VERFAHREN

Allgemeine Informationen zum Wachsausschmelzverfahren

Ein exaktes Wachsmodell kommt sowohl beim Präzisions-, wie auch beim Feinguss zum Einsatz. Solch ein Modell entsteht durch Spritzgießen (Extrudieren) in einer Aluminiumform. Diese Modelle werden zu einer ebenfalls aus Wachs gefertigten Gießeinheit zusammengefasst, dem Zentralstamm, auch Bäumchen oder Traube genannt. In mehreren Arbeitsschritten wird der Zentralstamm mit Keramik umhüllt. Das Wachs wird dann aus der getrockneten Keramikschale ausgeschmolzen. Die Schale wird bei ca. 900 °C gebrannt – und in die noch heiße Keramikgießform wird die flüssige Metalllegierung gegossen. Eingeschlossene Gase entweichen durch die permeable (gasdurchlässige) Keramikschicht. Die Speisung durch den Zentralstamm verhindert im erstarrenden Gussteil die Bildung von Einfallstellen und Lufteinschlüssen (Lunker).

Die Keramikschalen der erkalteten Gießeinheit werden entfernt und die einzelnen Gussteile vom Zentralstamm abgetrennt. Sie werden gestrahlt, evtl. auch geätzt. Keramikreste im Inneren, z. B. in Bohrungen oder Hinterschnitten, werden dadurch entfernt. Danach wird der Anguss auf der Oberfläche abgeschliffen. Sehr aufwändig ist die Sicht- und Maßkontrolle der Gussteile – sie erfolgt manuell. Aus den jeweiligen Anforderung an die Gussteile ergeben sich die folgenden Arbeitsschritte: Teile können mechanisch fertig bearbeitet (Gewinde, Passungen) oder wärmbehandelt (Vergüten, Einsatzhärten, Nitrieren) werden. Auch eine Oberflächenbehandlung (Handpolieren, Pulverlackieren, KTL, Trowalisieren usw.) kann angezeigt sein.

Die Qualitätssicherung für Erstmuster (nach VDA2, Teil II) und Serienteile (3.1B-Zertifikat) kann mit unterschiedlichen Verfahren vorgenommen werden: Möglich sind chemische Analysen, mechanische Prüfungen, Ultraschall-, Dichtigkeits-, Maß- und Röntgenprüfungen.

Präzisionsguss

Der Präzisionsguss unterscheidet sich vom Feinguss durch die Verwendung gröberer keramischer Tauchmassen und Wachse. Dadurch ergeben sich größere Toleranzen und eine rauere Oberfläche als beim Feinguss.

Eigenschaften beim Präzisionsguss:

• Teilegröße: bis zu 900 mm Kantenlänge bzw. Durchmesser
• Stückgewicht: 0,5 kg bis 85 kg
• Wandstärken: ab 2,5 mm möglich
• Maßtoleranzen: ca. 1,2 % vom Nennmaß
• Oberflächenrauigkeit: min. N 9 (Ra = 6,3 ym)
• Verarbeitung aller giessbaren Materialien bei gut schweißbaren Qualitäten
• Gussteile voll wärmebehandelbar
• Hinterschneidungen darstellbar
• Klein- und Großserien möglich
• geringe Werkzeugkosten
• Werkzeugstandzeit: annähernd unendlich
• Lieferzeiten: ca. 8-10 Wochen nach AE (Bevorratung möglich)

1. Pressbacken

Präzisionsguss Groitl fertigt für Sie Pressbacken, Presseinsätze und Verbindungsplatten sowohl im Schmiedeverfahren als auch im Präzisionsguss! Dadurch erhalten Sie Ihr Produkt zu den günstigsten Konditionen und aus einer Hand. Mit dem Präzisionsguss können die komplizierten Konturen der Pressbacken in der entsprechenden Genauigkeit hergestellt werden. Die Gussoberflächen sind sehr glatt und brauchen nur noch poliert werden. Das Gussgefüge der Präzisiongussteile ist kompakt und homogen und widersteht so den hohen mechanischen Beanspruchungen. Durch entsprechende Wärmebehandlung (Induktionshärten, Carbo-Nitrieren usw.) wird die Oberfläche des Pressprofils gehärtet und der Kern bleibt elastisch und zäh. Im Vergleich zum Feinguss oder dem Schmieden, lassen sich die Pressbacken mit dem Präzisionsguss wesentlich kostengünstiger herstellen.

2. Superlegierungen

Gusslegierungen auf Basis von Kobalt und Nickel (in Verbindung mit Wolfram, Zikonium, Chrom, Titan, Eisen und anderen Legierungselementen) werden als Superlegierungen bezeichnet. Die hervorstechenden Eigenschaften von Superlegierungen sind v.a. ihre hohe Festigkeit und Kriechbeständigkeit unter sehr hohen Temperaturen bei gleichzeitiger Widerstandsfähigkeit gegen aggressive Rauchgase und gegen Verschleiß (je nach Legierungszusammensetzung). Im Feinguss- und Präzisionsgussverfahren werden ausscheidungshärtbare Kobalt-Superlegierungen (z.B. alloy X45), Nickel-Superlegierungen (z.B. Werkstoffnr. 2.4668) sowie Eisen-Nickel-Superlegierungen (z.B. Werkstoffnr. 1.3917) verarbeitet, die Anwendung im Kraftwerksbau, Feuerungsanlagenbau, bei Heiß-Schmiedeanlagen, in Stahlwerken (Stranggießwerkzeuge), Strangpresswerkzeugen, Triebwerksbau und beim Turbinen- und Motorenbau finden. Durch die engen Fertigungstoleranzen beim Feinguss und Präzisionsguss kann die Nachbearbeitung auf ein Minimum reduziert werden.

