Urformen

Fertigungslehre

Das Kapitel Urformen in unserem Online-Kurs Fertigungslehre besteht aus folgenden Inhalten:

Urformen

Urformen

In diesem Kapitel wenden wir uns dem Urformen zu.Das Video wird geladen...(Kapitelübersicht - Urformen) Dieses Kapitel stellt den ersten von zwei großen Themenbereichen in diesem Kurs dar.Elektrostahlofen
Gießen als Verfahren des Urformens

Urformen > Gießen als Verfahren des Urformens

Das Gießen beschreibt im Rahmen der Fertigungstechnik das Schaffen eines Zusammenhalts, an dessen Ende ein fester Körper steht.flÃƒÂ¼ssige Schmelze wird vergossenKennzeichnend für das Gießen ist, dass der Ausgangsstoff in einem flüssigen Zustand vorliegt. Dabei kann der Gießprozess direkt das Endprodukt liefern oder lediglich einen Zwischenschritt darstellen. Grundsätzlich hat das Gießen den Vorteil, dass beinahe jede geometrische ...
Anforderungen an den Gießprozess

Urformen > Anforderungen an den Gießprozess

Das Video wird geladen...(Gießen - Anforderungen) Alle gießbaren Werkstoffe haben gemein, dass sie, bevor sie gegossen werden können, entweder in einen flüssigen (Metalle) oder breiigen (nichtmetallische Werkstoffe) Zustand versetzt werden müssen.Allein die Änderung des Aggregatszustandes des Ausgangsmaterials ist nicht entscheidend für die spätere Qualität des Gussteils. Neben dem sorgfältigen Schmelzen spielen auch die Einhaltung der Zusammensetzung ...
Verfahrensstufen der Gießereitechnologie

Urformen > Verfahrensstufen der Gießereitechnologie

In diesem Kurstext werden wir dir die einzelnen Verfahrensstufen im Rahmen der Gießereitechnologie vorstellen. Insgesamt lassen sich 5 Stufen unterscheiden, wobei am Anfang immer die Konstruktion des zu fertigenden bzw. zu gießenden Werkstücks steht.Man beginnt im ersten Schritt mit der Zeichnung des zu gießenden Rohteils. Anschließend baut man entweder ein Modell, aus dem die Form und gegebenenfalls der Formkern erzeugt wird oder man entwickelt direkt aus der Zeichnung ...
Verfahrensstufe 1: Konstruktion und Formgebung

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KonstruktionBevor überhaupt mit dem Schmelzen der Eingangsstoffe begonnen wird, gilt es, eine Konstruktionszeichnung zu erstellen, in der alle notwendigen Angaben für das später zu erzeugende Formteil aufgeführt sind. Dies beinhaltet folgende Angaben:Größe des ModellsGestalt des ModellsGröße der KerneGestalt der KerneSitzstellen loser TeileAngaben der FormteilungLage des Modells in der FormBearbeitungsangabenSchrägen zum anschließenden Ausheben ...
Dauerformen und Dauermodell

Urformen > Verfahrensstufen der Gießereitechnologie > Verfahrensstufe 1: Konstruktion und Formgebung > Dauerformen und Dauermodell

Ein Dauermodell wird im Modellbau für Formverfahren mit verlorenen Formen verwendet. Die Dauerform, auch Kokille genannt, wird im Formenbau für Dauerformverfahren benötigt. Das Dauermodell wird in den meisten Fällen aus Metall, Gießharz oder für Modellierung geeignetem Holz erzeugt.Beide Verfahren haben gemein, dass Hohlräume und nicht formbare Flächen, sowie Hinterschneidungen durch Kerne abgebildet werden können.Der Hohlraum der Gießform wird ...
Bestandteile einer Form

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Nachfolgend siehst du eine Auflistung der einzelnen Bestandteile einer Form und deren hauptsächliche Eigenschaften.Einlauftrichterbesitzt eine konische oder bauchige Formermöglicht einen gleichmäßigen Zustrom des flüssigen Metalls hin zum EinlaufkanalBei komplizierten Bauteilen werden häufig mehrere Einlauftrichter verwendet.Zuströmkanalmeistens senkrechter VerlaufDie Fließgeschwindigkeit kann durch Schräg- oder Wellenformen beeinflusst werden.Schlackenlaufhorizontale ...
Formverfahren

Urformen > Verfahrensstufen der Gießereitechnologie > Verfahrensstufe 1: Konstruktion und Formgebung > Formverfahren

