Gießen (Verfahren)www.tool-tool.com

Gegenüber den Fertigungsverfahren mit verlorenen Formen haben die Gießverfahren mit Dauerformen folgende Vorteile:

* geringere Produktionsflächen
* erhöhte Arbeitsproduktivität
* erhöhtes Ausbringen
* weniger Kernformstoff und Wegfall des Formstoffs
* reproduzierbare Maßgenauigkeit und somit niedrigerer Putzaufwand, niedrigerer Ausschussanteil und geringere Zugaben für die mechanische Bearbeitung
* verbesserte Oberflächengüte
* rasche Abkühlung und bessere mechanische Eigenschaften des Gussteils

Dem gegenüber stehen folgende Nachteile:

* teuere Formen, weil diese meist aus Metall bestehen
* geringe Nachgiebigkeit und Gasdurchlässigkeit
* Gussteile mit hoher Eigenspannungs- und Warmrisswahrscheinlichkeit
* Gussoberflächen mit hohen Härtewerten

Deswegen wird das Gießen in Dauerformen für Großserien genutzt, damit sich die hohen Herstellkosten für die metallischen Formen amortisieren.

Zu den Gießverfahren mit Dauerformen gehören der Druckguss, das Kokillengießen, der Spritzguss (nur für Kunststoffe), das Schleudergießen und das Stranggießen. Ein spezielles Gießverfahren für die Herstellung von Kleinserien aus Kunststoffen oder niedrigschmelzenden Legierungen ist das Vakuumgießen.

Beim Kokillenguss wird das flüssige Metall in der Regel nur durch Schwerkrafteinwirkung in die Form eingebracht.Eine Ausnahme stellt das Niederdruck-Kokillengießverfahren dar, bei dem das Metall aus einem geschlossenen Warmhalteofen mittels Überdruck direkt in die darüber befindliche Kokille gedrückt wird. Das Verfahren ist für automatisches Gießen qualitativ hochwertiger Gussstücke in Serienfertigung geeignet. Im Kokillenguss werden nahezu alle gießbaren Metalle verarbeitet.

Geschichtliche Entwicklung [Bearbeiten]

Im Gegensatz zu Umformverfahren wie dem Schmieden, werden bei allen Gussverfahren Gussformen benötigt. Diese waren im Altertum aus Ton oder Holz, sofern sie nicht sogar in den Boden der Gießerei gegraben wurden. Später wurden Modelle des gewünschten Objekts geformt und als "verlorene Formen" in Sand eingebracht. Diese waren meist aus Wachs, welches vor dem Guss ausgeschmolzen werden muss. (Wachsausschmelzverfahren).

Im Zuge der Serienfertigung entstanden produktivere Verfahren. Zum Einen die Verwendung von Modellen aus Holz, deren Konturen in teilbare Form(-Sand)kästen (durch Einpressen mit hohem Druck) übertragen wurden, zum Anderen durch Dauerformen aus Formstahl. Diese im Formenbau hergestellten Stahlformen werden vor allem beim Spritzguss (Kunststoffverarbeitung), Kokillenguss und Druckguss (Leichtmetall wie Aluminium, Magnesium und Zink) verwendet. Entsprechend dem Aufbau der Druckgussmaschinen unterscheidet man bei diesen zwischen Warmkammer- und Kaltkammermaschinen. Die Kaltkammermaschinen sind meist größer und erreichen heutzutage (2002) eine Presskraft bis 50.000 kN.

Historischer Guss in Stein [Bearbeiten]

Der Guss in Stein ist eine historische Art Gegenstände aus Metall herzustellen. Schon vor Jahrtausenden entwickelten die Menschen darin eine beeindruckende Geschicklichkeit und waren in der Lage feinste Gegenstände zu produzieren.

Die Materialien für Steinformen waren überwiegend gut zu bearbeitende Steinarten, wie Sand- oder Speckstein. Formen aus Granit sind äußerst selten zu finden.

Das Negativ wird durch Meißeln, Schaben oder Schnitzen in den Stein eingearbeitet. Das flüssige Metall wird in die Form gefüllt und erstarrt dort.

Beim Gießen in Steinformen existieren vier Arten. Die erste ist der offene Herdguss. Hierbei verwendet man nur eine Formhälfte. Durch die offene Seite tritt eine starke Reaktion mit Sauerstoff ein, welche zu Bläschenbildungen auf dem Metall führt und dieses rau und porös werden lässt.

Eine zweite Variante ist der verdeckte Herdguss, wobei eine Formhälfte mit einer Blindhälfte zusammengelegt wird. Ein übermäßiges Oxidieren der Schmelze wird dadurch verhindert. Da eine Hälfte blind ist sind Passlöcher, Schlösser und dgl. nicht notwendig. Handelt es sich um zwei Hälften mit Formnegativ müssen diese in die Steine eingearbeitet werden, um ein Verschieben der beiden Formen zu verhindern. Diese Gussstücke erkennt man auch an den Gussnähten, die entlang der Formteilung entstehen.

Eine weitere Variante nennt sich Kernguss, welcher zum Anfertigen von Gegenständen mit Hohlräumen verwendet wird.

Die vierte und letzte Art ist der Überfang- bzw. Verbundguss. Dabei handelt es sich um einen zweiten Aufguss auf ein halbfertiges Fabrikat. Diese Technik wird auch zur Reparatur oder Ausbesserung defekter oder misslungener Stücke genutzt. Verbund- oder Überfangguss fand auch beim Wachsausschmelzverfahren Anwendung.

Literatur [Bearbeiten]

* Karl Stölzel: Gießerei über Jahrtausende. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1978, o. ISBN
* G. Spur, Th. Stöferle: Handbuch der Fertigungstechnik. Band 1 Urformen. Carl Hanser Verlag, München Wien 1981

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