Feingießen

Feingießen ist ein Gussverfahren.

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Um Gussstücke mit höchster Maßgenauigkeit und bester Oberflächenqualität zu erhalten wird dieses Verfahren angewandt. Das Modell wird dabei aus Spezialwachsen oder ähnlichen Thermoplasten oder deren Gemischen zum Beispiel im Spritzgussverfahren hergestellt. Die Modelle werden zunächst im Einfach- oder Mehrfachwerkzeugen gespritzt. Diese Werkzeuge bestehen aus Aluminium, Stahl oder Weichmetall, für welche ein Urmodell erforderlich ist. Je nach Gesamtstückzahl, Gestalt des Gussstückes und Art des Modellstoffes wird das entsprechende Werkzeug ausgewählt. Um Hinterschneidungen in der Kontur mit einzubringen können vorgeformte wasserlösliche oder keramische Kerne erforderlich sein, für welches auch ein Zusatzwerkzeug benötigt wird.

Eine andere Möglichkeit zur Herstellung der physischen Vorlagen bildet der Einsatz von Technologien des Rapid Prototypings. Es handelt sich jeweils um verlorene Modelle aus einem schmelzfähigen, vergasbaren oder in einer Flüssiggkeit lösbaren Werkstoff.

Im nächsten Schritt werden die Modelle mit dem schon angebrachten Gießsystem zu sogenannten Modelltrauben zusammengefügt. Diese Modelltraube wird dann in eine sogenannte Bindersuspension getaucht. Die Bindersuspension ist eine keramische Masse zur Herstellung einer Maske aus feinem Quarzsand als Formgrundstoff und Ethylsilikat als Bindemittel. Auf diese Schicht wird ein körniges, feuerfestes Material, meist bestehend aus trockenem Quarzsand, in einer Wirbelschicht oder durch berieseln aufgebracht. Zum Ausschmelzen der Wachsmodelle bei etwa 150 °C dienen spezielle Ausschmelzöfen, während das Brennen der fertigen Formen bei etwa 900 bis 1200 °C vorgenommen wird. Wichtig beim Ausschmelzen ist, dass beim Entfernen des Urmodells keine Vergrößerung seines Volumens auftritt. Dies würde zu einer Zerstörung der Keramikform führen. Die fertig gebrannten Formen werden nun in einen Kasten gegeben, und mit trockenem Quarzsand als Füllstoff hinterfüllt. Dies ist aber nicht zwingend notwendig, denn man kann auch in diese Maske problemlos gießen. Das Gießen geschieht aber meist in die noch vom Brenner heißen Formen, damit auch enge Querschnitte und feine Konturen sauber „auslaufen“, wie es der Gießer bezeichnet. Nach dem Abguss und der vollständigen Erstarrung der Schmelze in der Form wird der Formstoff abgeklopft, und die Gussteile werden mittels Trennscheibe, Säge oder Vibration vom Gießsystem getrennt, und danach entweder geschliffen oder metallischem Strahlmittel gestrahlt.

Mit diesem Verfahren können Gussstücke mit einer Masse von 0,001 bis zu 50 kg und in Spezialfällen auch bis zu 150 kg vergossen werden. Die Toleranzen liegen dabei aber bei etwa ± 0,4 bis ± 0,7 % vom Nennmaß. Es können Stähle und Legierungen auf Eisen-, Aluminium-, Nickel-, Kobalt-, Titan-, Kupfer-, Magnesium- oder Zirkoniumbasis vergossen werden. Ebenfalls werden die sogenannten Luftfahrtwerkstoffe vergossen. Je nach Kompliziertheitsgrad der Gussteile werden Fertigungen von kleinen Reihen bis zu Großserien möglich.

Einen großen Vorteil hat dieses Verfahren darin, dass die fertig gegossenen Teile in der Regel einbaufertige Teile sind. Die Wirtschaftlichkeit und die Oberflächengüte des Gussteils sind aber stark von der Art des Zusammenfügens der Modelle zu den Modelltrauben abhängig. Als Faustregel für die Wirtschaftlichkeit gilt aber immer, dass Feingießen (wie es auch bezeichnet wird) ist besonders günstig, je komplizierter das Bauteil gestaltet ist und/oder je schwieriger es bearbeitet werden kann.