LOSTWAXFeinguss

Der Fertigungsprozess im Feinguss

Dreißig Schritte in sechs Phasen. Wählen Sie einen Schritt im Diagramm, um den Ablauf und die dort beherrschten Qualitätsrisiken zu sehen.

Interaktive Prozessübersicht

Engineering und Werkzeug
Wachsmodelle und Traubenmontage
Keramikschale
Schmelzen und Gießen
Nachbearbeitung und Zerspanung
Prüfung und Versand

Schrittnummer wählen, um Ablauf und kritische Punkte zu sehen.

1. Engineering und Werkzeug

  1. Zeichnungs- und Anforderungsprüfung

    Zeichnung, 3D-Modell, Werkstoff, Toleranzen sowie Prüf- und Dokumentationsanforderungen werden geprüft und offene Punkte geklärt, bevor ein Werkzeug konstruiert wird.

    Zu beachten: Unklare Bezüge, aus Zerspanungsnormen übernommene Allgemeintoleranzen, fehlende Abnahmekriterien.

    Konstruktion und Engineering →

  2. Gießtechnische Machbarkeit

    Wanddicken, Übergänge, Kerne, Speisungswege und Bearbeitungsbezüge werden bewertet; Änderungen zur Verbesserung von Dichtheit oder Kosten werden vorgeschlagen.

    Zu beachten: Isolierte Materialanhäufungen, lange dünne Wände, unzugängliche Innenkanäle.

    Konstruktionsrichtlinien →

  3. Werkzeugkonstruktion

    Das Wachsspritzwerkzeug wird mit Schwindmaßen für Wachs, Schale und Metall sowie mit Trennebenen, Schiebern, Auswerfern und gegebenenfalls löslichen oder keramischen Kernen ausgelegt.

    Zu beachten: Schwindmaße sind legierungs- und geometrieabhängig; Erstmuster führen meist zu Werkzeugkorrekturen.

    Wachsmodelle und Werkzeuge →

  4. Fertigung des Wachsspritzwerkzeugs

    Werkzeuge werden meist aus Aluminium CNC-gefräst, für große Stückzahlen aus Stahl. Kavitätsoberfläche und Entlüftung bestimmen unmittelbar die Modellqualität.

    Zu beachten: Mangelhafte Entlüftung, Versatz an der Trennebene, zu geringe Schräge an tiefen Konturen.

    Wachsmodelle und Werkzeuge →

2. Wachsmodelle und Traubenmontage

  1. Wachsmodell-Spritzen

    Wachs wird flüssig oder pastös bei kontrollierter Temperatur, Druck, Fließgeschwindigkeit und Nachdruckzeit eingespritzt – ein Modell je Gussteil.

    Zu beachten: Einfallstellen, Fließlinien, Lufteinschlüsse und Verzug beim Auswerfen.

    Wachsmodelle und Werkzeuge →

  2. Wachsmodellprüfung

    Modelle werden nach Stabilisierung bei kontrollierter Raumtemperatur visuell und maßlich geprüft; Fehler werden ausgebessert oder das Modell verworfen.

    Zu beachten: Jeder Modellfehler wird im Metall abgebildet; Lagertemperatur und Auflage beeinflussen die Maße.

    Wachsmodelle und Werkzeuge →

  3. Traubenmontage

    Die Modelle werden an einen zentralen Einguss zur Gießtraube angeschweißt; Abstand, Lage und Fügequalität werden kontrolliert.

    Zu beachten: Hinterschnittene Fügestellen fangen Schlicker und erzeugen Keramikeinschlüsse; zu enge Abstände schwächen die Schale.

    Anschnitt und Speisung →

  4. Anschnitt- und Laufsystem

    Anschnitte, Läufe und Speiser werden so ausgelegt, dass die Form ruhig füllt und jedes Gussteil zu einem Flüssigmetallreservoir hin erstarrt.

    Zu beachten: Die Anschnittlage bestimmt, wo Lunkerporosität und Anschnittreste liegen.

    Anschnitt und Speisung →

3. Keramikschale

  1. Schlickeraufbereitung

    Feuerfestmehl wird in einem Binder, meist kolloidaler Kieselsäure, dispergiert; Viskosität, Dichte, pH-Wert und Temperatur werden laufend überwacht.

    Zu beachten: Alterung, Gelieren und Verunreinigung des Schlickers verändern Schichtdicke und Schalenfestigkeit.

