält bessere mechanische Eigenschaften. Dieses Verfahren wird auch als Flüssigmetallschmieden bezeichnet.

Es gibt zwei Arten des Squeeze-Castings: direktes und indirektes. Beim direkten Verfahren wird die Form mit geschmolzenem Metall gefüllt und der obere Teil der Form geschlossen. Beim indirekten Verfahren wird das flüssige Metall in die Kavität gegossen und mithilfe eines Stempels oder Kolbens hoher Druck ausgeübt.

Vorteile des Squeeze Casting:

• Hervorragende Oberflächenbeschaffenheit mit wenigen Poren.
• Kurzer Produktionszyklus.
• Durch Squeeze-Casting entstehen präzise Teile.
• Durch die schnelle Wärmeübertragung während des Pressvorgangs entsteht eine feine Mikrostruktur.

Anwendungen des Squeeze Casting: Hochfeste Automobilteile, Teile für die Luft- und Raumfahrt, Industriegetriebe und Hydraulikteile, Teile für medizinische Geräte usw.

Lost Foam Casting

Der Name „Lost Foam“ rührt daher, dass die endgültige Form aus einem Polystyrolschaummodell des gewünschten Bauteils hergestellt wird. Die Form wird in ein feuerfestes Material gelegt und anschließend flüssiges Material in die Form gegossen. Das feuerfeste Material schmilzt und bildet nach dem Erstarren die gewünschte Form. Wenn die Form schließlich zerbricht, wird das Bauteil freigelegt.

Vorteile des Lost Foam Casting:

• Es können komplexe Formen bearbeitet werden. Das fertige Bauteil zeichnet sich zudem durch eine hohe Oberflächenqualität aus und erfordert nur eine geringe Nachbearbeitung.
• Das Lost-Foam-Gussverfahren kann mit einer Vielzahl von Materialien verwendet werden. Dazu gehören Metalle wie Eisen, Edelstahl, Aluminium und Kupfer.
• Dieses Gussverfahren vereinfacht den Herstellungsprozess und erleichtert die Produktion. Dies spart Zeit, Arbeit und Materialabfall.

Anwendungen für Lost Foam Casting: Es kann zur Herstellung von Schnelltestprototypen, Zylinderköpfen und Autoschweißteilen, Rohrverbindungen, Ventilen, Pumpengehäusen usw. verwendet werden.

Strangguss

Beim Stranggießen werden die Teile in der Produktionslinie kontinuierlich befüllt, gekühlt und entnommen. Der Prozess wird mittels Pfanne oder Ofen eingerichtet und gesteuert. Das Material wird über eine Steuerung in den Formhohlraum eingebracht. Die Wasserkanäle in der Kokille wirken dann als Kühlsystem und senken die Temperatur schnell ab. So können die Formteile auf niedrigerer Temperatur gehalten werden. Gleichzeitig werden sie durch zusätzliche Wasserbesprühung auf Raumtemperatur gebracht.

Vorteile des Stranggießens:

• Beim Stranggießen sind weder Gießrinnen noch Angüsse oder Steigrohre erforderlich. Der Prozess ist daher einfacher.
• Die nominale Ausbeute beträgt 100%, ohne Materialverlust.
• Die Stranggusstechnologie ermöglicht eine reibungslosere Produktion und verbessert die Produktivität und den Ausstoß.

Anwendungen des Stranggießens: Es können Teile mit regelmäßigen Formen hergestellt werden. Beispiele hierfür sind Balken, Säulen, Stäbe, Streifen, Rohre usw.

Zum Gießen verwendete Materialien

Metallgussverfahren können für eine Vielzahl von Metallen und Nichteisenmetalllegierungen eingesetzt werden. Daher Beim Metalldruckguss können viele Materialien verwendet werdenDie folgende Tabelle gibt einen kurzen Überblick über die verfügbaren Gusswerkstoffe und deren Güten und Eigenschaften.

Vorteile des Metallgusses

Komplexe Formen und Geometrien

Mit dem Gießverfahren lassen sich Teile mit komplexen Formen und Merkmalen herstellen. Dazu gehören innere Kanäle und Hohlräume, Hinterschneidungen, dünne Wände, Hohlprofile, mehrteilige Baugruppen, asymmetrische Geometrien usw. Dies liegt daran, dass das geschmolzene Metall in alle kleinen Hohlräume und scharfen Ecken fließen kann.