In den kommenden beiden Kurstexten werden wir die beiden gängigen Formverfahren vorstellen:Formverfahren mit verlorenen FormenDauerformverfahren
Formverfahren mit verlorenen Formen

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Das Formverfahren mit verlorenen Formen sind, wie der Name bereits erahnen lässt, dadurch gekennzeichnet, dass die Formen nach einer einmaligen Anwendung nicht mehr genutzt werden können. Die Form selbst ist einteilig. Bestandteile einer verlorenen FormMan erzeugt die Formen und die Kerne aus Formsanden.Die gängigsten Formsande sind:QuarzsandChromitsandZirkonsandDamit diese Sande auch in ihrer Form bleiben, werden natürliche oder chemische Bindemittel eingesetzt.Die meistverwendeten ...
Dauerformverfahren

Urformen > Verfahrensstufen der Gießereitechnologie > Verfahrensstufe 1: Konstruktion und Formgebung > Formverfahren > Dauerformverfahren

Im Gegensatz zu Formverfahren mit verlorenen Formen, können Dauerformen (Kokillen), ausschließlich aus Metallen gefertigt werden. Metallarten zur Herstellung von DauerformenStähleverschleißfesthitzebeständigzunderbeständigGusseisenniedriglegierthochlegiertKupferreinmit LegierungselementenBesonderheiten der DauerformenDa Dauerformen in ihrer Herstellung sehr teuer sind, werden sie fast ausschließlich in der Serienfertigung eingesetzt. Trotz der hohen Fertigungskosten ...
Bildliche Übersicht der Formverfahren

Urformen > Verfahrensstufen der Gießereitechnologie > Verfahrensstufe 1: Konstruktion und Formgebung > Formverfahren > Bildliche Übersicht der Formverfahren

In der nächsten Abbildung siehst du eine Gegenüberstellung der beiden Formverfahren.Formverfahren Oft lassen sich Gussstücke gerade in der Serienfertigung sowohl durch Dauerformen als auch durch verlorene Form realisieren. Die Entscheidung hängt oft an dem Material aus dem das Stück hergestellt wird. Die Köpfe eines Zylinders werden in verlorenen Formen hergestellt, wenn sie aus Gusseisen bestehen und in Dauerformen, wenn es sich bei dem Material um Leichtmetall ...
Verfahrensstufe 2: Schmelzen, Gießen, Erstarren und Entformen

Urformen > Verfahrensstufen der Gießereitechnologie > Verfahrensstufe 2: Schmelzen, Gießen, Erstarren und Entformen

Bevor ein Gussstück gegossen werden kann, muss das Gussmaterial zuvor in der Gießerei erschmolzen werden. In den meisten Fällen geschieht dies parallel zur Herstellung der Formen. Je nach Material erfolgt der Schmelzvorgang in Schachtöfen wie dem Induktionsofen, dem Herdofen und weiteren geeigneten Ofentypen (auf diese werden wir in späteren Kurstexten genauer eingehen).In der nächsten Abbildung siehst du die Darstellung eines Schachtofens.SchachtofenNachdem das Gussmaterial ...
Berechnungen zum Schwerkraftgießen

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Wird eine Schmelze in eine Form gegossen, so wirkt der Gießdruck infolge des hydrostatischen Paradoxons gleichmäßig in alle Richtungen. Sobald die Form vollständig ausgefüllt ist, besteht bei horizontal geteilten Formen die Gefahr, dass die obere Formhälfte einem zusätzlichen Druck ausgeliefert ist. Diese auf die obere Formhälfte wirkende Kraft bezeichnet man als Abhebekraft:Abhebekraft: $ F_A = A_p \cdot \rho_S \cdot g \cdot h $$ A_p $ = Fläche der ...
Erstarrung des Gussmaterials

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Die Erstarrungszeit eines flüssigen Gussmaterials hängt von unterschiedlichen Gesichtspunkten ab. Einen Einfluss haben die Temperatur des Gussmaterials, die chemische Zusammensetzung, der Einsatz eventueller Kühlmedien sowie die angewendete Gussart.Beim Druckguss, Schleuderguss und Kokillenguss erstarrt das Material meistens innerhalb weniger Sekunden.Gussstücke, die in Sandguss und Masken erzeugt werden, benötigen mehrere Minuten ...
Verfahrensstufe 3: Putzen des Rohguss'

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Nachdem wir nun ein frisch entformtes Gussstück vorliegen haben, folgt mit dem Putzen der nächste Fertigungsschritt. Das Putzen ist ein sehr arbeitsintensiver und gleichzeitig kostenintensiver Prozess, da Putzarbeiten in den meisten Fällen nicht gänzlich von Maschinen durchgeführt werden können.Der notwendige Aufwand beim Putzen hängt immer von der Anzahl und der Lage der Anschnitte, Kerne, Formstoffe und weiteren Faktoren ab. Auch kommen für die ...
Verfahrensstufe 4: Wärmebehandlung

