Es gibt Tausende von Metallformern auf dieser Welt. Je nach Komplexität der Metallstrukturen und des Designs kommt bei dieser Fertigungstechnologie das Metallgussverfahren zum Einsatz. Im Folgenden werden wir 10 verschiedene Arten von Gießverfahren besprechen.
Arten von Gießverfahren, die Einwegformen verwenden
Wenn es um das Gießen von Eisenmetallen geht, sind Einwegformtechnologien die offensichtlichen Sieger. Sie sind kostengünstiger, da sie keinen hohen Temperaturen standhalten müssen.
Feinguss (Wachsausschmelzverfahren)
Sandguss ist die bei weitem beliebteste Methode des Metallgusses, hat aber einen Nachteil, der sie für einige Anwendungen ungeeignet macht.
Bei diesem Verfahren müssen Sie die Sandgussmodelle aus den von ihnen erzeugten Formen entfernen, was sehr zeitaufwändig sein kann.
Modellbauer müssen die Anforderungen des Modells in jeder Phase des Gießprozesses sorgfältig bewerten, einschließlich der Anforderungen an den Verzug, die Lage der Trennfuge, Anschnitte, Speiser und Kerne.
Das Wachsausschmelz-, Feinguss- oder Präzisionsgussverfahren ist eine Alternative zum Sandguss, die sich für eine Vielzahl von Metallen eignet, einschließlich hochschmelzender Eisenlegierungen, und bei der einige der Probleme bei der Modellherstellung beim Sandguss vermieden werden.
Sandguss
Das am weitesten verbreitete Verfahren des Metallgusses ist der Sandguss. Es ist ein dreitausend Jahre altes industrielles Verfahren: Die ersten Belege für den Tonguss stammen aus China aus der Shang-Dynastie (ca. 1600 bis 1046 v. Chr.).
Es ist nicht verwunderlich, dass diese Art des Gießens immer noch weit verbreitet ist: Sand ist preiswert, reichlich vorhanden, formbar und hitzebeständig.
Bei diesem Metallgussthema sind die Sandkerne einfach zu entfernen, da sie mit Hilfe eines Rütteltisches herausgeschüttelt werden können. Kufen und Anschnitte, die das Metall in den Formhohlraum leiten, werden entweder von einem erfahrenen Gießer handgeschnitten oder in die Konstruktion einbezogen.
Muschelformung
Das Muschelgießen ist ein Sandgussverfahren, das engere Maßtoleranzen zulässt. Es ist mit dem Sandgussverfahren vergleichbar, mit dem Unterschied, dass der Sand mit einem Harz vermischt wird.
Über jede Seite des heißen Metallmodells wird eine Mischung aus Sand und Harz gegossen. Diese Mischung schmilzt zu einer Schale und kühlt ab. Sie verbindet die "Schalen" der Form miteinander und wird häufig von einem Sandkolben gehalten.
Diese Schalen ergeben eine hochpräzise Form, da das Harz den Innenflächen zusätzlichen Halt bietet.
Vollform oder Schaumstoff
Bei diesem Gießverfahren wird eine Mischung aus Sand- und Feingussverfahren im gesamten Form- oder Schaumgießprozess verwendet. Allerdings macht es das Design von geschäumtem Polystyrol.
Mit diesem Verfahren kann das geschäumte Muster mit einem Anschnitt- und Kufensystem und der Beseitigung der Zugabe komplettiert werden.
Und manchmal wird das Design vor dem Füllen entfernt; bei einigen Schaumstoffen kann man jedoch einen Teil des Designs in der Form weglassen, damit es verdampft, wenn es schnell in das heiße Metall kommt.
Arten von Gießverfahren, die wiederverwendbare Formen verwenden
Eine wiederverwendbare Metallform ist die typischste Methode zum Füllen der Form durch Schwerkraft; Sie können jedoch auch den Gasdruck oder ein Vakuum nutzen. Hohlgüsse eignen sich für eine Variante des Schwerkraftgießverfahrens, die als Slush-Casting bekannt ist.
Aluminium-, Magnesium- und Kupferlegierungen sind gängige Gussmetalle. Zinn-, Blei- und Zinklegierungen sowie Eisen- und Stahllegierungen sind ebenfalls für Graphitformen geeignet.
Wenn das Metall in den Formhohlraum eingespritzt wird, beginnt der Schwerkraftprozess mit dem Vorheizen der Form auf 150-200 °C (300-400 °F), um den Metallfluss zu glätten und thermische Schäden am Gussteil zu verhindern.
