Vor- und Nachteile des Feingusses

Bei der Herstellung muss jedes Bauteil exakte Anforderungen erfüllen, um ein fertiges Produkt zu produzieren. Es stehen mehrere Verfahren zur Verfügung, um einzigartige Stücke für ein Produkt herzustellen, aber Feinguss ist ein Ansatz, der sich in vielerlei Hinsicht auszeichnet.
Feinguss ist ein industrielles Verfahren, das auf dem Wachsausschmelzverfahren basiert, einem der frühesten Metallumformungsverfahren, die der Menschheit bekannt sind. Die Fähigkeit des Feingusses, Komponenten mit Genauigkeit, Wiederholbarkeit, Anpassungsfähigkeit und Integrität in einer Reihe von Metallen und Hochleistungslegierungen herzustellen, wird sehr geschätzt.

In den letzten 5,000 Jahren haben Menschen Feinguss in verschiedenen Formen eingesetzt. Bienenwachs wurde in seinen frühesten Formen verwendet, um Muster für den Gießprozess zu erstellen. Muster werden oft mit komplexeren Wachsen, feuerfesten Verbindungen und Spezialmetallen erstellt.
Um diesen Prozess besser zu verstehen, erfahren Sie in diesem Artikel, was Feinguss ist und welche Vor- und Nachteile er hat.

Was ist Feinguss?

Feinguss

Feinguss ist ein altes Verfahren, um Metallteile und -komponenten mit geringem apparativem und energetischem Aufwand zu formen. Das Verfahren wird so genannt, weil das Muster mit feuerfestem Material gefüllt wird, um eine Form zu erzeugen, und eine geschmolzene Substanz in die Form gegossen wird.

Es eignet sich hervorragend für die Herstellung komplizierter Teile und ist in der heutigen industriellen Umgebung immer noch nützlich. Hersteller nutzen diese Technologie, um Metalle mit hoher Hitzetoleranz korrekt zu gießen, indem sie eine Gips-, Kunststoff- oder Keramikform und ein Wachsdesign verwenden, das wegschmilzt.

Dieses Aluminium-Feingussverfahren ist ideal für die Herstellung von Gegenständen und Prototypen. Es wird in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt, insbesondere in der Automobil- und Industriebranche. Edelstahllegierungen, Messing, Aluminium und Kohlenstoffstahl sind nur einige der Materialien, die gegossen werden können. Aber wie wird dieser Prozess durchgeführt?

Vor- und Nachteile des Feingusses

Alle Gusstechnologien haben mehrere Designvorteile, einschließlich der Fähigkeit, den Materialeinsatz zu reduzieren und Strukturen zu konstruieren, die ansonsten ohne umfangreiche Bearbeitung oder Montage schwer herzustellen wären.

Die Anpassungsfähigkeit der Form hingegen ist ein grundlegender Vorteil des Feingusses. Bei der Herstellung von Feingussteilen haben Hersteller einen ungewöhnlichen Spielraum, da die Form verbrauchbar ist und Wachsmodelle in flüssiger Form unauffällig entfernt werden können. Im Gegensatz zu den meisten anderen Form- und Gießtechnologien ermöglicht Feinguss deutlich komplexere Designoptionen.

Über Feinguss gibt es viel zu sagen, und noch mehr über seine Eigenschaften. Zu diesem Thema werden Sie alle Ihre Zweifel an dieser Methode aufgeben und selbst sehen, wie viel Sie von einem Feingussprojekt erwarten können.

Vorteile des Feingusses

Diese Technik eignet sich perfekt zum Erstellen winziger, komplizierter geometrischer Objekte mit detaillierten Details unter Verwendung einer einzigen Form. Materialien sind oft wiederverwendbar, wie geschmolzenes Wachs, das in einem anderen Muster wiederverwendet werden kann. Die Form kann manchmal wiederverwendet werden! Zudem bietet es vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten; Konstrukteure können identifizierende Markierungen wie Zahlen, Logos und Produkt-IDs in das Gussteil einfügen.