    Keramikschale →

  2. Besandung

    Jede nasse Schlickerschicht wird mit Feuerfestkorn besandet, fein für die ersten und gröber für die Stützschichten, um Dicke aufzubauen und die Schichten zu verzahnen.

    Zu beachten: Durchdringt das Korn die Frontschicht, wird die Gussoberfläche rau.

    Keramikschale →

  3. Schalenaufbau

    Tauchen, Besanden und Trocknen werden wiederholt, typischerweise fünf- bis zehnmal, bis die Schale für Entwachsen und Abguss ausreichend fest ist.

    Zu beachten: Brückenbildung in engen Schlitzen und Sacklöchern hinterlässt schwache oder unvollständige Schale.

    Keramikschale →

  4. Schalentrocknung

    Jede Schicht wird bei kontrollierter Temperatur, Feuchte und Luftbewegung getrocknet, damit der Binder geliert, ohne das Wachs zu belasten.

    Zu beachten: Verdunstungskälte lässt das Wachs schwinden; zu schnelles Trocknen reißt oder löst die Frontschicht.

    Keramikschale →

  5. Entwachsen

    Das Wachs wird rasch ausgeschmolzen, meist im Dampfautoklaven, sodass eine Randschicht schmilzt, bevor das Wachs gegen die Schale expandiert.

    Zu beachten: Schalenrisse durch Wachsausdehnung; Wachs- oder Ascherückstände im Hohlraum.

    Entwachsen und Brennen →

  6. Brennen und Vorwärmen der Schale

    Das Brennen entfernt Rückstände, sintert den Binder und bringt die Schale auf die für Legierung und Wanddicke erforderliche Gießtemperatur.

    Zu beachten: Zu kalte Schale führt zu Kaltlauf; zu heiße Schale vergröbert das Korn und fördert Metall-Form-Reaktionen.

    Entwachsen und Brennen →

4. Schmelzen und Gießen

  1. Schmelzen der Legierung

    Die Charge wird meist im Induktionsofen an Luft, unter Schutzgas oder im Vakuum erschmolzen; die Analyse wird vor dem Abguss spektrometrisch geprüft.

    Zu beachten: Gasaufnahme, Abbrand reaktiver Elemente, verunreinigtes Kreislaufmaterial.

    Schmelzen und Gießen →

  2. Abguss

    Das Metall wird mit definierter Temperatur und Geschwindigkeit in die heiße Schale gegossen – durch Schwerkraft oder unterstützt durch Vakuum, Druck oder Rotation.

    Zu beachten: Turbulenz reißt Oxide und Luft mit; unterbrochenes Gießen verursacht Kaltschweißen.

    Schmelzen und Gießen →

  3. Erstarrung und Abkühlung

    Das Gussteil erstarrt von dünnen Querschnitten zu Anschnitten und Speisern hin; die Abkühlgeschwindigkeit beeinflusst Korngröße, Seigerung und Eigenspannungen.

    Zu beachten: Lunkerporosität in isolierten Wärmezentren; Warmrisse bei behinderter Schwindung.

    Anschnitt und Speisung →

5. Nachbearbeitung und Zerspanung

  1. Entformen (Ausschlagen)

    Die Keramik wird durch Vibration, Schlagen oder Hochdruckwasser entfernt; Reste in Bohrungen und Vertiefungen werden gestrahlt oder chemisch gelöst.

    Zu beachten: Mechanische Beschädigung filigraner Konturen; Keramikreste in Innenkanälen.

    Nachbearbeitung und Wärmebehandlung →

  2. Abtrennen von der Traube

    Die Gussteile werden durch Trennschleifen, Bandsägen oder – bei geeigneten Legierungen – durch Abbrechen an gekerbten Anschnitten vom Einguss getrennt.

    Zu beachten: Wärmeeinbringung und Risse bei härtbaren Legierungen; Verlust der Chargenzuordnung beim Vereinzeln.

    Nachbearbeitung und Wärmebehandlung →

  3. Anschnitt- und Laufentfernung

    Verbleibende Anschnittreste werden konturnah entfernt, mit definiertem Aufmaß für das Schleifen.

    Zu beachten: Einschneiden in das Gussteil; Anschnittlage auf Funktions- oder Sichtflächen.

    Nachbearbeitung und Wärmebehandlung →

  4. Putzen und Schleifen

    Anschnittreste, Grate und erhabene Oberflächenfehler werden manuell oder auf Band- und Roboterschleifzellen verschliffen.

