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Verschiedene Arten von Gussverfahren, die bei der Herstellung verwendet werden

Metallindustrie

Die Herstellung von Gussteilen ist ein Prozess, bei dem verflüssigtes Material, wie z.B. geschmolzenes Metall, in den Hohlraum einer speziell entworfenen Form gegossen wird und aushärten kann.

Nach der Erstarrung wird das Werkstück aus der Form entnommen, um verschiedenen Endbehandlungen unterzogen oder als Endprodukt verwendet zu werden. Gussverfahren werden in der Regel zur Herstellung komplizierter Voll- und Hohlformen verwendet, und Gussprodukte finden sich in einer Vielzahl von Anwendungen, einschließlich Automobilkomponenten, Teilen für die Luft- und Raumfahrt usw.

Verschiedene Arten von Gussteilen und der Gussprozess

Obwohl das Gießen eines der ältesten bekannten Herstellungsverfahren ist, haben moderne Fortschritte in der Gießtechnik zu einer breiten Palette spezialisierter Gießverfahren geführt. Warmumformverfahren wie Druckguss, Feinguss, Gipsguss und Sandguss bieten jeweils ihre eigenen einzigartigen Herstellungsvorteile. Ein Vergleich sowohl der Vor- als auch der Nachteile der gebräuchlichen Arten von Gussverfahren kann bei der Auswahl des für einen bestimmten Produktionslauf am besten geeigneten Verfahrens helfen.

Sandguss
Beim Sandguss werden in der Regel Materialien auf Siliziumdioxidbasis verwendet, wie synthetischer oder natürlich gebundener Sand. Gusssand besteht im Allgemeinen aus fein gemahlenen, kugelförmigen Körnern, die sich dicht zu einer glatten Formoberfläche zusammenschließen lassen. Das Gussteil ist so konstruiert, dass das Potenzial für Risse, Sprünge oder andere Fehler reduziert wird, indem während der Abkühlphase des Prozesses ein mäßiges Maß an Flexibilität und Schrumpfung zugelassen wird. Der Sand kann auch durch Zugabe von Ton verfestigt werden, was zu einer engeren Bindung der Partikel beiträgt. Automobilprodukte wie Motorblöcke werden durch Sandguss hergestellt.

Das Sandgießen umfasst mehrere Schritte, darunter die Herstellung von Mustern, das Formen, Schmelzen und Gießen sowie das Reinigen. Das Modell ist die Form, um die herum der Sand gepackt wird, normalerweise in zwei Teilen, dem Ober- und dem Unterteil. Nachdem der Sand ausreichend verdichtet ist, um das Modell nachzubilden, wird der Mantel entfernt und das Modell herausgezogen. Dann werden alle zusätzlichen Einsätze, die als Kernkästen bezeichnet werden, installiert, und der Oberkasten wird ersetzt. Nachdem das Metall gegossen und erstarrt ist, wird das Gussstück entfernt, die Speiser und Anschnitte, die beim Gießen verwendet wurden, werden entfernt und von anhaftendem Sand und Zunder gereinigt.

Zu den Hauptvorteilen des Sandgusses als Gießverfahren gehören

Relativ günstige Produktionskosten, insbesondere bei Kleinserien.
Die Möglichkeit, große Komponenten herzustellen.
Die Fähigkeit, sowohl eisenhaltige als auch nicht-eisenhaltige Materialien zu gießen.
Niedrige Kosten für die Werkzeugausstattung nach dem Gießen.
Trotz seiner Vorteile bietet das Sandgussverfahren einen geringeren Genauigkeitsgrad als alternative Verfahren, und es kann schwierig sein, Komponenten mit einer vorgegebenen Größe und Gewichtsspezifikation zu sandgießen. Außerdem neigt dieses Verfahren dazu, Produkte mit einer vergleichsweise rauen Oberflächenbeschaffenheit zu erzeugen.

Investitionsguss

Beim Feingießen oder Wachsausschmelzverfahren wird für jedes Gussteil ein Einweg-Wachsmodell verwendet. Das Wachs wird direkt in eine Form gespritzt, entfernt, dann mit feuerfestem Material und einem Bindemittel beschichtet, normalerweise in mehreren Stufen, um eine dicke Schale aufzubauen. Mehrere Modelle werden auf gemeinsame Angüsse montiert. Nachdem die Schalen ausgehärtet sind, werden die Modelle umgedreht und in Öfen erhitzt, um das Wachs zu entfernen. Dann wird geschmolzenes Metall in die verbleibenden Schalen gegossen, wo es zur Form der Wachsmodelle aushärtet. Die feuerfeste Schale wird weggebrochen, um das fertige Gussteil freizulegen. Feinguss wird häufig zur Herstellung von Teilen für die Automobil-, Energieerzeugungs- und Luftfahrtindustrie, wie z.B. Turbinenschaufeln, verwendet. Einige der zentralen Vor- und Nachteile des Feingusses sind

Ein hohes Maß an Genauigkeit und präzise Maßergebnisse.

Die Fähigkeit, dünnwandige Teile mit komplexen Geometrien herzustellen.
Die Fähigkeit, sowohl eisenhaltige als auch nicht eisenhaltige Materialien zu gießen.
Relativ hochwertige Oberflächengüte und Detailgenauigkeit der Endkomponenten.
Obwohl es hochpräzise ist, ist Feinguss in der Regel teurer als andere vergleichbare Gussverfahren und in der Regel nur dann kosteneffizient, wenn Sand- oder Gipsgussteile nicht verwendet werden können. Der Aufwand kann jedoch manchmal durch geringere Bearbeitungs- und Werkzeugkosten aufgrund der qualitativ hochwertigen Oberflächenergebnisse von Feingussteilen kompensiert werden.

