Gießen ist eines der ältesten Herstellungsverfahren, wobei frühe Prozesse Jahrtausende zurückreichen und moderne Verfahren bis etwa 1893 zurückreichen. Obwohl sich die Gießmethoden und -techniken seitdem stark verbessert haben, sind die Grundprinzipien die gleichen geblieben. Im Wesentlichen wird geschmolzenes Material in einen Preform-Hohlraum oder eine Form gegossen, wo es abkühlt und in die gewünschte Form erstarrt. LS verwendet je nach Bauteil und Fertigungsspezifikationen unterschiedliche Gießverfahren. Eines der gebräuchlichsten Gießverfahren, das in modernen Betrieben eingesetzt wird, ist der Feinguss. In diesem Leitfaden wird dieGrundlagen des Feingusses, in dem das Verfahren und die Anwendungen detailliert beschrieben werden. Durch das Verständnis der Vorteile, Grenzen und Anwendungen können Hersteller besser beurteilen, ob dieser Ansatz ihre Produktionsanforderungen erfüllt.
Was ist Feinguss?
Feinguss, auch bekannt als Wachsausschmelzguss oder Feinguss, ist ein fortschrittliches Gießverfahren, das hauptsächlich zur Herstellung von Metallteilen mit komplexen Formen, präzisen Abmessungen und glatten Oberflächen verwendet wird. Das Kernprinzip besteht darin, schmelzbare Materialien (wie Wachs, Kunststoff usw.) zu verwenden, um zunächst ein Prototypmodell herzustellen, das mit der Form des endgültigen Gussstücks übereinstimmt, und dann die Oberfläche des Modells mehrmals mit feuerfesten Materialien zu beschichten, um eine starke Schale zu bilden. Wenn die Formschale stark genug ist, wird das Prototypmodell im Inneren geschmolzen und durch Erhitzen ausgestoßen, so dass ein hohler feuerfester Hohlraum zurückbleibt. Zum Schluss wird geschmolzenes Metall in den Hohlraum gegossen. Nachdem das Metall abgekühlt und erstarrt ist, kann die Schale gebrochen werden, um sie herauszunehmenMetallgussteile mit komplexen Formen und hoher Präzision.
Feinguss wird aufgrund seiner Fähigkeit, hochpräzise, hochwertige und komplex strukturierte Gussteile herzustellen, häufig in der Luft- und Raumfahrt, in der Medizintechnik, in der Automobilindustrie, in der Automobilindustrie, bei Präzisionsinstrumenten und in anderen Bereichen eingesetzt. Es ermöglicht Designern, komplexe geometrische Formen zu schaffen, die mit herkömmlichen Gießverfahren nur schwer zu erreichen sind, und gleichzeitig die Maßgenauigkeit undOberflächengüte von Gussteilen. Es ist eine unverzichtbare Präzisionsfertigungstechnologie in der modernen Industrie.
Was sind die Schritte im Feingussverfahren?
DasFeingussverfahrenist bekannt für seine hohe Präzision, hohe Komplexität und gute Oberflächenqualität und eignet sich besonders für die Herstellung kleiner, komplex geformter Metallteile. Allerdings ist das Verfahren auch relativ komplex und kostspielig, so dass es in der Regel in Anwendungen eingesetzt wird, die strenge Anforderungen an die Gussqualität stellen. Im Folgenden konzentrieren wir uns auf das Erlernen und Verstehen des Feingussprozesses, der hauptsächlich die folgenden Schritte umfasst:
Schritt 1: Erstellen der Matrize
Der erste Schritt im Prozess besteht darin, die Matrize oder das Muster des gewünschten Werkstücks zu erstellen. Das Muster ist aus Wachs gefertigt. Es kann mitSpritzgießen, von Hand aus einem Wachsblock geschnitzt oder mit einem3D-Druckerund das passende Wachsmaterial.
Schritt 2: Montage der Wachsmodelle
Feinguss-Werkzeugebeinhaltet das Erstellen mehrerer Wachsmuster und das Anbringen dieser an einem "Gate"-Gerät. In dieser Vorrichtung wird Metall oder andere Materialien gegossen, um schließlich die gewünschten Werkstücke herzustellen.