Es ist unglaublich anpassungsfähig, da Sie zahlreiche Wachsmuster kombinieren können, um eine einzigartige Form herzustellen. Sie können auch Teile erstellen, die mit einer Maschine oder Werkzeugen nicht herzustellen wären, was eine praktikable Alternative zu Elementen darstellt.

  1. Außergewöhnliche Oberflächenpolitur
  2. Hohe Maßhaltigkeit
  3. Selbst die kompliziertesten Elemente können gegossen werden.
  4. Gießen ist mit fast jedem Metall möglich.

Nachteile des Feingusses

Trotz seiner Vorteile hat das Wachsausschmelzverfahren einige Nachteile. Die Größenbeschränkung ist der wichtigste Nachteil. Da so wenige Konstrukteure in der Lage sind, riesige Komponenten mit diesem Ansatz herzustellen, ist dies möglicherweise nicht die ideale Lösung für einen Kunden, der die Herstellung einer großen Komponente benötigt.

Einige Gründe für die hohen Kosten umfassen Spezialausrüstung, teure feuerfeste Materialien und Bindemittel, mehrere Verfahren zum Bau einer Form, einen großen Arbeitsaufwand und das Auftreten kleinerer Fehler. Es ist jedoch immer noch billiger als die Herstellung des identischen Artikels aus Stangenmaterial; Beispielsweise hat sich die Waffenherstellung auf Feinguss verlagert, um die Kosten für die Herstellung von Handfeuerwaffen zu senken.

Diese Technik ist jedoch schwieriger als andere Gussverfahren und erfordert eine umfangreiche Vorbereitung sowie eine spezielle Ausrüstung. Aus diesem Grund kann Feinguss höhere Anschaffungskosten haben als Sandguss oder Druckguss, aber die Herstellungskosten pro Einheit sinken bei größeren Bestellungen. Die Gesamtkosten, insbesondere bei Kleinserienfertigung, sind ein großer Nachteil.

Einige andere Nachteile können sein:

  1. Das Gießen von Objekten, die Kerne erfordern, kann schwierig sein.
  2. Dieses Verfahren ist kostspielig, im Allgemeinen auf winzige Gussteile beschränkt und kann eine Herausforderung darstellen, wenn es sich um Kerne handelt.
  3. Feinguss erfordert längere Produktionszyklen als andere Gussverfahren.
  4. Da es mehrere Prozesselemente gibt, die die Qualität der Form und des Gussstücks beeinflussen, ist das Qualitätsmanagementsystem schwierig zu implementieren.

Wie ist der Prozess des Feingusses?

Ein Verfahren zur Herstellung komplizierter Teile und Komponenten ist das Feingießen. Um die entsprechenden Werkstücke zu konstruieren und zu konstruieren, gibt es verschiedene unterschiedliche Prozesse im Gesamtprozess. Seinen Namen verdankt es dem Umstand, dass die Werkstücke um ein geschältes Gussteil herum aufgebaut sind, das nach dem Eingießen und Aushärten der Werkstücke wieder entfernt wird.

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Zuerst wird ein Muster erstellt

Die Anfangsphase des Feingusses ist der Entwurf einer Form oder eines Musters für ein vorgegebenes Werkstück. Das Design ist aus Wachs. Es kann durch Spritzgießen in die Form gegossen, von Hand aus einem Wachsblock geschnitzt oder mit einem 3D-Drucker und einer geeigneten Wachssubstanz hergestellt werden.

Kann die Gummiform auch direkt aus der Urform gießen. Alternativ kann ein Masterwerkzeug unabhängig bearbeitet werden, ohne dass ein Mastermodell erforderlich ist.  

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Dann wird das Wachsmodell eingegossen

Beim Feingussverfahren werden mehrere Wachsmodelle hergestellt. Es wird dann auf eine Torvorrichtung montiert, die am Ende wie ein Baum aussieht. Dies ist die Feingussvorrichtung, in die das Metall oder andere Material gegossen werden kann, um das richtige Werkstück herzustellen. Während ein Feinguss normalerweise ein Wachsdesign verwendet, können andere Materialien wie Kunststoff und gefrorenes Quecksilber verwendet werden.

