Gießverfahren


Die Gießverfahren sind Fertigungsverfahren des Urformens.

Das Urformen ist ein Oberbegriff und vereint nach DIN 8580 alle Fertigungsverfahren, bei denen aus einem formlosen Stoff ein fester Körper hergestellt wird. Das Urformen wird genutzt, um die Erstform eines geometrisch bestimmten, festen Körpers herzustellen und den Stoffzusammenhalt zu schaffen. Zum Urformen können Ausgangsstoffe im flüssigen, gasförmigen, plastischen, körnigen oder pulverförmigen Zustand, d. h. mit unterschiedlichem rheologischen Verhalten, genutzt werden. Man unterscheidet auf Grund unterschiedlicher Kombinationen einzelner Verfahrensweisen zwischen Galvanoplastik, Pulvermetallurgie und Gießereitechnik, wobei lt. Definition für das Gießen gilt:

Beim Gießen entsteht aus flüssigem Werkstoff nach dem Erstarren ein fester Körper bestimmter Form.

Urformen durch Gießen bedeutet daher:

Schmelze (formloser Stoff) → Urformen in der Gießform → Werkstück (Rohteil)

Werkstücke werden gegossen, wenn ihre Herstellung durch andere Fertigungsverfahren unwirtschaftlich bzw. nicht möglich ist oder besondere Eigenschaften des Gusswerkstoffs genutzt werden sollen. Gießverfahren sind besonders vorteilhaft einsetzbar für die Massenproduktion von Bauteilen aller Art, sowohl einfacher als auch komplizierter Gestalt. Auch Hohlräume im Inneren der Gussteile können mit Hilfe von Kernen hergestellt werden. Ganz allgemein gilt, dass die Kosten für den Modell- und Formenbau im Vergleich zu anderen Fertigungsverfahren hoch sind, die Kosten für die Herstellung der Gussstücke dagegen, abhängig von Gießverfahren und Stückzahlen, jedoch niedrig.

Nach DIN 8580 werden die Fertigungsverfahren des Gießens (die Gießverfahren) unterschieden nach der Modelleinrichtung, den Formstoffen, der Formherstellung (Formverfahren) und der Gießmethode. Hier wird das Gießen in zwei Gruppen unterteilt:

Eine Übersicht über die Einteilung der Gießverfahren gibt Bild 1.

Beim Schwerkraftgießen wird die Schwerkraft zum Füllen der Form genutzt. Die Einströmgeschwindigkeit der Schmelze ist abhängig von der Gießhöhe (siehe Einguss) und von der Ausführung des Einguss-Lauf-Anschnittsystems bzw. der Gießweise und den Umlenkungen. Zusammen mit dem ausgeführten Anschnittquerschnitt ergibt sich ein Volumenstrom (siehe Nominal-Volumenstrom) und damit die Gießzeit für das Gussstück.

Beim Gießen unter Verwendung von Druck werden je nach dem Verfahren hohe Schmelzegeschwindigkeiten und kurze Formfüllzeiten erreicht. Teilweise wird auch mit Vakuumunterstützung (siehe Vacural-Verfahren, Vakuumunterstütztes Druckgießen, Mehrstufen-Vakuumverfahren, ) gearbeitet, um die Formfüllung und vor allem die Entlüftung zu verbessern.

Verlorene Formen sind Gießformen aus einem Formstoff (Quarzsand, Keramik..), die zum Freilegen des Gussteils zerstört werden müssen und damit "verloren" sind.

Dauerformen sind Gießformen, die für mittlere bis hohe Stückzahlen aus Metall (Warmarbeitsstahl, Gusseisen u.a., siehe z. B. Druckgießform) hergestellt werden. Die Standzeit einer Dauerform ist vom verwendeten Dauerformwerkstoff und dem zu vergießenden Werkstoff abhängig, wobei grundsätzlich gilt, dass die Standzeit umso höher ausfällt, je niedriger die Gießtemperatur ist. Die schädigungsmechanismen an metallischen Dauerformen sind in den Stichworten Ausbröckelung, Brandrisse, Spannungsrisse und Formerosion zu entnehmen.

Weiterführende Stichworte:
Sandguss
Cosworth-Sandgießverfahren
Kokillengießverfahren (Gauss Automazione srl.)
Kippkokillengießverfahren
Niederdruck-Kokillengießverfahren (Gauss Automazione srl.)
Gegendruck-Gießverfahren
Druckgießverfahren (Italpresse Industrie S.r.l)

Literatur:

DIN 8580, Fertigungsverfahren.

Böge A. (Hrsg.), Vieweg Handbuch Maschinenbau, Vieweg-Verlag, Wiesbaden, 2007.

Spur G., Stöferle T., Handbuch der Fertigungstechnik, Band 1: Urformen, Carl Hanser Verlag, München, Wien, 1981.

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