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Was ist Metallgießen?

Metallgießen

Metallguss ist ein 7.000 Jahre altes Verfahren, das sowohl in der Fertigung als auch in der bildenden Kunst eingesetzt wird. Beim Metallguss wird geschmolzenes Metall aus einem Tiegel, einem Behälter zum Schmelzen, in eine Form gegossen, um ein Metallgussobjekt zu schaffen. Eine Form ist ein ausgehöhlter Block, der mit Metall gefüllt wird, das in der Form aushärtet und seine Form annimmt. Das Metallobjekt oder der Guss wird nach dem Abkühlen des Metalls und der Form herausgenommen und fertiggestellt.

Zu den traditionellen Metallgießverfahren gehören unter anderem Wachsausschmelzverfahren, Gipsformguss, Druckguss und Sandguss.

Metallgussverfahren wurden in großem Umfang zur Herstellung von Skulpturen, Schmuck, Transportmitteln, Waffen und Werkzeugen verwendet. Der erste bekannte Gussgegenstand ist ein Kupferfrosch aus dem Jahr 3200 v. Chr., der im heutigen Irak gefunden wurde. Um 1000 v. Chr. gehörte Indien zu den ersten alten Zivilisationen, die Silber- und Kupfermünzen für die Währung gossen. Später, um 500 v. Chr., führte die Zhou-Dynastie den Eisenguss ein. Jahrhundert florierte die Metallgusstechnik und führte schließlich zu Verfahren, auf denen die meisten heutigen Methoden aufbauen.

Das grundlegende Metallgießverfahren besteht darin, ein Modell und eine Form zu erstellen und dann geschmolzenes Metall in die Form zu gießen. Anschließend wird der feste Metallguss herausgezogen und fertiggestellt. Dieses Verfahren kann für verschiedene Metalle oder Legierungen, Formen und Größen angepasst werden. Die folgenden Schritte sind an der Herstellung eines Gussstücks beteiligt.

Schritt 1: Erstellen des Musters

Ein Modell, das die Form der Gussform bestimmt, muss vor der Herstellung der Gussform erstellt werden. Das Modell kann ein dreidimensionales Modell des endgültigen Gusses sein und kann aus Wachs, Sand, Gips, Keramik oder sogar Holz geformt werden. Das Modell sollte die zu erwartende Schrumpfung bei der Abkühlung des Metalls berücksichtigen. 

Schritt 2: Herstellen der Form

Nachdem das Modell erstellt wurde, wird die Form hergestellt. Bei der Form kann es sich um eine wiederverwendbare Metallform oder eine Einwegform aus Sand, Gips oder einer Keramikschale handeln. Die Methoden zur Herstellung von Gussformen können für verschiedene Gussmetalle und verschiedene Komplexitätsgrade der Modelle optimiert werden. Wenn Sie ein Wachs- oder Kunststoffmodell verwenden, können Sie die Form in einem Brennofen brennen, um das Modell auszubrennen.

Schritt 3: Wählen Sie das Metall oder die Legierung

Alle Metallgussstücke werden entweder aus Eisen- oder Nichteisenmetallen und -legierungen hergestellt. Metalle, die hauptsächlich aus Eisen bestehen, werden als Eisenmetalle bezeichnet. Nichteisenmetalle sind Metalle, die kein Eisen oder Eisenbestandteile enthalten. Legierungen sind eine Mischung von Elementen, die die besten mechanischen Eigenschaften für die jeweilige Gussanwendung bieten. Zu den Eisenlegierungen gehören Stahl, Temperguss und Grauguss. Die am häufigsten verwendeten Nichteisenlegierungen sind Aluminium, Bronze und Kupfer. Zu den verwendeten Edelmetallen gehören Silber, Kupfer, Gold und Platin.

Schritt 4: Schmelzen des Metalls

Die Schmelzverfahren sind von Metall/Legierung zu Metall/Legierung unterschiedlich, da jedes Metall/jede Legierung eine andere Schmelztemperatur hat. Im Wesentlichen besteht das Schmelzen darin, dass das feste Metall zum Schmelzen in einen Tiegel gegeben und über einer offenen Flamme oder in einem Ofen erhitzt wird.