Schritt 3: Montage des Baums
Die Baummontage schließt die Montage der Wachsmodelle auf der "Gate"-Vorrichtung ab. In diesem Schritt wird es als Baum bezeichnet, da jedes einzelne Wachsmuster im Wesentlichen ein "Ast" ist und ein fertiges Werkstück ist, sobald der Prozess abgeschlossen ist. Vielleicht haben Sie in neuen Brettspielen Baumansammlungen gesehen, bei denen Teile vor der Verwendung abgenommen werden müssen.
Schritt 4: Schalenformen
Nachdem der Baum zusammengebaut ist, besteht der nächste Schritt darin, dieGeschälter Gussdrumherum. Zuerst wird der Baum in eine keramische Gülle getaucht. Dann wird es in einen Stuck aus feinem Sand getaucht. Das Formteil muss vollständig trocknen, bevor es verwendet werden kann. Diese beiden Prozesse können mehrmals durchgeführt werden, bis die Form dick genug ist, um den Gussspannungen standzuhalten.
Schritt 5: Wachsentfernung
Bevor das gewünschte Material in den neu gegossenengeschälte Formmüssen die Wachsmodelle zuerst entfernt werden. Dies geschieht oft durch Erhitzen des Wachses in einem Ofen. Zum Erhitzen des Wachses kann auch Dampf verwendet werden. Die Form wird auf den Kopf gestellt, so dass das flüssige Wachs aus ihr herausfließen und zur Herstellung neuer Wachsmodelle wiederverwendet werden kann. Ein alternatives Verfahren zur Wachsentfernung besteht darin, das Wachs so zu erhitzen, dass es "abbrennt" und vollständig aus dem geschälten Guss entfernt wird.
Schritt 6: Formguss
Nachdem das Wachs entfernt wurde, entstehen im Inneren des geschälten Gussstücks offene Räume in Form der formalen Wachsmodelle. Geschmolzenes Metall oder ein anderes flüssiges Material wird in das Gussteil gegossen. Das Material verbleibt so lange im Gussteil, bis es vollständig abgekühlt und erstarrt ist.
Schritt 7:Entnahme des Gussteils aus der Form
Das Entziehen erfolgt in der Regel durch Hämmern der Form, um das Gussteil freizugeben. Andere Methoden, um den Metallguss von der Form zu trennen, sind Wasserstrahlen, Medienstrahlen, Vibration und chemische Auflösung der Form. Der Anguss, die Angusskanäle und andere Komponenten des Angusssystems werden dann getrennt und recycelt.
Schritt 8 :Nachbearbeitung
Beim Feingussverfahren ist in der Regel keine nachträgliche Bearbeitung erforderlich. Wenn die Ergebnisse jedoch nicht den Erwartungen entsprechen, muss das Gussteil vor der Verwendung möglicherweise einer Oberflächenveredelung unterzogen werden. In der Regel ist das Flachschleifen mit Werkzeugmaschinen ausreichend, um Oberflächenfehler zu polieren und zu beschneiden. Je nach Situation können jedoch auch andere Veredelungsverfahren wie Handwerkzeuge,Schweißen, und es kann ein hydraulisches Richten erforderlich sein.
Vergleichbarkeit von Druckguss und Feinguss
Parameter | Das Casting | Feinguss |
---|---|---|
Design und Komplexität | Geeignet für Teile mit komplizierten Designs, dünnen Trennwänden, Hinterschneidungen und engen Toleranzen. Trotzdem können nicht so fortschrittliche Teile wie Feinguss hergestellt werden. | Bietet eine bessere Designflexibilität, kann fortschrittliche Formen verfestigen, exakte Abmessungen, fortschrittliche Geometrien und dünnwandige Teile erhalten. |
Herstellungsmenge und Preis-Leistungs-Verhältnis | Kostengünstiger für Großserien. Gestiegene Mengen führen zu einem Rückgang der Stückpreise als Folge von Skaleneffekten. | Teurer als Folge seines extrem manuellen Prozesses. Dennoch kann es bei hohen Stückzahlen kosteneffizient sein. |
Maßhaltigkeit und Bodenabschluss | Produziert Teile mit guter Maßgenauigkeit und Bodenabschluss. Je kleiner das Gussteil, desto besser die Maßhaltigkeit. | Bietet überlegene Maßgenauigkeit und wunderbare Bodenoberflächen. |