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Diese Stufe ist eine besonders wichtige Verfahrensstufe, denn oft erhalten Gusswerkstoffe erst infolge der Wärmebehandlung ihre physikalisch wichtigen Eigenschaften. Dabei kommen thermische, chemisch-thermische und mechanisch-thermische Verfahren zum EinsatzDie Anzahl der Wärmebehandlungen variiert je nach Eigenschaft, die ein Gusswerkstoff vorweisen soll. So ist es oft wünschenswert, dass die Oberfläche eines Werkstoffs besonders hart, der Kern jedoch verhältnismäßig ...
Verfahrensstufe 5: Endkontrolle, Qualitätssicherung

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Wie erfolgreich jeder bisherige Verfahrensschritt war, entscheidet sich bei der Endkontrolle, die häufig auch unter dem Begriff Qualitätssicherung (QS) erfasst wird.Die Qualitätssicherung umfasst eine Vielzahl von Maßnahmen, die bezogen auf die Eigenschaften des Produkts unterschiedlich ausfallen.So wird man ein Produkt, welches besondere Härteeigenschaften erfüllen muss, auf genau diese untersuchen.In beinahe jedem Fall sind der Endkontrolle bereits einige Kontrollen ...
Verfahren zur Gewinnung von Metallen

Urformen > Verfahren zur Gewinnung von Metallen

In diesem Abschnitt wenden wir uns der Gewinnung von Metallen zu und beginnen dabei mit der Gewinnung von Roheisen und erklären dir, wie daraus Stähle erzeugt werden können.Da die meisten Metalle nicht in reiner Form auftreten, sondern in Erzen gebunden sind, müssen diese durch eine Reihe von Maßnahmen erst gewonnen werden.Ausnahmen für reine Metalle in der Natur sind Edelmetalle wie Silber, Gold oder Platin. Man bezeichnet diese Metalle als gediegen. EisenerzDer ...
Roheisengewinnung

Urformen > Verfahren zur Gewinnung von Metallen > Roheisengewinnung

Stahl wird aus Eisen gewonnen, welches in der Natur nur als Erz in Verbindung mit anderen chemischen Stoffen vorliegt. Als Eisenerze bezeichnet man Oxide, also Eisen-Sauerstoff-Verbindungen, die mit verschiedenen Begleitelementen versetzt sind. Um Eisen gewinnen zu können, müssen diese Verbindungen aufgelöst werden. Bei dem als Reduktion bekannten Verfahren wird mithilfe eines geeigneten Reduktionsmittels wie beispielsweise Koks, Kohle, Wasserstoff oder Kohlegas der Sauerstoff der ...
Stahlerzeugung

Urformen > Verfahren zur Gewinnung von Metallen > Stahlerzeugung

BaustahlObwohl der Anteil des Kohlenstoffs im Roheisen nur 3-4 % beträgt und nur noch wenige Begleitelemente vorhanden sind, muss deren Gehalt im Rahmen der Stahlerzeugung weiter reduziert werden. Dies erfolgt durch Verbrennung des Kohlenstoffs und der unerwünschten Bestandteile in einem Vorgang, den man als Frischen bezeichnet. Dabei kommen neben den Einsatzstoffen Roheisen und Eisenschwamm zusätzliche Stoffe wie Schrott, Legierungszusätze und Zuschläge hinzu.Das Frischen ...
Stahlerzeugungsverfahren, Frischen

Urformen > Verfahren zur Gewinnung von Metallen > Stahlerzeugung > Stahlerzeugungsverfahren, Frischen

Die Stahlerzeugung ist eine Technologie, die einem ständigen Wandel unterzogen ist. Viele Frischverfahren wie das Siemens-Martin-Verfahren oder das Thomasverfahren besitzen heute keine Bedeutung mehr und wurden durch moderne Verfahren wie dem Sauerstoffblasverfahren oder dem Elektrolichtbogen-Verfahren substituiert, die einen hohen Schrottanteil verarbeiten können.Sauerstoffblassverfahren: Verarbeitung von Roheisen und SchrottMan unterscheidet diese Verfahren nach der Art der Sauerstoffzufuhr, ...
Beruhigter und unberuhigter Stahl

Urformen > Verfahren zur Gewinnung von Metallen > Stahlerzeugung > Beruhigter und unberuhigter Stahl

