Metallguss ist ein 7.000 Jahre altes Verfahren, das sowohl in der Fertigung als auch in der bildenden Kunst verwendet wird. Beim Metallgießen wird geschmolzenes Metall aus einem Schmelztiegel, der ein Behälter zum Schmelzen ist, in eine Form gegossen, um ein gegossenes Metallobjekt zu erzeugen. Eine Form ist ein ausgehöhlter Block, der mit Metall gefüllt ist, das in der Form aushärtet und seine Form annimmt. Der Metallgegenstand oder das Gussteil wird entfernt und fertiggestellt, nachdem das Metall und die Form abgekühlt sind.

Zu den traditionellen Metallgusstechniken gehören unter anderem Wachsausschmelzguss, Gipsformguss, Druckguss und Sandguss.

Metallgussverfahren werden häufig zur Herstellung von Skulpturen, Schmuck, Transportmitteln, Waffen und Werkzeugen verwendet. Das erste bekannte Gussobjekt ist ein Kupferfrosch aus dem Jahr 3200 v. Chr., der im heutigen Irak gefunden wurde. Um 1000 v. Chr. gehörte Indien zu den ersten antiken Zivilisationen, die Silber- und Kupfermünzen als Zahlungsmittel gossen. Später, um 500 v. Chr., führte die Zhou-Dynastie den Eisenguss ein. Die Metallgusstechnologie blühte im zwanzigsten Jahrhundert auf und brachte schließlich Prozesse hervor, auf denen die meisten zeitgenössischen Methoden aufbauen.

Der grundlegende Metallgussprozess besteht darin, ein Muster und eine Form zu erstellen und dann geschmolzenes Metall in die Form zu gießen. Der massive Metallguss wird dann extrahiert und fertiggestellt. Dieser Prozess ist für verschiedene Arten von Metallen oder Legierungen, Formen und Größen anpassbar. Die folgenden Schritte sind bei der Herstellung eines Abgusses beteiligt.

Schritt 1: Erstellen Sie das Muster

Ein Muster, das die Form der Form bestimmt, muss zuerst erstellt werden, bevor die Form hergestellt wird. Das Muster kann ein dreidimensionales Modell des endgültigen Abgusses sein und kann in Wachs, Sand, Gips, Keramik oder sogar Holz geformt werden. Das Muster sollte jede erwartete Schrumpfung berücksichtigen, wenn das Metall abkühlt. 

Schritt 2: Machen Sie die Form

Nachdem das Muster erstellt wurde, wird die Form hergestellt. Die Form kann eine wiederverwendbare Metallform oder eine Einwegform sein, die aus Sand, Gips oder einer Keramikschale hergestellt sein kann. Die Verfahren zur Herstellung von Formen können für unterschiedliche Gussmetalle und verschiedene Ebenen der Musterkomplexität optimiert werden. Wenn du ein Wachs- oder Plastikmuster verwendest, kannst du die Form in einem Brennofen backen, um das Muster auszubrennen.

Schritt 3: Wählen Sie das Metall oder die Legierung aus

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

Schritt 4: Schmelzen Sie das Metall

Schmelzprozesse variieren zwischen Metallen/Legierungen, da jedes Metall/jede Legierung eine andere Schmelztemperatur hat. Schmelzen besteht im Wesentlichen darin, das feste Metall zum Schmelzen in einen Schmelztiegel zu geben und es über einer offenen Flamme oder in einem Ofen zu erhitzen.

Schritt 5: Gießen Sie das Metall in die Form

Gießen Sie das geschmolzene Metall in den Formhohlraum. Wenn es sich um einen kleinen Guss handelt, kann er einfach aus dem Schmelztiegel, in dem das Metall erhitzt wurde, direkt in die Form gegossen werden. Bei einem größeren Guss kann ein kleines Team erforderlich sein, um das Erhitzen des Metalls in einem Ofen und das Überführen des Metalls in einen größeren Tiegel oder eine größere Pfanne zu unterstützen, bevor das Metall in die Form gegossen wird.

Es ist wichtig, alle empfohlenen Sicherheitsrichtlinien beim Gießen des geschmolzenen Metalls zu befolgen. Stellen Sie sicher, dass Sie Schutzkleidung, isolierte Handschuhe und eine Schutzbrille tragen. Der Arbeitsbereich sollte gut belüftet sein, um Risiken durch gefährliche Dämpfe zu vermeiden, und der Gang zwischen Ofen und Form sollte frei bleiben. Lassen Sie die Form erstarren, bevor Sie mit dem nächsten Schritt fortfahren.