Vielseitigkeit der Materialien

Das Gießverfahren eignet sich für viele Metalle und Legierungen, darunter Eisen- und Nichteisenmetalle. Legierungen aus Eisen, Stahl, Zink, Kupfer, Aluminium und Blei sind nur einige Beispiele. So können Sie das Material frei wählen, das Ihren Anforderungen am besten entspricht. Auch das Gießen schwer zerspanbarer oder schmiedebarer Metalle ist problemlos möglich.

Kosteneffizienz

Sandguss und andere expandierbare Formgussverfahren sind kostengünstig für Kleinserien oder Prototypen. Gussverfahren mit Dauerformen werden für die Massenproduktion eingesetzt. Da die Kosten für die Form nur einmal anfallen, decken sie Millionen von Produktionsläufen ab. Insgesamt ist Gießen ein kostengünstiges Fertigungsverfahren.

Größenbereich

Mit dem Gussverfahren lassen sich Teile jeder Größe herstellen, von wenigen Hundert Gramm bis zu über 200 Tonnen. Das Spektrum reicht vom Motorblock kleiner Motorräder bis hin zu Gehäusen und Sockeln von Turbinen für große Industriemaschinen.

Hohe Festigkeit und Haltbarkeit

Der kontrollierte Abkühlungsprozess beim Erstarren der Form sorgt für eine homogene Kornstruktur in alle Richtungen. Dadurch bleiben die mechanischen Eigenschaften (Festigkeit und Zähigkeit) der Metallteile unverändert. Darüber hinaus können fortschrittliche Verfahren wie Wärmebehandlung und Legierung die Lebensdauer des Produkts verlängern und für eine bessere Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit sorgen.

Weniger Materialverschwendung

Das Abfallmaterial von Anschnitten, Speisern und Gießkanälen lässt sich für andere Zyklen oder Chargen wieder einschmelzen. Dadurch entsteht bei der Gussproduktion nur sehr wenig Abfall. Das senkt die Produktionskosten und schont die Umwelt.

Nachteile des Metallgusses

Vorlaufkosten und Zeit

Die Kosten und der Zeitaufwand für die Herstellung von Formen sind höher als die Kosten für Werkzeuge, die bei anderen Fertigungsverfahren verwendet werden. Dies verändert die Kosten der Kleinserienfertigung, insbesondere bei Dauerformen. Darüber hinaus wird die Zeit vom Entwurf bis zur Markteinführung durch den langwierigen Einstellungs- und Produktionsprozess beeinflusst.

Oberflächenbeschaffenheit und Genauigkeit

Bei Sandguss- und Feuerfestgussverfahren weisen die Gussteile aufgrund der Eigenschaften des Formmaterials üblicherweise eine raue Oberfläche und uneinheitliche Abmessungen auf. Daher müssen die Gussprodukte weiter bearbeitet werden, beispielsweise durch Beschneiden und Polieren.

Mängel- und Qualitätskontrolle

Metallgussteile können Defekte wie Poren, Schrumpfungen, Verwerfungen und Einschlüsse aufweisen. Ursachen hierfür können Gaseinschlüsse, turbulente Strömungen, ungleichmäßige Abkühlung, komplexe Qualitätskontrollprozesse usw. sein. Diese Defekte können die Struktur und die Eigenschaften beeinträchtigen.

Komplexe Prozesssteuerung

Ein weiteres Problem beim Gießprozess ist die schwierige Steuerung des gesamten Prozesses, da verschiedene Faktoren berücksichtigt werden müssen. Dazu gehören Temperatur, Durchflussrate, Druck, Abkühlrate und Aushärtezeit. Zusätzlich muss die metallurgische Qualität des geschmolzenen Materials berücksichtigt werden, was die Steuerung zusätzlich komplexer macht. Dadurch können sich Fehler und der damit verbundene Arbeitsaufwand erhöhen.

Verschiedene Anwendungen des Gießverfahrens

Als nächstes möchten wir auf die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten des Gießverfahrens eingehen. Es ermöglicht die Herstellung hochwertiger Teile für die unterschiedlichsten Branchen.

Automobilindustrie

Das Druckgussverfahren wurde ursprünglich zur Herstellung komplexer Zinkteile für Autos entwickelt. Dies zeigt, wie vielseitig das Gussverfahren in der Automobilindustrie ist. Heute werden Motorblöcke, Zylinderköpfe und Getriebeteile im Gussverfahren hergestellt, um leichte und langlebige Teile zu produzieren. Diese Teile tragen zu einer verbesserten Kraftstoffeffizienz und Leistung bei.