Feinguss

• Teilegröße bis zu 500 mm Kantenlänge bzw. Durchmesser
• Stückgewicht 0,01 kg bis 35 kg
• Wandstärken ab 1,5 mm möglich
• Maßtoleranzen ca. 0,8 % vom Nennmaß
• Oberflächenrauigkeit min. N 8 (Ra = 3,2 ym)
• Alle giessbaren Materialien verarbeitbar (auch gut schweißbare Qualitäten)
• Gussteile voll wärmebehandelbar
• Hinterschneidungen darstellbar
• Klein- und Großserien möglich
• Geringe Werkzeugkosten
• Werkzeugstandzeit annähernd unendlich
• Lieferzeiten ca. 8-10 Wochen
  

Das Wachsausschmelzverfahren orientiert sich bezüglich der Maßtoleranzen, Oberflächen und Bearbeitungszugaben an dem VDG-Merkblatt P 690. Das VDG-Merkblatt P 690 ist erhältlich bei:

VDG-Informationszentrum Giesserei
D-40042 Düsseldorf

Prototypenguss

Zur Herstellung von funktionsfähigen Prototypengussteile stehen eine Reihe von Gießverfahren zur Verfügung.

Rapid-Prototyping-Feinguss (Einzelabgüsse)

• ein Urmodell wird direkt in Gips oder Keramikschale abgeformt und gegossen
• Lieferzeit ca. 1 Woche
• sämtliche gießbaren Materialien

Rapid-Prototyping-Feinguss mittels Silikonform (Kleinstserien bis 50 Stück)

• Wachsmodelle werden in einer Silikonform gefertigt und in Gips oder Keramikschale
  abgeformt und gegossen
• Lieferzeit ca. 2 Wochen
• sämtliche gießbaren Materialien

Kleinserien-Feinguss mit Kunststoffwerkzeug (100 bis 1000 Stück)

• Wachsmodelle werden in einer Kunststoffform spritztechnisch gefertigt und in Gips oder
  Keramikschale abgeformt und gegossen
• Lieferzeit ca. 4 Wochen
• sämtliche gießbaren Materialien, auch Magnesiumlegierungen

Präzisionsgipsguss (Klein-, Mittelserien; 100 bis 2500 Stück)

• ideal zur Herstellung von Prototypen für spätere Druckgussteile
• in einem gefrästen Aluminiumwerkzeug werden direkt die Gipsformen erstellt;
• kein Wachsmodell erforderlich;
• deswegen kostengünstiger, schneller und genauer als Feinguss;
• Lieferzeit ca. 5 Wochen;
• nur Aluminiumlegierungen vergießbar;

Rapid-Prototyping-Sandguss (Einzelabgüsse bis Mittelserien 1000 Stück)

• ein Modell wird direkt in Sand abgeformt und gegossen
• lasergesinterte Kerne können verwendet werden
• Lieferzeit ca. 1 - 4 Woche (je nach Komplexität und Stückzahl)
• sämtliche gießbaren Materialien, auch Magnesiumlegierungen

Je nach Art, Größe und Komplexität des Bauteiles, der benötigten Stückzahl und des Gusswerkstoffes wird das technisch und wirtschaftlichste Fertigungsverfahren eingesetzt.

Alle Prototypengussteile können mechanisch nachbearbeitet, gehärtet, lackiert und zu Baugruppen komplettiert werden.

Bei Anfragen bitte 3D-CAD-Datensatz (IGES) mitsenden.

Materialien

Das Gussverfahren erlaubt die Verarbeitung einer breiten Palette an unterschiedlichsten Materialien. Das Wachs-Ausschmelzverfahren ermöglicht grundsätzlich die Verwendung aller Legierungen, die sich gießen lassen.

Die nachfolgende kleine Übersicht der gängigsten Materialien erhebt keinen Anspruch auf abschießende Vollständigkeit. Gerne prüfen wir Ihre speziellen Wünsche. Nennen Sie uns die von Ihnen ins Auge gefassten Materialien oder Sonderlegierungen. Oder beschreiben Sie einfach den Anwendungsfall bzw. den Einsatzzweck des von Ihnen angestrebten Bauteils. Mit unserer langjährigen Erfahrung helfen wir gerne bei der Auswahl des am besten geeigneten Werkstoffs.

Stahlguss für allgemeine Verwendung nach DIN 1681/steel casting

Einsatzstähle nach DIN 17210/case hardening steel casting

Nitrierstähle nach DIN 17211 / nitriding casting steels
GS-31 CrMo 12
GS-35 CrMoV 10 4
GS-34 CrAlNi 7

Vergütungsstähle nach DIN EN 10083 T1, T2 / heat treatable steel casting

Warmfester Stahlguss nach DIN 17245 17465 / hot work steel casting

Nichtrostender Stahlguss nach DIN 17445 / stainless steel casting
Ferritisch/ferritic:

Martensitisch/martensitic

Austenitisch/austenitic

Vollaustenitisch/duplex

Nickel- und Kobaltbasis-Legierungen nach SEW 471 / nickel- and cobaltbased alloys
GCoCr 28 Nb
GNiCr 28 W

nicht magnetisierbarer Stahlguss nach SEW 395-87 / non-magnmetic steel casting
GX 25 MnCrNi 8 8 6
GX 2 CrNiMoN 18 14

Manganhartstahlguss SEW 395-87 / manganese hard steel casting
GX 120 Mn 13 Lösungsgeglüht bei 1050 °C wasserabgeschreckt
GX 120 MnCr 13 2 Lösungsgeglüht bei 1050 °C wasserabgeschreckt

Aluminiumlegierungen / aluminia alloys

AIMMC (Aluminium Metal Matrix Composites) partikelverstärktes Aluminium

Magnesiumlegierungen / magnesia alloys