Schritt 6: Entfernen Sie das Gussteil aus der Form

Wenn das Metall abgekühlt und erstarrt ist, kann es aus der Form entfernt werden. Wenn es in eine Einwegform gegossen wurde, kann die Form von dem Gussstück abgebrochen werden. Bei wiederverwendbaren Formen können Auswerferstifte verwendet werden, um das Gussteil herauszuziehen. Der Hauptzweck eines Auswerferstifts besteht darin, eine Kraft aufzubringen, um ein Bauteil aus der Form zu entfernen.

Schritt 7: Beenden Sie den Guss

Feilen und polieren Sie das massive Gussteil. Dies kann das Reinigen des Gussstücks wie das Abschrubben des überschüssigen Formmaterials in Wasser, das Abbrechen der Gussanschnitte mit einer Haarschneidemaschine für kleine Objekte oder einem Winkelschleifer für große Stücke beinhalten. Ein Anschnitt ist einfach eine Öffnung zwischen dem Angusskanal und dem Teilhohlraum, die das geschmolzene Metall in den Hohlraum leitet und das Gussstück während des Erstarrens speist. Ein Angusskanal ist ein kleiner Kanal, der geschmolzenes Metall zum Teil leitet.

Vorteile des Metallgusses:

· Metallguss kann komplexe Formen und Teile unterschiedlicher Größe herstellen. Große Teile können als einteiliger Guss hergestellt werden

· Merkmale wie Innenkavitäten oder Hohlprofile lassen sich leicht realisieren

· Metalle und Legierungen, die mit anderen Herstellungsverfahren schwierig oder teuer herzustellen sind, können gegossen werden

· Es handelt sich um ein Verfahren, das sich sehr gut an die Anforderungen der Massenproduktion anpassen lässt; Viele Gussteile können schnell hergestellt werden, wie bei gegossenen Motorblöcken und Getriebegehäusen

Nachteile des Metallgusses:

· Relativ grobe Oberflächenbeschaffenheit und anfällig für Gussfehler

· Metallguss wie Maskenformen hat Grenzen in Bezug auf Größe und Muster

· Die Herstellung von Mustern ist zeitaufwändig und teuer

· Teilegröße und Materialauswahl hängen vom gewählten Gießverfahren ab. So können für Kokillenguss nur Nichteisenmetalle verwendet werden

· Unwirtschaftlich für die Massenproduktion

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

Was ist 3D-Druck?

3D-Druck ist eine additive Technologie zur Herstellung von Teilen. Es ist insofern „additiv“, als es keinen Materialblock oder eine Form benötigt, um physische Objekte herzustellen, es stapelt und verschmilzt einfach Materialschichten. Es ist in der Regel schnell, einfach und ermöglicht eine erschwingliche Inhouse-Fertigung mit niedrigen festen Einrichtungskosten und kann komplexere Geometrien als Metallguss mit einer ständig wachsenden Liste von Materialien erzeugen.

SPEE3D, ein australisches Unternehmen, hat den weltweit ersten 3D-Metalldrucker mit Überschall-3D-Abscheidungstechnologie entwickelt, um Druck in Fertigungsqualität bei Produktionsgeschwindigkeit zu liefern. Die hochmoderne Technologie des Unternehmens ermöglicht den Einsatz in verschiedenen Branchen, darunter Marine, Verteidigung und Luft- und Raumfahrt.

Der Metall-3D-Druckprozess von SPEE3D unterscheidet sich in einigen wichtigen Punkten vom herkömmlichen Metall-3D-Druck. Anstatt Wärme zu verwenden, beschleunigt der Prozess mit einem Raketentriebwerk komprimierte Luft mit einem hinzugefügten Metallpulver. Die Technologie baut gebrauchsfertige Teile, wodurch das Warten auf das Schmelzen und erneute Erstarren entfällt. Es ist die weltweit erste Metall-3D-Druck-Produktionszelle, die über einen Metall-3D-Drucker verfügt, der in einen Wärmebehandlungsofen und eine CNC-3-Achsen-Fräsmaschine integriert ist, mit Unterstützung durch die Experten von SPEE3D in der additiven Metallfertigung.

Wie wir helfen können

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