Beruhigter StahlEin beruhigter Stahl hat die Eigenschaft, dass ein gegossener Block oder Strang eine annähernd gleiche Zusammensetzung aufweist und sich weder Blasen noch Seigerungen bilden. Dieser Zustand wird durch eine Zugabe von Desoxidationsmitteln oder einer Behandlung in annähernd vollständigem Vakuum ermöglicht. Da dieses Verfahren sehr kostenintensiv ist, kommt es nur zum Einsatz, wenn bestimmte Qualitätsansprüche gefordert sind. Für Stranggießverfahren ...
Gusseisenerzeugung

Urformen > Verfahren zur Gewinnung von Metallen > Gusseisenerzeugung

Im Gegensatz zu Stahl besitzt Gusseisen meistens einen Kohlenstoffanteil von 2-5 %. Die Abgrenzung zu Stahl mit 2 % Kohlenstoffanteil ist dabei fließend.Gusseisen wird in Elektroöfen, Herdöfen oder Kupolöfen durch Umschmelzen von Roheisen erzeugt. Bei diesen Vorgängen können vier unterschiedliche Gusseisenarten gewonnen werden.GusseisenartenGusseisen mit LamellengraphitGusseisen mit KugelgraphitTempergussHartgussEingangsstoffeDie Stoffe die zur Erzeugung von Gusseisen ...
Schmelzverfahren

Urformen > Schmelzverfahren

Wie wir bereits wissen, ist das Hauptkriterium zum Schmelzen von Stahlguss oder Gusseisen Wärme. Die Art der Wärmezufuhr kann durch verschiedene Verfahren erfolgen. In diesem Kurstext werden wir dir die gängigsten Verfahren vorstellen.Bevor wir nun die einzelnen Verfahren vorstellen, nehmen wir eine Gruppierung vor.Typen von SchmelzöfenSchmelzöfen lassen sich unterscheiden in Öfen, die mit Brennstoffen beheizt werden und Elektroöfen.Mit Brennstoff beheizte Öfen ...
Kupolofen

Urformen > Schmelzverfahren > Kupolofen

Der Kupolofen arbeitet nach dem Schachtofenprinzip. Dabei wird in kontinuierlichen Abständen das von oben beschickte Material geschmolzen. Die eingesetzten Energieträger sind Koks, Öl und Erdgas.historischer SchachtofenInnenraum des SchachtofensIn der nächsten Abbildung siehst du eine schematische Darstellung des Kupolofens.Kupolofen (Schachtofen)Das eingehende Material ist dabei ein Gemenge aus metallischen Anteilen und dem Brennstoffanteil, in diesem Fall Koks. Durch die Verbrennung ...
Elektroschmelzöfen

Urformen > Schmelzverfahren > Elektroschmelzöfen

Zur Gruppe der Elektroschmelzöfen gehören der Lichtbogenofen, der Induktionsofen und der Widerstandsofen. Diese Ausführungen haben sich in der Vergangenheit immer mehr gegenüber anderen Verfahren durchgesetzt. Ein Grund liegt darin, dass sich mit ihnen höhere Temperaturen erzielen lassen. Zudem erlauben sie eine einfache Regelung und eine genaue Kontrolle der Schlackenzusammensetzung.Der aus diesen Verfahren gewonnene Stahl wird als Elektrostahl bezeichnet und hat gegenüber ...
Induktionsofen

Urformen > Schmelzverfahren > Elektroschmelzöfen > Induktionsofen

Bei einem Induktionsofen wird der Strom in einer relativ dünnen Randschicht induziert, sodass die Stromdichte nach einer E-Funktion zum Kern hin abfällt. Diesen Effekt bezeichnet man als Skin-Effekt, der infolge der Stromverdrängung auftritt.In der nächsten Abbildung siehst du die schematische Darstellung eines Induktionsofens.Induktionsofen
Lichtbogenofen

Urformen > Schmelzverfahren > Elektroschmelzöfen > Lichtbogenofen

Der Lichtbogenofen ist der konventionell am häufigsten eingesetzte Ofen zur Herstellung von Elektrostahl. Bei Stahlguss, der fast ausschließlich elektrisch geschmolzen wird, entfallen bis zu 70 % auf eine Herstellung durch den Lichtbogenofen. Bei Gusseisen ist seine Verwendung in Deutschland jedoch wenig verbreitet, wohingegen in den USA häufig mit dieser Verfahrensart Gusseisen erzeugt wird.Lichtbogenöfen besitzen ein besonders robustes Betriebsverhalten und eine besonders hohe ...
Elektroschlacke-Umschmelzverfahren