Werkzeugausnutzung und Wiederverwendbarkeit | Formen im Druckguss sind manchmal für den langfristigen Gebrauch ausgelegt, was den vorläufigen überhöhten Wert im Laufe der Zeit ausgleichen kann. | Jeder einzelne Gusslauf erfordert eine brandneue Matrize, um Wachsmodelle zu erstellen. Das verwendete Wachs kann oft für die Wiederverwendung zurückgewonnen werden. |
Im Feingussverfahren verwendete Materialien
Das Feingussverfahren ist bekannt für seine Flexibilität bei der Verarbeitung einer Vielzahl von Metallen und Legierungen, die jeweils nach spezifischen Eigenschaften ausgewählt wurden, um den Anforderungen verschiedener Anwendungen gerecht zu werden. Zu den häufig verwendeten Materialien gehören:
Material | Eigenschaften | Umweltverträglichkeit | Überlegungen zu den Kosten | Anträge |
---|---|---|---|---|
Edelstahl | Hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Langlebigkeit | Hervorragend geeignet für raue Umgebungen, hohe Temperaturen | Teurer, wartungsarm | Autoteile, medizinische Geräte, Golfschlägerköpfe |
Kohlenstoffstahl | Hohe Festigkeit, gute Bearbeitbarkeit | Geeignet für allgemeine Umgebungen, geringe Korrosionsbeständigkeit | Kosteneffizient | Automobilkomponenten, Maschinen, Baubeschläge |
Aluminiumlegierungen | Geringes Gewicht, gutes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, Korrosionsbeständigkeit | Geeignet für gewichtsempfindliche Umgebungen, gute Korrosionsbeständigkeit | Teurer als Kohlenstoffstahl | Luft- und Raumfahrt, Automobilkomponenten, Elektronik |
Super-Legierungen | Außergewöhnliche mechanische Festigkeit, Kriechfestigkeit | Ideal für Umgebungen mit hohen Temperaturen und hoher Korrosion | Hohe Kosten, lange Haltbarkeit | Gasturbinen, Luft- und Raumfahrt, Schiffskomponenten |
Kupferlegierungen | Ausgezeichnete Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit | Geeignet für elektrische und maritime Umgebungen | Moderate Kosten | Elektrische Komponenten, Sanitärteile, Dekorationsartikel |
Messing | Gute Bearbeitbarkeit, Korrosionsbeständigkeit, Ästhetik | Geeignet für dekorative und korrosionsbeständige Umgebungen | Moderate Kosten | Ventile, Armaturen, Dekorationsartikel |
Gußeisen | Hohe Genauigkeit, Festigkeit, Hitzebeständigkeit | Geeignet für hochfeste Anwendungen, kann unter sauren Bedingungen korrodieren | Erschwinglich | Motorkomponenten, Rohrleitungen, Maschinen |
Glas | Transparenz, spezifische thermische Eigenschaften | Spezialisierte Anwendungen, die Transparenz und thermische Beständigkeit erfordern | Höhere Kosten durch Komplexität | Optische Komponenten, Spezialbehälter und Linsen |
Was sind die Anwendungen des Feingusses?
Der Feinguss hat ein breites Anwendungsspektrum, was sich vor allem in folgenden Aspekten widerspiegelt:
- Bereich Luft- und Raumfahrt:Die Feingusstechnologie kann eine sehr hohe Maßgenauigkeit und Oberflächengüte erreichen und eignet sich besonders für die Herstellung von Gussteilen mit komplexen Formen und hohen Präzisionsanforderungen.In der Luft- und Raumfahrt wird es häufig bei der Herstellung von Schlüsselkomponenten wie Triebwerksschaufeln und Turbinenscheiben eingesetzt.Diese Teile stellen extrem hohe Anforderungen an Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität, und die Feingusstechnologie kann diese Anforderungen erfüllen und die Leistung und Zuverlässigkeit der Teile gewährleisten.
- Bereich Automobilbau:Im Bereich des AutomobilbausFeinguss-Technologiewird zur Herstellung von komplex geformten Teilen wie Motorblöcken, Lenkgetrieben usw. verwendet. Auch diese Teile stellen hohe Anforderungen an Präzision und Oberflächenqualität. Die Feingusstechnologie kann qualitativ hochwertige, hochpräzise Gussteile liefern und dadurch die Leistung und Zuverlässigkeit von Automobilen verbessern.
