Form- und Gießverfahren

Eine der ältesten und eine weit verbreitete Methode des Gießens ist der sogenannte Sandguss. Dabei wird flüssiges Metall in eine Sandform gegossen. Zur Erstellung der Formen braucht man im Normalfall ein Modell. Meistens aus Holz oder ähnlichem gefertigt, wird dieses in Quarzsand, dem verschiedene Binder zugemischt werden, abgeformt. Hohlräume lassen sich über Sandkerne, die in die Form eingelegt werden, abbilden. Nach dem Abguss wird die Form inkl. Kerne zerstört. Dieses Prinzip nennt sich verlorene Form. Der Sandguss eignet sich aufgrund seiner hohen Maßhaltigkeit und Oberflächenqualität insbesondere für kernintensive, mehrteilig geformte und komplexe gegossene Bauteile und wird neben dem Prototypenbau auch für kleine und mittlere Serienlosgrößen eingesetzt. Mit dem Sandguss lassen sich so gut wie alle gießbaren Legierungen verarbeiten.

Mit dem Feinguss lassen sich hochpräzise und filigrane Gussteile herstellen. Unter den verschiedenen Gießverfahren sticht der Feinguss als komplex und aufwandsintensiv hervor. Anstatt ein Negativ aus einem soliden Modell abzuformen, wird das gewünschte Bauteil aus Wachs oder Kunststoff als Positiv modelliert. Anschließend wird das Modell in der Gießerei mit mehreren Keramikschichten ummantelt, um eine Form herzustellen. Beim Brennen der Keramik schmilzt das Modell, und eine hohle Keramikform bleibt übrig. In diese wird anschließend die Schmelze gegossen. Je nach Bauteil kann sich der Prozess der Mehrfachumhüllung über mehrere Tage bis Wochen hinziehen. Nach dem Erstarren der Schmelze wird die Form zerstört und das gegossene Bauteil für die finale Verwendung nachbearbeitet oder veredelt. Für das Feingussverfahren lassen sich so gut wie alle gießbaren Legierungen nutzen.

Der Druckguss kommt als Gießverfahren vor allem bei der Massen- und Serienfertigung zum Einsatz. Vergossen werden hauptsächlich Legierungen mit einem geringeren Schmelzpunk wie bspw. Aluminium oder Magnesium. Beim Gießprozess wird die Schmelze unter Hochdruck in eine meist metallische Dauerform gedrückt. In der Gussform eingelassene Kühlkanäle sorgen für ein schnelles Erstarren der Schmelze, und die Bauteile werden mit einem Ausschieber aus der Form gelöst. Dieses Fertigungsverfahren des Gießens ermöglicht sehr große Stückzahlen in sehr kurzer Zeit und bei geringen Kosten pro Stück, schränkt jedoch die mögliche Komplexität der Bauteile ein. Die gegossenen Bauteile zeichnen sich durch sehr gute Oberflächeneigenschaften, enge Toleranzen und eine hohe Genauigkeit aus.

Ähnlich wie beim Sandguss wird beim Kokillenguss mittels Schwerkraft gegossen. Doch anstatt einer Sandform kommen bei diesem Gießverfahren Dauerformen bzw. Metallkokillen zum Einsatz. Metall ist im Vergleich zu Sand wärmeleitfähiger. Dadurch wird die Hitze der Schmelze schneller abgetragen, und die Schmelze erstarrt schneller und mit einem dichteren Gefüge. Das führt zu höheren Festigkeiten beim gegossenen Bauteil. Durch die Wiederholbarkeit der Prozessschritte und der Wiederverwendbarkeit der Kokille kann der Kokillenguss für höhere Stückzahlen auch (teil-)automatisiert werden. Auch beim Kokillenguss finden hauptsächlich Legierungen mit niedrigen Schmelzpunkten wie bspw. Aluminium und Magnesium Anwendung.