Urformen > Schmelzverfahren > Elektroschmelzöfen > Elektroschlacke-Umschmelzverfahren

Das Elektroschlacke-Umschmelzverfahren, kurz ESU, erzeugt die Wärme über den elektrischen Widerstand der Schlacke. Es ist also so, dass das zu erwärmende Material, welches in fester oder flüssiger Form vorliegt, als Widerstand in den Stromkreis geschaltet wird. Die Bewegungsenergie der Elektronen des elektrischen Stroms wandelt sich dabei direkt in Wärme um. Das Metall schmilzt und sinkt durch die Schlacke nach unten, wobei die Schlacke selbst die wichtige Funktion eines ...
Duplexbetrieb

Urformen > Schmelzverfahren > Duplexbetrieb

Bei einem Duplexbetrieb werden zwei verschiedene Verfahren hintereinander geschaltet. So ist dem Kupolofen ein Induktionsofen nachgelagert. In der nächsten Abbildung siehst du diese Anordnung grafisch dargestellt.DuplexbetriebWie du der Abbildung entnehmen kannst, stellt der Kupolofen die erste Verfahrensstufe dar, bei der das Material eingeschmolzen wird. Die zweite Verfahrensstufe, das Nachbehandeln, wird mit dem Induktionsofen (hier: kippbarer Induktionstiegel) realisiert.Der Vorteil ...
Formen

Urformen > Formen

Nachdem eine fertige Schmelze vorliegt, soll diese in eine Form gegossen werden und dabei das Gussstück seine endgültige Gestalt bekommen.Wir erinnern unsAls Formen werden entweder verlorene Formen oder Dauerformen verwendet. Die verlorene Form wird zu einem großen Anteil aus Formsanden hergestellt. Daher werden wir uns im kommenden Kurstext ausschließlich mit den Eigenschaften von Formstoffen auseinandersetzen.
Formsande

Urformen > Formen > Formsande

Formsande eignen sich besonders gut, um verlorene Formen für Gussstücke zu erzeugen. Dabei müssen sie einer Vielzahl von Anforderungen gerecht werden. Ihre wichtigste Aufgabe ist die Bildsamkeit. Ferner müssen sie haftfähig, feuerfest, durchlässig für Gas und eine geringe Wärmeleitung besitzen sowie zu geringen Kosten herstellbar sein.Die Zusammensetzung eines Formsandes/Formstoffs ist wie folgt:Formstoff = Formgrundstoffe + Formstoffbindemittel + FormstoffzusatzFormgrundstoffe ...
Dauerformen

Urformen > Formen > Dauerformen

Bei Dauerformverfahren übernimmt die metallische Dauerform sowohl die Aufgabe des Modells als auch die des Formstoffes.Bei jedem gefertigten Gussstück wird die Form maximal thermisch beansprucht. Um die Form vor einem direkten Kontakt mit der Schmelze zu schützen, verwendet man nicht benetzbare Überzüge, die als Schlichten bezeichnet werden. Dadurch wird die Form zwar geschützt, jedoch wird die Schlichtschicht mit jedem Gussvorgang ein wenig mehr abgetragen.Als Folge ...
Formverfahren

Urformen > Formverfahren

In diesem Abschnitt werden wir uns den gängigen Formverfahren zuwenden und diese nacheinander vorstellen.Dabei unterscheiden wir folgende Verfahren:HandformverfahrenMaschinenformverfahrenMaskenformverfahrenCO2-ErstarrungsverfahrenKeramikverfahren
Handformverfahren

Urformen > Formverfahren > Handformverfahren

Das Handformen als Formverfahren eignet sich besonders gut, um kleine Serien von kleinen bis sehr großen Gussstücken zu erzeugen. Unabhängig vom Werkstoff bewirkt die Schwerkraft die Formfüllung. Besonders drei Gießverfahren lassen sich unterscheiden:offener Herdgussgedeckter HerdgussKastenformgießenOffener HerdgussBeim offenen Herdguss erhält man als Gussstück ein ungeteiltes Modell. Das Modell wird dabei in Herden abgeformt. Unter Herden versteht man mit ...
Maschinenformverfahren

Urformen > Formverfahren > Maschinenformverfahren

Beim Maschinenformverfahren erfolgt der Gießvorgang entweder mit Kästen oder ohne Kästen.Maschinenformen mit KästenNeben dem Verfahren mit verlorenen Formen ist die Kastenformerei das wichtigste Verfahren zur Herstellung von Gussstücken in mittlerer bis millionenfacher Stückzahl.Die Modelle werden in den meisten Fällen entweder aus Metall, Holz oder Kunststoff hergestellt. Sie sind geteilt und werden nach Möglichkeit zur Hälfte auf jeder Modellplatte ...
Maskenformverfahren