- Herstellung von Medizinprodukten:Im medizinischen BereichDie Feingusstechnologie wird auch zur Herstellung empfindlicher medizinischer Geräte eingesetztund Implantate. Diese Medizinprodukte und Implantate stellen extrem hohe Anforderungen an die Maßgenauigkeit und Oberflächengüte, um ihre Sicherheit und Wirksamkeit während der Anwendung zu gewährleisten. Die Feingusstechnologie kann diese Anforderungen erfüllen und qualitativ hochwertige, hochpräzise Gussteile für die Herstellung medizinischer Geräte liefern.
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Häufig gestellte Fragen
1.Was sind die Grundprinzipien des Feingusses?
Die BasisPrinzip des Feingussesbesteht darin, schmelzbares Material (normalerweise Wachs) zu verwenden, um eine Prototypform herzustellen, und dann die Oberfläche der Prototypform mit mehreren Schichten feuerfestem Material zu beschichten, um eine Formschale zu bilden. Nachdem die Formschale ausgehärtet und getrocknet ist, wird die Prototypform durch Erhitzen weggeschmolzen, um eine hohle Formschale zu erhalten, die der Form der Prototypform entspricht. Zum Schluss wird das geschmolzene Metall in die Formschale gegossen. Nachdem das geschmolzene Metall abgekühlt und erstarrt ist, wird die Formschale gebrochen und das Gussteil herausgenommen.
2.Was ist der Prozessablauf des Feingusses?
Das Feingussverfahren umfasst hauptsächlich die folgenden Schritte: Herstellung einer Prototypform: Verwendung von Wachs oder anderen schmelzbaren Materialien zur Herstellung einer Prototypform durch Spritzgießen, Pressen usw. Beschichtung von feuerfesten Materialien: Tragen Sie mehrere Schichten feuerfester Materialien (wie Quarzsol, Quarzsand usw.) auf die Oberfläche der Prototypform auf. Nach jeder Beschichtungsschicht ist ein Trocknen und Aushärten erforderlich. Abschmelzen der Prototypenform: Legen Sie die mit feuerfestem Material beschichtete Prototypenform in den Röstofen und erhitzen Sie sie, um die Prototypenform zu schmelzen und zu entladen, wobei eine hohle Schale zurückbleibt. Gießen von geschmolzenem Metall: Gießen Sie geschmolzenes geschmolzenes Metall (wie Stahl, Aluminium, Kupfer und andere Legierungen) in die Formschale und warten Sie, bis das geschmolzene Metall abgekühlt und erstarrt ist, um ein Gussteil zu bilden. Reinigen Sie die Gussteile: Brechen Sie die Formschale, nehmen Sie die Gussteile heraus und führen Sie die erforderliche Reinigung und Verarbeitung durch.
3.Für welche Bereiche ist Feinguss geeignet?
Feinguss wird häufig in der Luft- und Raumfahrt, in Automobilen und in medizinischen Geräten verwendet, Industriemaschinen, Kunstproduktion und andere Bereiche. Insbesondere bei der Herstellung von Bauteilen, die hohe Präzision, komplexe Formen und Hochleistungswerkstoffe erfordern, bietet der Feinguss erhebliche Vorteile.
4.Wie viel kostet Feinguss?
DasKosten des Feingussesist relativ hoch, was vor allem auf den komplexen Prozess und die hohen Kosten für die erforderlichen Materialien und Geräte zurückzuführen ist. Bei Gussteilen mit hoher Präzision, komplexen Formen und hohen Leistungsanforderungen ist die Wirtschaftlichkeit des Feingusses jedoch von großer Bedeutung, da er die Nachbearbeitungs- und Ausschussraten reduzieren und die Produktionseffizienz verbessern kann.
Zusammenfassung
Feinguss ist ein PräzisionsgussverfahrenDazu gehört die Herstellung eines schmelzbaren Modells, das Beschichten von feuerfesten Materialien, das Schmelzen des verlorenen Modells, das Einbrennen der Formhülle und das Gießen von geschmolzenem Metall. Nachdem das Metall abgekühlt und erstarrt ist, wird das Gussteil herausgenommen. Das Feingussverfahren bietet der modernen Industrie durch seine einzigartigen Verfahren und Technologien hochpräzise, qualitativ hochwertige und hochflexible Lösungen für die Metallumformung. Die kontinuierliche Verbesserung und Innovation dieses Verfahrens wird seine Anwendung und Entwicklung in der zukünftigen industriellen Fertigung weiter fördern.
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Ressource
https://en.wikipedia.org/wiki/Investment_casting