Die Herstellung von Kupfergussteile umfasst verschiedene Gusstechniken, wobei je nach Bedarf und Komplexität die am besten geeignete Methode ausgewählt wird.
Sandguss
Prozessbeschreibung:
Mustererstellung: Zunächst wird ein Muster erstellt, um die Form des Gussstücks zu formen, typischerweise aus Holz, Metall oder Kunststoff.
Formen: Das Modell wird in Sand gestampft und bildet so den Formhohlraum. Zur Musterentnahme kann die Form in zwei Hälften geteilt werden.
Kernherstellung: Bei komplexen Innenformen werden Kerne verwendet, um innere Hohlräume zu bilden.
Zusammenbau der Form: Die beiden Hälften der Sandform werden zusammengefügt und im Formhohlraum werden Gießöffnungen und Steigrohre erzeugt.
Schmelzen und Gießen: Die Kupferlegierung wird geschmolzen und in den Formhohlraum gegossen, wo sie abkühlt und erstarrt.
Ausschütteln und Reinigen: Die Form wird zerlegt, der Guss wird entfernt und die Oberfläche wird gereinigt, wobei die Angüsse und Steigrohre entfernt werden.
Vorteile:
Geeignet für die Herstellung von Gussteilen verschiedener Größen und komplexer Formen.
Relativ niedrige Kosten, geeignet für die Produktion kleiner bis mittlerer Serien.
Nachteile:
Schlechte Oberflächenrauheit und Maßgenauigkeit erfordern möglicherweise eine Nachbearbeitung.
Feinguss (Wachsausschmelzverfahren)
Prozessbeschreibung:
Herstellung von Wachsmodellen: Es wird ein Wachsmodell des Gussstücks erstellt, häufig mithilfe von Spritzgusstechniken.
Schalenherstellung: Das Wachsmodell wird in eine Keramikaufschlämmung getaucht und mit feinem Sand beschichtet, was wiederholt wird, um eine harte Keramikschale zu bilden.
Entparaffinieren: Die Keramikschale wird erhitzt, schmilzt und das Wachsmuster läuft aus, so dass ein Keramikformhohlraum zurückbleibt.
Brennen: Die Keramikschale wird auf hohe Temperaturen erhitzt, wodurch sie stärker wird.
Schmelzen und Gießen: Die Kupferlegierung wird geschmolzen und in den Hohlraum der Keramikform gegossen, wo sie abkühlt und erstarrt.
Entfernen und Reinigen der Schale: Die Keramikschale wird abgeschlagen Kupfergussteile entfernt und die Oberfläche gereinigt und veredelt.
Vorteile:
Hohe Präzision und komplexe Formen mit glatter Oberfläche möglich.
Reduzierter Bearbeitungsbedarf, geeignet für hochpräzise Anwendungen.
Nachteile:
Komplexer und kostspieliger Herstellungsprozess, der typischerweise für die Kleinserienproduktion verwendet wird.
Schleuderguss
Prozessbeschreibung:
Formvorbereitung: Die Form wird auf einer Zentrifuge montiert, die entweder aus Metall oder Sand sein kann.
Schmelzen und Gießen: Die geschmolzene Kupferlegierung wird in die rotierende Form gegossen. Durch die Zentrifugalkraft wird das Metall gleichmäßig an der Formwand verteilt.
Abkühlung und Erstarrung: Nachdem die Rotation aufgehört hat, kühlt das Metall ab und erstarrt, wodurch das Gussstück entsteht.
Entfernen und Reinigen: Die Form wird zerlegt, der Guss entfernt und die Oberfläche gereinigt.
Vorteile:
Geeignet für die Herstellung von rohr- und ringförmigen Gussteilen mit hoher Innendichte und wenigen Verunreinigungen.
Kann große und hochwertige Gussteile herstellen.
Nachteile:
Nur für achsensymmetrische Gussteile geeignet, nicht für komplexe asymmetrische Formen.
Strangguss
Prozessbeschreibung:
Schmelzen: Die Kupferlegierung wird geschmolzen und kontinuierlich durch eine Stranggussmaschine gegossen.
Gießen: Das Metall durchläuft eine kontinuierliche Form, wo es teilweise abkühlt und erstarrt und eine vorläufige Form bildet.
Abkühlen und Schneiden: Das Gussstück kühlt weiter ab und wird in Segmente der gewünschten Länge geschnitten.
Vorteile:
Hohe Effizienz, geeignet für die Massenproduktion.
Gleichmäßige Gussqualität und gute mechanische Eigenschaften.
Nachteile:
Hohe Investition in Ausrüstung, geeignet für die standardisierte Großserienfertigung von Gussteilen.
Niederdruckguss
Prozessbeschreibung:
Formvorbereitung: Die Form wird auf einer Niederdruck-Gießmaschine, typischerweise einer Metallform, montiert.
Schmelzen und Gießen: Eine geschmolzene Kupferlegierung wird unter niedrigem Druck in die Form eingespritzt und füllt den Formhohlraum nach und nach.
Abkühlung und Erstarrung: Allmähliches Abkühlen und Erstarren in der Form, wodurch das Gussstück entsteht.
Entfernen und Reinigen: Die Form wird zerlegt, der Guss entfernt und die Oberfläche gereinigt.
Vorteile:
Geeignet für die Herstellung hochwertiger und komplex geformter Gussteile mit wenigen Poren und Einschlüssen.
Präzise Steuerung und hohe Materialausnutzung.
Nachteile:
Höhere Ausrüstungskosten, geeignet für die Produktion kleiner bis mittlerer Serien.
Diese Gießtechniken haben ihre eigenen Vor- und Nachteile. Die Auswahl des geeigneten Gießverfahrens hängt von der Größe, Form, Menge und den Leistungsanforderungen des Gussteils ab. Durch die Kombination fortschrittlicher Design- und Simulationstechniken kann der Gussprozess weiter optimiert werden, um die Gussqualität und die Produktionseffizienz zu verbessern.