    Zu beachten: Die zulässige Anschnittresthöhe gehört in die Zeichnung; Schleifbrand bei gehärteten Stählen.

    Nachbearbeitung und Wärmebehandlung →

  5. Oberflächenbearbeitung

    Je nach Anforderung: Beizen und Passivieren, Gleitschleifen, Elektropolieren, Polieren oder Beschichten.

    Zu beachten: Die Bearbeitung verändert Maße und Kantenradien; den Zustand festlegen, in dem Toleranzen gelten.

    Oberfläche →

  6. Wärmebehandlung

    Glühen, Normalglühen, Vergüten, Lösungsglühen oder Ausscheidungshärten stellen das geforderte Gefüge und die Eigenschaften ein.

    Zu beachten: Verzug, Entkohlung und Zunder; Ofenschriebe und Proben müssen der Charge zuordenbar sein.

    Nachbearbeitung und Wärmebehandlung →

  7. Strahlen

    Strahlen mit Stahlkies, Edelstahlkorn, Glasperlen oder Keramikkorn entfernt Zunder und ergibt ein einheitliches Oberflächenbild.

    Zu beachten: Ferritische Verunreinigung nichtrostender Oberflächen; Strahlen kann Oberflächenfehler vor der Eindringprüfung zuschmieren.

    Oberfläche →

  8. CNC-Bearbeitung

    Funktionsflächen, Passungen, Gewinde und Dichtflächen jenseits der Gusstoleranzen werden bearbeitet, aufgenommen an vereinbarten Gussbezugsstellen.

    Zu beachten: Bezugsstellen auf Anschnittflächen oder Trennebenen; zu geringes Aufmaß.

    Leistungen →

6. Prüfung und Versand

  1. Maßprüfung

    Erstmuster werden vollständig vermessen; Serienteile werden nach Prüfplan mit Lehren, Koordinatenmessgerät oder optischem Scan geprüft.

    Zu beachten: Die Messung muss das Bezugssystem der Zeichnung nutzen; Aufnahme und Ausrichtstrategie beeinflussen das Ergebnis.

    Maßprüfung →

  2. Werkstoff- und mechanische Prüfung

    Chemische Analyse je Schmelze, Zug-, Härte- und Kerbschlagprüfung an Proben sowie Metallografie oder ZfP, soweit gefordert.

    Zu beachten: Getrennt gegossene Proben repräsentieren die Schmelze, nicht zwingend die Eigenschaften in jedem Querschnitt.

    Werkstoffprüfung →

  3. Endprüfung

    Sichtprüfung nach vereinbarten Oberflächen-Abnahmestandards und Kontrolle, dass alle geforderten Arbeitsgänge und Prüfungen abgeschlossen und dokumentiert sind.

    Zu beachten: Abnahmestufen sind vor der Fertigung zu vereinbaren, nicht bei der Endprüfung.

    Qualität und Prüfung →

  4. Kennzeichnung und Rückverfolgbarkeit

    Gussteile tragen eingegossene oder aufgebrachte Kennzeichen wie Teilenummer, Schmelzennummer und Herstellerzeichen und sind so den Zeugnissen zuordenbar.

    Zu beachten: Lage und Verfahren der Kennzeichnung dürfen Funktion, Dichtflächen oder schwingbeanspruchte Bereiche nicht beeinträchtigen.

    Dokumentation →

  5. Verpackung und Versand

    Die Teile werden gereinigt, gegen Korrosion und Transportschäden geschützt, transportgerecht verpackt und mit den vereinbarten Dokumenten versandt.

    Zu beachten: Bearbeitete Flächen und Dichtflächen benötigen Einzelschutz; Seefracht erfordert geeigneten Korrosionsschutz.

    Kontakt →

Prozessthemen im Detail

Die folgenden Seiten erläutern technische Grundlagen, Anlagen, typische Parameter und Qualitätsaspekte der wichtigsten Prozessgruppen.

Hinweis zu Parametern und Fähigkeiten

Temperaturen, Zeiten und andere Zahlenangaben in diesem Abschnitt sind typische Bereiche aus der allgemeinen Industriepraxis. Sie veranschaulichen den Prozess und stellen keine Spezifikation dar. Die tatsächlichen Parameter werden je Legierung, Teilegeometrie und Gießerei festgelegt; Sondervarianten wie Vakuumguss stehen nur zur Verfügung, wenn sie für ein Projekt ausdrücklich bestätigt wurden, siehe Verfahrensvarianten.