Gipsabguss
Das Gießen von Gips ähnelt dem Sandgussverfahren, bei dem anstelle des Sandes eine Mischung aus Gips, Verstärkungsmasse und Wasser verwendet wird. Das Gipsmodell wird in der Regel mit einem Antihaftmittel beschichtet, um ein Kleben an der Form zu verhindern, und der Gips ist in der Lage, alle Lücken um die Form herum auszufüllen. Nachdem das Gipsmaterial zum Gießen des Teils verwendet wurde, bildet es normalerweise Risse oder Defekte und muss durch frisches Material ersetzt werden. Zu den Vorteilen, die der Gipsabguss bietet, gehören

Eine sehr glatte Oberflächenbeschaffenheit.
Die Fähigkeit, komplexe Formen mit dünnen Wänden zu gießen.
Die Fähigkeit, große Teile mit weniger Aufwand zu formen als andere Verfahren, wie z.B. Feinguss.

Eine höhere Maßgenauigkeit als die des Sandgusses.
Dieses Verfahren ist in der Regel teurer als die meisten Sandgussverfahren und erfordert unter Umständen einen häufigen Austausch des Gipsformstoffs. Es ist in der Regel effektiver und kosteneffizienter, wenn die Qualität der Oberflächenbeschaffenheit eine wichtige Anforderung ist. Seine Anwendung ist im Allgemeinen auf das Gießen von Legierungen auf Aluminium- und Kupferbasis beschränkt.

Druckguss (Metallgussverfahren)

Druckgießen ist ein Verfahren zur Formung von Materialien unter hohem Druck und umfasst in der Regel Nichteisenmetalle und -legierungen wie Zink, Zinn, Kupfer und Aluminium. Die wiederverwendbare Form wird mit einem Schmiermittel beschichtet, um die Temperatur der Form zu regulieren und das Auswerfen der Komponenten zu erleichtern. Das geschmolzene Metall wird dann unter hohem Druck in die Matrize eingespritzt, der kontinuierlich bleibt, bis das Werkstück erstarrt ist. Dieses Einführen unter Druck erfolgt schnell und verhindert, dass irgendein Segment des Materials vor dem Gießen aushärtet. Nachdem der Prozess abgeschlossen ist, wird das Bauteil aus der Form genommen und jegliches Abfallmaterial entfernt. Einige der Hauptvorteile des Druckgusses sind

Enge Größen- und Formtoleranzen.

Hohe Maßhaltigkeit der Komponenten und einheitliches Design.
Ein reduzierter Bedarf an Nachbearbeitung nach dem Gießen.
Trotz seiner Vorteile hat das Druckgussverfahren als Metallgussverfahren relativ hohe Werkzeugkosten, was es bei hohen Stückzahlen kosteneffizienter macht. Es kann auch schwierig sein, die mechanischen Eigenschaften eines Druckgussbauteils sicherzustellen, so dass diese Produkte in der Regel nicht als Strukturbauteile funktionieren. Da die Formen in der Regel zweiteilig sind, ist das Druckgießen auf Produkte beschränkt, die aus der Form entnommen werden können, ohne die Form zu zerstören, wie dies bei anderen Gießverfahren der Fall ist.

Schleuderguss

Schleuderguss wird zur Herstellung langer, zylindrischer Teile wie Gussrohre verwendet, indem man sich auf die in einer Schleuderform entwickelten g-Kräfte stützt. In die Form eingebrachtes geschmolzenes Metall Gießen wird gegen die Innenfläche der Form geschleudert, wodurch ein Gussteil entsteht, das frei von Hohlräumen sein kann. Ursprünglich als de Lavaud-Verfahren mit wassergekühlten Formen erfunden, wird das Verfahren auf symmetrische Teile wie Bodenrohre und große Kanonenrohre angewandt und hat den Vorteil, dass die Teile mit einer minimalen Anzahl von Speiserohren hergestellt werden können. Für asymmetrische Teile, die nicht um ihre eigene Achse geschleudert werden können, ordnet eine Variante des Schleudergusses, Druckguss genannt, mehrere Teile um einen gemeinsamen Anguss an und schleudert die Formen um diese Achse. Eine ähnliche Idee wird auf das Gießen von sehr großen Zahnkränzen usw. angewandt. Je nach dem zu gießenden Material können Metall- oder Sandformen verwendet werden.

Dauerhafter Formguss

Der Kokillenguss hat Ähnlichkeiten mit dem Druckguss und dem Schleuderguss, insbesondere die Verwendung von wiederverwendbaren Formen. Diese können aus Stahl, Graphit usw. hergestellt werden und werden im Allgemeinen zum Gießen von Materialien wie Blei-, Zink-, Aluminium- und Magnesiumlegierungen, bestimmten Bronzen und Gusseisen verwendet. Es handelt sich um ein Niederdruckverfahren, bei dem das Gießen in der Regel von Hand mit mehreren Formen auf einem Drehtisch erfolgt. Während die Formen durch die verschiedenen Stationen rotieren, werden sie nacheinander beschichtet, geschlossen, gefüllt, geöffnet und entleert. Ein solches Verfahren ist als Slush-Casting bekannt, bei dem die Form gefüllt, aber entleert wird, bevor das Metall vollständig ausgehärtet ist. Geschmolzenes Metall wird aus dem Gussteil ausgekippt, um eine hohle, gegossene Schale herzustellen. Eine ähnliche Idee wird beim Gießen von hohlen Schokoladenprodukten wie Osterhasen verwendet. Die Verwendung von Metallformen führt zu einer schnelleren Wärmeübertragung durch die Form, so dass die Schale aushärten kann, während der Kern flüssig bleibt.

 

Anwendungen Komponenten

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