Schritt 5: Gießen Sie das Metall in die Form

Gießen Sie das geschmolzene Metall in den Formhohlraum. Bei einem kleinen Gussstück kann das Metall einfach aus dem Tiegel, in dem es erhitzt wurde, direkt in die Form gegossen werden. Für ein größeres Gussstück ist möglicherweise ein kleines Team erforderlich, das das Erhitzen des Metalls in einem Ofen und das Umfüllen des Metalls in einen größeren Tiegel oder eine Pfanne unterstützt, bevor das Metall in die Form gegossen wird.

Beim Ausgießen des geschmolzenen Metalls müssen alle empfohlenen Sicherheitsvorschriften beachtet werden. Achten Sie darauf, dass Sie Schutzkleidung, isolierte Handschuhe und eine Schutzbrille tragen. Der Arbeitsbereich sollte gut belüftet sein, um Risiken durch gefährliche Dämpfe zu vermeiden, und der Weg zwischen dem Ofen und der Form sollte frei bleiben. Lassen Sie die Form erstarren, bevor Sie zum nächsten Schritt übergehen.

Schritt 6: Entfernen des Gussteils aus der Form

Wenn das Metall abgekühlt und erstarrt ist, kann es aus der Form genommen werden. Wurde es in eine Einwegform gegossen, kann die Form vom Gussstück abgebrochen werden. Bei wiederverwendbaren Formen können Auswerferstifte zum Herausziehen des Gussteils verwendet werden. Der Hauptzweck eines Auswerferstifts besteht darin, eine Kraft aufzubringen, um ein Bauteil aus der Form zu entfernen.

Schritt 7: Fertigstellung des Gussteils

Feilen und polieren Sie das massive Gussstück. Dazu kann das Reinigen des Gussstücks gehören, z. B. das Abschrubben des überschüssigen Formstoffs in Wasser, das Abbrechen der Gussanschnitte mit einer Schere für kleine Gegenstände oder einem Winkelschleifer für große Teile. Ein Anguss ist einfach eine Öffnung zwischen dem Angusskanal und dem Hohlraum des Gussteils, durch die das geschmolzene Metall in den Hohlraum geleitet wird und das Gussteil beim Erstarren versorgt wird. Ein Anguss ist ein kleiner Kanal, der das geschmolzene Metall zum Teil leitet.

Vorteile des Metallgusses:

Nachteile des Metallgusses:

Einige dieser Einschränkungen können durch eine additive Technologie wie den 3D-Druck behoben werden.

Was ist 3D-Druck?

Der 3D-Druck ist eine additive Technologie, die zur Herstellung von Teilen verwendet wird. Sie ist insofern "additiv", als für die Herstellung physischer Objekte kein Materialblock oder eine Form benötigt wird, sondern lediglich Materialschichten gestapelt und verschmolzen werden. Das Verfahren ist in der Regel schnell und einfach und ermöglicht eine kostengünstige Inhouse-Fertigung mit geringen Fixkosten für die Einrichtung und kann komplexere Geometrien als der Metallguss mit einer immer länger werdenden Liste von Materialien erstellen.

Das australische Unternehmen SPEE3D hat den weltweit ersten 3D-Metalldrucker entwickelt, der die 3D-Beschichtungstechnologie mit Überschall einsetzt, um den Druck in Fertigungsqualität bei Produktionsgeschwindigkeit zu ermöglichen. Die Spitzentechnologie des Unternehmens kann in verschiedenen Branchen eingesetzt werden, darunter Marine, Verteidigung und Luft- und Raumfahrt.

Das Metall-3D-Druckverfahren von SPEE3D unterscheidet sich in einigen wesentlichen Punkten vom herkömmlichen Metall-3D-Druck. Anstelle von Wärme wird bei diesem Verfahren ein Raketentriebwerk verwendet, das Druckluft mit einem zugesetzten Metallpulver beschleunigt. Mit dieser Technologie werden Teile hergestellt, die sofort einsatzbereit sind, ohne dass man auf das Schmelzen und die erneute Verfestigung warten muss. Es handelt sich um die weltweit erste Produktionszelle für den 3D-Metalldruck, in der ein 3D-Metalldrucker mit einem Wärmebehandlungsofen und einer CNC-Fräsmaschine mit drei Achsen integriert ist und die von den SPEE3D-Experten für die additive Fertigung von Metallen unterstützt wird.

Wie wir helfen können

Wenn Sie mehr über die Produkte von SPEE3D oder über den 3D-Druck von Metall erfahren möchten, senden Sie uns eine E-Mail an contact@spee3d.com oder rufen Sie uns an unter +61 (03) 8759 1464