Mit Steckkernen und maßgeschneiderter Werkzeugtechnologie lassen sich im Gussverfahren alle kleinen Details und komplexen Funktionen dieser Teile herstellen. Darüber hinaus ermöglicht die Aluminium-Druckgusstechnologie die Herstellung leichter und langlebiger Teile:

• Aluminiumgussteile machen Motorteile robust und leicht
• Kraftübertragungsteile und Fahrwerksteile
• Kühlteile für Klimaanlagen
• Kraftstoffansaugsysteme, Lenkgetriebe, Motoren usw.

Luft- und Raumfahrt

Leichtbauwerkstoffe wie Nickelbasis-Superlegierungen, Aluminiumlegierungen und Magnesiumlegierungen lassen sich im Gussverfahren herstellen. Sie lassen sich zu komplexen und vielfältigen Luft- und Raumfahrtkomponenten verarbeiten. Gleichzeitig verbessern sie durch kontrollierte Abkühlung und Verfestigung ihre Eigenschaften. So kann die Luftfahrtindustrie robuste und leichte Komponenten produzieren. Dadurch verbrauchen Flugzeuge und Raumfahrzeuge weniger Treibstoff und erzielen eine höhere Leistung.

Feinguss ist daher in der Luftfahrtbranche am weitesten verbreitet. Darüber hinaus können Gussformen, Lost-Foam-Formen, Sandformen und andere Gussverfahren eingesetzt werden. So können durch Gießen Flugzeugteile mit komplexen Formen und internen Kühlkanälen hergestellt werden. Beispiele hierfür sind Motorblöcke, Zylinderköpfe und Getriebeteile. Weitere Anwendungen sind:

• Motorteile, Rotorblätter, Teile des Kraftstoffsystems, Fahrwerksteile usw.
• Ansaug- und Auslassspiralen in Pumpengehäusen
• Komponenten für Hydrauliksysteme
• Komponenten und Wände für Kontrollräume

Konsumgüter

Gießen wird auch zur Herstellung einer Vielzahl von Konsumgütern eingesetzt, da sich damit komplexe Designs realisieren lassen. Beispiele hierfür sind kunstvolle Dekorationsartikel, filigrane Kochutensilien und langlebiges Kochgeschirr. Diese werden im Feinguss, Druckguss, Lost Foam Casting und Sandguss hergestellt. Bei diesen Anwendungen wird besonderes Augenmerk auf feine Details und Ästhetik gelegt. Das Gießverfahren sorgt daher auch dafür, dass die Hohlraumwände eine glatte Oberfläche aufweisen. Zu den gängigen Konsumgütern gehören:

• Dekorationsartikel wie Bilderrahmen, Wandhaken, Lampen etc.
• Beschläge wie Türgriffe, Knöpfe usw.
• Küchenutensilien wie Pfannenwender, Flaschenöffner, Spülbeckenhähne, Mischbatterien und Herdplatten.

Industrielle Ausrüstung und Maschinen

Beim Gießen bleiben die Eigenschaften der Rohstoffe unverändert oder werden durch die Zugabe von Füllstoffen und anderen Additiven sogar verbessert. Daher können Sandformen, Pressformen und andere Gussformen verwendet werden, um robuste, rostbeständige Legierungen herzustellen. Beispiele hierfür sind Aluminium, Kohlenstofflegierungen und Edelstahl.

Darüber hinaus eignet sich das Gießen für große und schwere Formen. Daher können durch Gießen Teile für Schwermaschinen und Industrieanlagen hergestellt werden. Diese Teile sind robust und langlebig und verschleißen oder rosten nicht. Beispiele hierfür sind Pumpen, Zahnräder, Ventile, Hydraulikzylinderteile, Brechbacken, Förderbandrollen, kundenspezifische Gehäuse usw.

Medizinische Geräte

Darüber hinaus können Chrom, Titan, Zirkonium und Titanlegierungen mit verschiedenen Verfahren sorgfältig gegossen werden. Diese biokompatiblen Materialien eignen sich besonders für die Herstellung medizinischer Geräte. Durch Feinguss entstehen Teile mit glatten, präzisen Oberflächen und vielen komplexen Details.

Diese Eigenschaften sind für medizinische Implantate und chirurgische Instrumente unerlässlich, um die Patientensicherheit zu gewährleisten. Darüber hinaus werden Gerätegehäuse, Teile für Diagnosegeräte und medizinische Möbel mithilfe von Sand, Guss und anderen Formen hergestellt. Im Folgenden finden Sie spezifischere Anwendungsbeispiele.

