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Eisen- und Stahlguss als Feinguss

Feinguss nach dem Wachsausschmelzverfahren

Einsatz des Wachsausschmelzverfahren für geometrisch komplizierte Bauteile
Mit dem Wachsausschmelzverfahren werden Geometrien hergestellt, welche sonst nur sehr aufwendig oder durch Herstellen mehrerer Einzelkomponenten gefertigt werden können. Im Vergleich zu anderen Handgussverfahren werden mit dem Wachsausschmelzverfahren beste Genauigkeit und Oberflächenqualität erzielt. Herkömmliche Gussverfahren benutzen z.B. Sandformen, in denen flüssiges Eisen oder Stahl abgegossen werden. Wegen der sehr hohen Temperaturen (>1300°C) lässt sich Stahl und Eisen nicht direkt in Formen aus Werkzeugstahl gießen.

Warum mit Wachs?
Die Werkzeugerstellung beim Feinguss nach dem Wachsausschmelzverfahren beginnt ähnlich dem Kunststoffspritzguss: Als Negativ-Werkzeug aus Werkzeugstahl. In dieses Negativ-Werkzeug wird zunächst flüssiges Wachs eingegossen, da sich flüssiges Eisen mit dem Werkzeug verbinden würde. So werden Positiv-Modelle aus Wachs hergestellt. Mit dem Stahlwerkzeug lassen sich nahezu 100.000 Wachsmodelle ausbringen, da Wachs schon bei sehr niedrigen Temperaturen schmilzt und das Werkzeug nur sehr geringem Verschleiß unterliegt.

Zwischenprodukte:
Modellwerkzeug zum Erstellen der Wachsmodelle
Wachsmodelle, die nahezu 1:1 dem fertigen Produkt entsprechen

Verlorene Modelle und Formen
Um ein Negativ Werkzeug zu erhalten, in dem flüssiges Eisen abgegossen werden kann, kommen Keramik und Sand mit ins Spiel: Die Positiv-Wachsmodelle werden mit zähflüssiger keramische Masse umhüllt, welche dann noch mit Sand berieselt wird. Dieser Vorgang wird einige male wiederholt, wieder zähflüssige keramische Masse und etwas Sandberieselung. Letztlich erhalten die Wachsmodelle eine stabile Hülle aus Sand/Keramik. Anschließend wird der Wachsinhalt aus den Sand-/Keramikhüllen ausgeschmolzen, so dass man eine Hohlform als Negativ-Form erhält. Diese Keramiksandformen werden nun im Hochtemperaturofen gebrannt, um Stabilität zu erhalten. (Der Vorgang ähnelt dem Brennen von Ton und Porzellan). Direkt nach diesem Vorgang, während die Keramiksandformen noch rotglühend vom Brennen sind, wird das ebenfalls heiße, flüssige Eisen eingegossen. Zwischen Keramiksandform und dem eingefüllten flüssigen Eisen herrscht nahezu kein Temperaturunterschied. Damit lassen sich die besten Ergebnisse erzielen hinsichtlich Oberflächengüte und Bauteilqualität. Nach dem Abkühlen werden die Keramiksandformen von den fertigen Bauteilen abgeklopft, so dass neben den Wachsmodellen auch die Keramiksandformen für jeden Prozessschritt als verloren gelten und für jeden Durchlauf neu aufgebaut werden müssen. Je nach Losgröße und Nachbehandlungen sind für das Endprodukt verschiedene Produktionszeiten angesetzt.

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