Urformen > Formverfahren > Maskenformverfahren

Das Maskenformverfahren zählt zu den genauesten Gießverfahren. Anders als bei den anderen Verfahren wird hier keine vollständige Form hergestellt, sondern nur eine wenige Millimeter dünne Formmaske. Die Dicke der Formschale überschreitet selten mehr als 5 mm. Dennoch zeichnet sie sich besonders durch hohe Stabilität, hohe Maßgenauigkeit und einen geringen Formsandverbrauch aus.Als Nachteil kann man bei diesem Verfahren anführen, dass der notwendige Harzanteil ...
CO2-Erstarrungsverfahren

Urformen > Formverfahren > CO2-Erstarrungsverfahren

Das CO2-Erstarrungsverfahren eignet sich zur Herstellung von Kernen und für die allgemeine Formenherstellung. Dabei wird ein Formstoff verwendet, der zu 96 % aus Quarzsand und zu 3 - 5 % aus Binder besteht. Mit dieser Verfahrensart lassen sich besonders feste und haltbare Kerne sowie Formen herstellen und machen eine Trocknung im Ofen überflüssig. Ferner können hohe Maßgenauigkeiten erzeugt werden, da keine Wärme zugeführt werden muss, die einen Schwund ...
Keramikverfahren

Urformen > Formverfahren > Keramikverfahren

Beim Keramikformen werden die Formen aus keramischen Bestandteilen hergestellt. Als Eingangsmaterial verwendet man ein keramisches, feuerfestes Material in Pulverform sowie Bindemittel und Härter. Die Vorteile dieses Verfahrens liegen in der besonderen Genauigkeit, der Möglichkeit Gussteile mit sehr geringer Wanddicke herstellen zu können und gleichzeitig häufig auf eine gesonderte Nachbearbeitung der Oberfläche des Gussteils verzichten zu können. Jedoch sind die ...
Gießverfahren

Urformen > Gießverfahren

Die verschiedenen Gießverfahren werden wir in diesem Abschnitt unter den folgenden Aspekten kategorisieren:Gießverfahren mit verlorenen ModellenGießverfahren in Dauerformen
Gießverfahren mit verlorenen Modellen

Urformen > Gießverfahren > Gießverfahren mit verlorenen Modellen

Im ersten Teil dieses Abschnitts stellen wir dir verschiedene Gießverfahren mit verlorenen Modellen vor. Dabei thematisieren wir das Feingießen, das Vollformgießen sowie das Magnetformgießen.
Feingießen

Urformen > Gießverfahren > Gießverfahren mit verlorenen Modellen > Feingießen

Beim Feingießen werden die Modelle aus Materialien wie Wachs, Harnstoff oder Polystyrol mit einer Spritzgießmaschine hergestellt.VerfahrensablaufZuerst stellt man das Modell her und überzieht es mit einem keramischen Grundwerkstoff. Anschließend schmilzt man das Wachs in der erhärteten Form und gießt es aus. Nachdem die Metallschmelze in die Form gegossen wurde und erstarrt ist, entfernt man die Gießform.Zwei Verfahren sind typisch für das Feingießen:SchalenformverfahrenBei ...
Vollformgießen

Urformen > Gießverfahren > Gießverfahren mit verlorenen Modellen > Vollformgießen

Für das Vollformgießen verwendet man für den Gießvorgang ein Modell, das beispielsweise aus Styropor hergestellt wird.Bei Styropor handelt es sich um ein vergasbaren Kunststoff, d. h. das der Kunststoff löst sich thermisch auf, wenn er in Kontakt mit der heißen Schmelze kommt.Diese Eigenschaft des Styropor hat den Vorteil, dass keine Aushebevorrichtungen angebracht werden müssen und auch kein Grat am Gussstück entsteht.VerfahrensablaufDas komplette Kunststoffmodell ...
Magnetformgießen

Urformen > Gießverfahren > Gießverfahren mit verlorenen Modellen > Magnetformgießen

Das Magnetformverfahren zählt zur Gruppe der Vollformverfahren. Auch hier ist das Modell aus Material, das sich durch die Schmelze zersetzt. Der Unterschied zum Vollformverfahren besteht darin, dass der Formstoff aus feinkörnigem Eisengranulat besteht, welches unter Einwirkung eines magnetischen Feldes zu einer festen Form stabilisiert wird.VerfahrensablaufDas Modell aus Kunststoff wird in einen ungeteilten Kasten setzt und anschließend mit Eisengranulat, welches magnetisierbar ist, ...
Gießverfahren in Dauerformen