• Individuelle Hüft-, Knie-, Wirbelsäulen- und Zahnimplantate
• Chirurgische Instrumente, Zangen und Herzklappenstents
• Chirurgische Scheren und chirurgische Trays
• Gehäuse von Magnetresonanztomographie-Geräten (MRT) und Rahmen von Computertomographie-Geräten (CT)

Energiewirtschaft

Durch den Guss hochfester Metalle entstehen Komponenten und Produkte, die hohen Belastungen sowie rauen chemischen und witterungsbedingten Bedingungen standhalten. Magnesium-, Aluminium-, Edelstahl- und Zinklegierungen werden beispielsweise zur Herstellung von Teilen für die Energiewirtschaft verwendet. Verfahren wie Feinguss und Druckguss gewährleisten zudem die Präzision, Konsistenz und Fehlerfreiheit des Endprodukts. Dies ist wichtig für die Zuverlässigkeit von Kraftwerken.

• Radnaben, Wellenhülsen und Hauptmotoren werden im Sandguss- und Feingussverfahren gegossen. Dadurch sind diese Bauteile sehr präzise und robust.
• Turbinenschaufeln, Leitschaufeln und Brennkammern weisen feine Details und enge Toleranzen auf
• Herstellung von Teilen für Kernreaktoren wie Druckbehälter, Kernmäntel und Dampferzeugerkomponenten
• Solarschirme und Komponenten für Elektrofahrzeuge

Vergleich von Gießen und Spritzgießen

Grundsätzlich beinhaltet auch der Spritzgussprozess das Abkühlen von geschmolzenem Material in einem Formhohlraum. Allerdings unterscheiden sich die Mechanismen, die Dynamik, die Materialverträglichkeit und andere Faktoren. Im Folgenden betrachten wir genauer, was Gießen und Spritzgießen sind und welche Unterschiede es gibt.

Spritzgussverfahren

Dieses Herstellungsverfahren wird hauptsächlich zur Herstellung vieler Kunststoffteile verwendet. Es kann auch für einige duroplastische Kunststoffe und Metalle verwendet werden. Unter hohem Druck wird flüssiges Metall oder Kunststoff in den Formhohlraum gespritzt. Das Material fließt dann in die Form und passt sich nach dem Aushärten dem Hohlraum an. Ein Auswerferstift oder ein anderes System entnimmt das Teil anschließend aus der Form. Für die Herstellung von Spritzgussformen werden meist hochfeste Stahllegierungen verwendet.

Vorteile des Spritzgussverfahrens:

• Gleichbleibende Abmessungen und Qualität in allen Chargen
• Kostengünstig bei großen Produktionsläufen
• Kurze Produktionszeiten
• Kann hochgradig automatisiert werden
• Kann Sekundärteile und andere Materialien zur Herstellung eines einzelnen Produkts aufnehmen

Nachteile des Spritzgussverfahrens:

• Bei kleinen Produktionsläufen sind die Kosten aufgrund der hohen Kosten für Werkzeuge und Ausrüstung unerschwinglich.
• In Bezug auf Qualität und strukturelle Integrität nicht so gut wie Gussteile
• Es können nur Polymere und einige wenige Metallmaterialien verwendet werden
• Spritzguss ist nicht für die Herstellung großer Teile geeignet

Anwendungen des Spritzgussverfahrens:

Es kann zur Herstellung von Autoteilen, Präzisionshardware für Raumfahrzeuge, Fabrikmaschinen, zuverlässigen Energieteilen, Schwermaschinen, medizinischen Implantaten usw. verwendet werden.

Metallgussverfahren

Gießen, insbesondere Druckgießen, ist dem Spritzgießen sehr ähnlich. Man kann sich eine Druckgussform wie eine Spritzgussform vorstellen. Druckgießen und Spritzgießen unterscheiden sich jedoch deutlich in der Art und Weise, wie Druck angewendet wird. Beim Druckgießen wird der Druck vom Einfüllen des Materials bis zur Verfestigung des Metalls aufrechterhalten. Beim Spritzgießen hingegen wird geschmolzener Kunststoff oder Polymer unter hohem Druck in die Kavität gepresst, wo er abkühlt und seine endgültige Form annimmt.