Bei der Methode der wiederverwendbaren Formen werden je nach Formtyp und Gießverfahren die folgenden sechs Methoden angewandt.
Dauerhafte Formen
Die Zusammensetzung der Dauerform hat verschiedene ausgezeichnete Schmelzpunkte als das Metall, mit dem sie gefüllt wird. Das Gießen von Metall in flüssigem Zustand ohne äußeren Druck ist der wichtigste Schritt bei diesem Gießverfahren. Dauerkerne müssen so einfach sein, dass sie aus dem fertigen Gussstück entfernt und wiederverwendet werden können.
Gelegentlich werden diese Formen beim Gießen von Eisen und Niedrigtemperaturlegierungen verwendet. Der häufigste Arbeitsablauf in der Industrie ist die Verwendung von Drehtischen anstelle von Fließbändern. Während jede Form die nächste Station durchläuft, werden einzelne Verfahren wie das Beschichten der Form, das Einsetzen der Kerne, das Schließen der Form, das Gießen, das Öffnen der Form und das Auswerfen des Gussteils durchgeführt.
Semi-permanente Formen
Der Hauptunterschied zwischen dem semipermanenten Formguss und dem Dauerformguss besteht darin, dass die im Gussverfahren verwendeten Kerne austauschbare Sandkerne sein können. Sandkerne ermöglichen kompliziertere Kernformen, da sie nicht unversehrt aus dem endgültigen Gussstück wiedergewonnen werden müssen.
Wird ein Loch im Gussteil gelassen, um die Kerne zu entnehmen, können sie auf einem Rütteltisch "ausgeschüttelt" und wie Sand durch eine Sanduhr abgelassen werden. Nur das gegen die Metallform gegossene Teil hat die Toleranz, die Dichte und die ästhetischen Vorteile des Kokillengusses.
Slush-Gießen
Durch einfaches Bedecken der Innenseite der Form mit etwas Metall und Bilden einer Metall-"Haut" werden bei diesem bunt bezeichneten Gießverfahren hohle Gussstücke hergestellt, ohne dass Kerne benötigt werden. Je nachdem, wie schnell das Metall oder ein anderes Material aushärtet, gibt es verschiedene Ansätze für das Slush-Casting.
Bei einer Methode werden winzige Flüssigkeitsmengen in eine Form gegossen und diese gedreht, um das Innere mit Metall zu beschichten. Bei einer anderen Methode kann der Gießer die Form füllen und das überschüssige Material nach Ablauf einer bestimmten Zeit ausgießen. Metalle wie Zink, Aluminium und Zinn werden routinemäßig im Slush-Casting-Verfahren gegossen.
Schleuderguss
Bei diesem Gießverfahren wird eine wassergekühlte Form, die sich mit hoher Geschwindigkeit um ihre zentrale Achse dreht, als flüssiges Metall in das ungenaue Schleudergussverfahren eingespeist. Das flüssige Metall wird durch die Zentrifugalkraft in einer gleichmäßigen Schicht über die Oberfläche der Form gezogen. Das endgültige Gussteil muss gleichmäßige Geometrien um die Schleuderachse aufweisen, damit dieses Verfahren funktioniert. Daher eignet sich dieses Gießverfahren für Formen, die im Allgemeinen zylindrisch oder kreisförmig sind, wie z. B. Rohre oder Ringe.
Druckguss
Anders als die Schwerkraft regulieren Druckgusstechnologien den Fluss des Metalls in eine Dauerform. Beim Druckguss werden Luft oder Gas, Vakuum, mechanische oder Zentrifugalkräfte eingesetzt. Diese Techniken ermöglichen es den Gießereien, die Geschwindigkeit, mit der sich eine Form füllt, genau zu regulieren: Die Schwerkraft übt immer die gleiche Kraft aus, aber die erzeugten Kräfte können variieren.
Druckguss
Druckgießmaschinen bestehen aus einem Becken mit geschmolzenem Metall, einer Zwei-Platten-Metallform oder -Gussform und einem Einspritzsystem, das das Material ansaugt und unter Druck in die Form drückt.
Der Druckgießprozess beginnt mit einer offenen Form. Düsen sprühen ein Schmiermittel in die Form, um zu verhindern, dass das Teil festklebt. Bei diesem Verfahren werden die beiden Seiten der Form miteinander versiegelt und die geschlossene Form mit einer Druckdüse eingespritzt. Bevor sich die Form öffnet, gibt sie dem frischen Gussteil Gelegenheit zum Abkühlen. Das neue Gussteil wird mit Hilfe von Auswerferstiften aus der Form gedrückt, und der Prozess beginnt von Neuem.