Angenommen, ein Docht kann einen Feinguss erfordern. Dabei gibt es zwei Möglichkeiten: Lösliche Wachskerne können mit dem Rest der Wachsmodellation aus der Einbettmasse herausschmelzen, während sich Keramikkerne nach dem Erstarren des Objekts entfernen lassen. Jegliches Wachs, das vorher aus der Form läuft, wird normalerweise zurückgewonnen und wiederverwendet.

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Jetzt ist es an der Zeit zu werfen

Der geschälte Guss wird als nächste Phase darum herum hinzugefügt. Der Baum wird zuerst in eine Keramikaufschlämmung getaucht. Während dieses Prozesses wird ein Mustercluster in eine Aufschlämmung aus feinem feuerfestem Material getaucht, das üblicherweise feiner Sand ist. Die Oberfläche wird dann entwässert, um eine homogene Beschichtung bereitzustellen. Bevor er verwendet werden kann, muss der Formkörper vollständig trocknen. Diese beiden Schritte können wiederholt werden, bis die Form dick genug ist, um den Gießkräften standzuhalten.

Um die empfindlichen Merkmale der Form zu erhalten, werden in dieser Anfangsphase, die auch als Grundierung bezeichnet wird, feine Materialien verwendet. Die Beschichtung kann dann nach dem Aushärten aushärten. Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis die Einbettmasse die gewünschte Dicke erreicht hat.

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Dann wird das Wachs entfernt

Nachdem die Keramikformen vollständig ausgehärtet sind, werden sie umgedreht und in einen Ofen oder Autoklaven gestellt, um das Wachs zu schmelzen und/oder zu verdampfen. Die Wachsmodelle müssen entfernt werden, bevor das gewählte Material in die frisch geschälte Form gegeben werden kann. Dies wird häufig durch Erhitzen des Wachses in einem Ofen erreicht.

Zum Erhitzen des Wachses kann alternativ Dampf verwendet werden. Die Form wird auf den Kopf gestellt, damit das flüssige Wachs ablaufen und wiederverwendet werden kann, um frische Wachsdesigns herzustellen.

Feinguss vs. Sandguss

Schließlich wird das Metall gegossen

Nach dem Entfernen des Wachses entstehen im Inneren des Schalengusses freie Lücken in Form der formalen Wachsdesigns. Das Metall kann durch Schwerkraft oder durch Verwendung von positivem Luftdruck oder anderen Kräften gegossen werden. Das Material wird im Guss gehalten, bis es vollständig abgekühlt und ausgehärtet ist.

Nun muss die Schale entfernt werden

Wenn das Material vollständig abgekühlt und ausgehärtet ist, ist es an der Zeit, es aus seiner Hülle zu entfernen. Der geschälte Guss wird mit einem Hammer oder einem anderen Instrument entfernt, bis nur noch der ursprüngliche Baum übrig bleibt. Anstelle der Wachsmodelle werden nun die fertigen Werkstücke mit dem Baum verbunden. Die Werkstücke werden nach dem Entfernen des Gussteils schonend vom Baum abgeschnitten.

Weiterverarbeitung

Das fertige Feingussteil wird nach dem Schleifen einer Endbearbeitung unterzogen. Verunreinigungen und Negative werden oft eher durch Handwerkzeuge und Schweißen als durch Schleifen beseitigt. Wenn der Artikel ein zusätzliches Richten erfordert, werden normalerweise hydraulische Richtpressen verwendet, um das Produkt in Übereinstimmung mit seinen Toleranzen zu bringen.

Jetzt kennen Sie den Prozess Schritt für Schritt. Es ist Zeit, die Vor- und Nachteile des Feingusses zu sehen!

Fazit

Es besteht kein Zweifel, dass diese Methode in vielen Szenarien funktioniert, aber Sie müssen die Vor- und Nachteile kennen. Es ist eine antike Technik und kann eine sehr eintönige Aufgabe sein, aber die Ergebnisse mit perfekten und glatten Oberflächen beweisen, dass es sich lohnt!

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