Vorteile des Castings:

• Es können Teile mit hochwertiger Oberflächenbeschaffenheit und guten mechanischen Eigenschaften hergestellt werden
• Komplexe Formen und Merkmale wie Hinterschneidungen, Vertiefungen, tiefe Rillen und ungleichmäßige Konturen können hergestellt werden
• Geringe Werkzeug- und Ausrüstungskosten
• Große Teile können in Serie produziert werden
• Es können Aluminium, Edelstahl, Kohlenstoffstahl, Zink, Magnesium und viele andere Materialien verwendet werden.

Nachteile des Castings:

• Gussteile müssen nach ihrer Herstellung unter Umständen noch weiter bearbeitet werden. Dadurch wird sichergestellt, dass ihre Abmessungen und Oberflächenbeschaffenheit den Anforderungen entsprechen.
• Im Vergleich zum Kunststoffformen kommt es bei Gussteilen häufiger zu Poren, Lücken und anderen Defekten.

Anwendungen des Gießens:

Waren, die Menschen kaufen, medizinische Geräte, Gehäuse und Teile für elektronische Geräte, Industriezahnräder und -buchsen, Sportartikel, Haushaltsgeräte und Lagerbehälter.

Zusammenfassung

Wir haben besprochen, was Gießen ist und andere damit verbundene Themen. Dazu gehören Materialien, Arten, Vor- und Nachteile sowie Verwendungsmöglichkeiten. Insgesamt ist es ein gängiges Verfahren zur Herstellung komplexer Metallteile. Denn diese Teile sind langlebig, strukturell vollständig, rosten und verschleißen nicht und sitzen fest.

Daher eignet sich das Gießverfahren für viele Industrieumgebungen. Gießverfahren wie Sandguss, Druckguss und Wachsausschmelzverfahren erfüllen vielfältige industrielle Anforderungen. Darüber hinaus müssen Sie das richtige Metallgussverfahren basierend auf Materialart, Designkomplexität, erforderlicher Genauigkeit, Produktionsumfang, Budget und weiteren Faktoren auswählen.

Bei Yonglihao Machinery bieten wir Ihnen professionelle MetallgussdienstleistungenDa wir unsere eigenen Formen herstellen, können wir auch individuelle und einzigartige Formen herstellen. Darüber hinaus legen wir großen Wert auf Qualitätskontrolle und Echtzeit-Tracking. Dies gewährleistet die Präzision und Konsistenz jedes gegossenen Teils. Unsere Experten und unsere Gießerei unterstützen Sie so bei der optimalen Umsetzung Ihres Projekts.

Häufig gestellte Fragen

Welche Materialien werden beim Metallguss am häufigsten verwendet?

Wir verwenden eine Reihe von Materialien, darunter Aluminium, Stahl und verschiedene Legierungen. Jedes wird aufgrund seiner spezifischen Eigenschaften und Anwendungen ausgewählt.

Welchen Einfluss hat die Oberflächenbeschaffenheit eines Gussteils auf seine Leistung?

Die Oberflächenbeschaffenheit beeinflusst maßgeblich die Haltbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und Gesamtfunktionalität von Gussteilen. Daher ist sie ein entscheidender Faktor in unserem Herstellungsprozess.

Was ist der Unterschied zwischen Sandguss und Druckguss?

Beim Sandgussverfahren wird eine Form aus Sand hergestellt. Dies ist ideal für komplexe Formen und die Produktion kleiner bis mittlerer Stückzahlen. Beim Druckgussverfahren wird eine Metallform verwendet. Es eignet sich für die Großserienproduktion von Teilen, die hohe Genauigkeit und Oberflächengüte erfordern.

Können durch Gießen Teile mit komplexer Geometrie hergestellt werden?

Ja, Gießen eignet sich besonders gut für die Herstellung von Teilen mit komplexen Designs und Formen. Das macht es zu einem vielseitigen Fertigungsverfahren.

Wie schneidet Feinguss im Vergleich zu anderen Gussverfahren ab?

Feinguss, auch Wachsausschmelzverfahren genannt, bietet hohe Präzision und Genauigkeit. Daher eignet sich dieses Verfahren ideal für die Herstellung kleiner Teile mit komplexen Geometrien und wird häufig in der Luft- und Raumfahrt sowie der Automobilindustrie eingesetzt.

Können wir Teile mit bestimmten mechanischen Eigenschaften gießen?

Ja, durch die Auswahl geeigneter Materialien und die Steuerung des Gießprozesses können wir Teile mit maßgeschneiderten mechanischen Eigenschaften für verschiedene Anwendungen herstellen.