Urformen > Gießverfahren > Gießverfahren in Dauerformen

Dauerformen haben den Vorteil, dass sie für eine höhere Anzahl von Gießvorgängen verwendet werden können. Um diese Eigenschaft dauerhaft zu gewährleisten, müssen die Formen aus einem beständigen Material (meist Metall) hergestellt werden, weshalb die Herstellungskosten um einiges höher liegen als im Vergleich zu verlorenen Formen. Um dennoch rentabel produzieren zu können, muss eine Dauerform eine hohe Anzahl von Gussstücken erzeugen, bevor ...
Kokillengießverfahren

Urformen > Gießverfahren > Gießverfahren in Dauerformen > Kokillengießverfahren

Das Kokillengießverfahren kennzeichnet, dass die Schmelze in eine Dauerform eingefüllt wird, die aus zwei oder mehreren Teilen besteht. Man unterscheidet die Formen hinsichtlich:Aufbau der Kokillegeteilte Kokille: Die Form besteht aus mehreren Kokillenteilen.ungeteilte Kokille: Die Form besteht aus einem einzelnen Teil.Beschaffenheit der KokilleVollkokille: Die Form besteht vollständig aus Metall. Auch eventuelle, verschiebbare Kerne sind metallisch.Gemischtkokille: Die Form besteht ...
Druckgießen

Urformen > Gießverfahren > Gießverfahren in Dauerformen > Druckgießen

Anders als beim Kokillenguss erfolgt, die Formgebung nicht durch Schwerkraft, sondern infolge hoher Druckeinwirkung. Der aufgebrachte Druck kann bis zu 20.000 $ N/mm^2 $ betragen.Die Dauerform ist geschlossen. Der Druck bleibt nach dem Einbringen der Schmelze über den gesamten Erstarrungsvorgang hinweg konstant.Werkstoffe, die sich für dieses Verfahren eignen sind Magnesium, Kupfer, Aluminium und entsprechende Legierungen.Das Druckgießen unterscheidet zwischen Warmkammerdruckgießen ...
Schleudergießverfahren

Urformen > Gießverfahren > Gießverfahren in Dauerformen > Schleudergießverfahren

Dieses Verfahren eignet sich besonders für die Herstellung von Hohlkörpern wie Rohren, deren Außengestalt keine besondere Bedeutung zukommt.Beim Schleudergießverfahren wird die Metallschmelze unter Einwirkung der Zentrifugalkraft einer rotierenden Form zugeführt und dort zum Erstarren gebracht. Ähnlich wie beim Druckguss bewirkt die Zentrifugalkraft eine Formfüllung durch Druck. Je nachdem wie die Drehachse ausgerichtet ist, spricht man entweder ...
Stranggießen

Urformen > Gießverfahren > Gießverfahren in Dauerformen > Stranggießen

... wir das Thema des Gießen als Variante des Urformen ab und wenden uns im kommenden Abschnitt dem Thema Sintern zu.
Sintern

Urformen > Sintern

... dieses Jahrhunderts verzeichnet diese Art des Urformen einen enormen Anstieg. Die Ursache liegt besonders in den Einsparungsmöglichkeiten in den Bereichen Rohstoffeinsatz und Energieeinsatz. Als Rohstoffe kommen Metalle und Metalllegierungen als Pulver mit einem Teilchendurchmesser von weniger als 1 mm zum Einsatz. Hinzu kommen Hilfsstoffe wie Lithium, Zink oder Wachse.Liegt der Teilchendurchmesser oberhalb der 1 mm Grenze, so spricht man von einem Granulat. Teilchen mit einem Durchmesser ...
Erzeugung von Sinterpulver

Urformen > Sintern > Erzeugung von Sinterpulver

Wie wir bereits wissen, besteht das Sinterpulver aus metallischen Bestandteilen und Zusätzen. Die Zusammensetzung variiert, je nach dem welche Eigenschaften das spätere Sinterteil besitzen soll. Hat man erfolgreich die Zusammensetzung des Pulvers definiert, so werden die einzelnen Bestandteile in eine industrielle Mischmaschine gefüllt und so lange gemischt, bis ein homogenes Pulver vorliegt.Bis dahin muss mit einem der nachfolgend genannten Verfahren das Pulver entweder mechanisch ...
Formgebung von Sinterpulver - Grünling

Urformen > Sintern > Formgebung von Sinterpulver - Grünling

Als Eingangsstoff benötigt man einen pulverförmigen Rohstoff, der sich infolge der Formgebung und der Sinterung in ein zusammenhängendes Gefüge überführen lässt. Die Formgebung erfolgt meistens bei einer Temperatur von ungefähr 20 °C. In Ausnahmefällen kann sie jedoch dicht unter dem Schmelzpunkt des Materials liegen.Maßnahmen zur FormgebungUm eine gute Formgebung zu erreichen, können Maßnahmen wie Rütteln, Vibrieren oder Druckfüllen ...
Sinterprozess

Urformen > Sintern > Sinterprozess

Liegt das Pulver in der gewünschten quasifesten Form vor, so kann der Pulverpressling gesintert werden. Das Sintern hat den Zweck den Pulverpressling zur verdichten, damit zum einen die Porösität verringert wird und zum anderen die gewünschten technischen Eigenschaften erzielt werden. Hierzu wird der Pressling dem Formwerkzeug entnommen und einem Ofen zugeführt. Im Ofen herrschen Temperaturen $ T_{sint} $ die unterhalb der Schmelztemperatur $ ...
Nachbehandlung von Sinterteilen

Urformen > Sintern > Nachbehandlung von Sinterteilen

In diesem Kurstext soll kurz auf die sich dem Sintervorgang anschließende Nachbehandlung eingegangen werden.Nachbehandlung gesinterter FormteileJe nach Anforderung müssen gesinterte Formteile nachbehandelt werden. Dazu zählen neben dem Schleifen und Polieren zum Entgraten, besonders die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften sowie der Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit. Liegen kleine Teile mit geringer Dichte vor, so kann ...
Generative Urformverfahren

Urformen > Generative Urformverfahren

Bei den generativen Urformverfahren werden Bauteile durch Erzeugen einzelner Schichten gebildet. Grundlage dieser noch sehr jungen Verfahrensart sind CAD-Daten (Computer-Aided Design). Die Formgebung erfolgt in der X-Y-Ebene und der dreidimensionale Aufbau in Richtung der Z-Achse durch schrittweises Aufeinanderschichten der einzelnen ebenen Konturen. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die Bauteile direkt aus 3D-Daten erzeugt werden und auf Formen und mechanische Bearbeitung gänzlich ...
Stereolithographie

Urformen > Generative Urformverfahren > Stereolithographie

Bei diesem Verfahren liegt als Eingangsstoff ein flüssiges Polymer vor. Dieses wird innerhalb eines Behälters durch ultraviolettes Laserlicht so beeinflusst, dass daraus schichtweise ein Körper aufgebaut werden kann. Dieser Vorgang, bei dem die einzelnen Polymerbestandteile miteinander vernetzt werden, bezeichnet man als Polymerisation.Aufbau der AnlageIm Wesentlichen besteht eine Stereolithographie-Anlage aus fünf Komponenten:ScannereinheitUV-LaserBildschirm und RechnerKammer ...
Lasersintern

Urformen > Generative Urformverfahren > Lasersintern

Das Lasersintern hat mit dem Sintern von metallischen Pulvern wenig gemein. Bei diesem Verfahren werden Pulverpartikel mit einem Laser angeschmolzen und somit zu einer Schicht verbunden. Als Eingangsstoffe dienen Kunststoffpulver wie Polyamid oder polyamidgebundene Metallpulver.Die Grundlage des Lasersinters ist die STL-Datei (Standard Triangulation Language) des Körpers im Rechner. Anhand der Parameter der Datei kann die Lasersinter-Maschine einzelne Schichten erzeugen, die sogenannten "Slices". ...
Extrusionsverfahren

Urformen > Generative Urformverfahren > Extrusionsverfahren

Beim Extrusionsverfahren wird ein drahtförmiger Werkstoff kontinuierlich mit einer beheizten Düse geschmolzen und anschließend entsprechend der Eingangsparameter über ein Bauteil geführt. Somit entsteht eine gewünschte Schicht. Ist diese Schicht abgekühlt und erstarrt, kann die nächste Schicht aufgetragen werden. Dieser Vorgang wird so oft wiederholt bis das komplette Bauteil erzeugt ist.Der englische Begriff für dieses Verfahren ist Fused Deposition ...
3D-Drucken

Urformen > Generative Urformverfahren > 3D-Drucken

... Kurstext schließen wir das Kapitel des Urformens ab. Im kommenden Kapitel wenden wir uns nun dem zweiten großen Thema dieses Kurses, dem Umformen, zu.#