Feinguss

Feinguss

Engagement für Qualität: Präzisionsfeinguss-Service

Unser fortschrittliches Wachsausschmelzverfahren ermöglicht es uns, ein Konzeptmodell effizient und kostengünstig in die Realität umzusetzen. Durch die Integration unserer Feingusstechnologie mit modernster CNC-Bearbeitung können wir verschiedene technische Designbeschränkungen überwinden.

Unsere Feingussmethode bietet eine schnelle und kostengünstige Lösung sowohl für Klein- als auch Großserienfertigung. Sie ermöglicht die Herstellung komplexer Bauteile mit detaillierten inneren und äußeren Merkmalen, ultra-glatten Oberflächen und dünnwandigen Strukturen – wodurch die Bearbeitung aus Vollmaterial entfällt.

Schritte des Feingussverfahrens

Modellerstellung

Wachsmuster werden im Spritzgussverfahren hergestellt.
  • Das Wachs wird in eine Form eingespritzt, um Muster der gewünschten Form zu erzeugen.

  • Diese Muster entsprechen den Abmessungen und der Oberflächengüte des Endprodukts.

  • Die Wachsmuster können je nach Gussanforderung in Größe und Form variieren.

Montage

Die Muster werden auf einem Wachsbaum oder Angusssystem montiert.
  • Mehrere Wachsmuster werden an einem zentralen Gießbaum befestigt, der als Leitung für das geschmolzene Metall dient.
  • Die Anordnung der Muster am Gießbaum ist entscheidend, um einen gleichmäßigen Metallfluss sicherzustellen und Fehler zu vermeiden.

Schalenaufbau

Der Wachsbaum wird in eine keramische Aufschlämmung getaucht und anschließend mit feinem Sand beschichtet.
  • Dieser Vorgang wird mehrmals wiederholt, um die keramische Schale aufzubauen.
  • Die Aufschlämmung, meist aus Siliciumdioxid oder anderen feuerfesten Materialien, wird schichtweise aufgetragen.

  • Jede Schicht wird mit feinem Sand überzogen, um sie zu verstärken.

  • Dieser Prozess erzeugt eine robuste keramische Schale um die Wachsmuster, die entscheidend ist, um dem geschmolzenen Metall beim Gießen standzuhalten.

Entwachsen

Die beschichtete Baugruppe wird erhitzt, um das Wachs zu entfernen, wodurch eine hohle Schale entsteht.
  • Die Baugruppe wird in einem Ofen erhitzt, um das Wachs auszuschmelzen.

  • Das Wachs schmilzt heraus und hinterlässt eine hohle keramische Schale.

  • Dieser Prozess muss sorgfältig kontrolliert werden, um Schäden an der keramischen Schale zu vermeiden und die vollständige Entfernung des Wachses sicherzustellen.

Gussverfahren

Die vorgewärmte Keramikschale wird mit geschmolzenem Metall gefüllt.
  • Die keramische Schale wird auf eine Temperatur knapp unter dem Schmelzpunkt des gewählten Metalls vorgeheizt.
  • Das geschmolzene Metall wird dann in die durch das Wachsmuster entstandene Hohlform gegossen.
  • Das Metall muss vorsichtig gegossen werden, um alle Hohlräume richtig zu füllen und Lufteinschlüsse oder Fehler zu vermeiden.

Abkühlung und Erstarrung

Das geschmolzene Metall kühlt in der Keramikschale ab und erstarrt.
  • Das Metall kühlt in kontrollierter Geschwindigkeit ab und erstarrt.
  • Dieser Schritt ist wichtig, um Probleme wie Schrumpfung oder Rissbildung im Metall zu vermeiden.
  • Der Abkühlungsprozess wird abhängig von Metalltyp und Bauteilgröße gesteuert, um die gewünschten Materialeigenschaften zu erreichen.

Entfernung der Schale

Die Keramikschale wird entfernt, um das erstarrte Gussteil freizulegen.
  • Nach dem Abkühlen wird die keramische Schale aufgebrochen oder abgeklopft, um das Gussteil freizulegen.
  • Die Schale ist nach dem Guss spröde, daher muss beim Entfernen darauf geachtet werden, das Metallteil nicht zu beschädigen.

Endbearbeitung

Abschließende Arbeiten wie Schneiden, Schleifen, Polieren und Inspektion werden durchgeführt.
  • Das Gussteil wird nachbearbeitet, um überschüssiges Metall (z. B. von Eingüssen) zu entfernen, raue Oberflächen zu glätten und ggf. zu polieren.
  • Etwaige Defekte oder Unregelmäßigkeiten werden durch Schleifen und andere Verfahren beseitigt.
  • Zur Qualitätskontrolle können zerstörungsfreie Prüfverfahren durchgeführt werden.

Materialien

Edelstahl

Edelstahl bietet hervorragende Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit, was ihn ideal für Anwendungen in korrosiven Umgebungen macht.

Eigenschaften
  • Außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit in rauen Umgebungen.
  • Hohe Zug- und Streckgrenze.
  • Hervorragende Verschleißfestigkeit.
Behaviour
  • Fließt gut beim Gießen und sorgt für hochwertige Oberflächen.
  • Erfordert präzise Temperaturkontrolle zur Vermeidung von Fehlern.
  • Hohe Vielseitigkeit.

Kohlenstoffstahl

Kohlenstoffstahl ist eines der am häufigsten verwendeten Materialien aufgrund seiner breiten Verfügbarkeit, Erschwinglichkeit und Vielseitigkeit.

Eigenschaften
  • Hohe mechanische Festigkeit und Schlagzähigkeit.
  • Leichter zu bearbeiten als Edelstahl.
  • Kosteneffizient.
Behaviour
  • Erfordert Wärmebehandlung zur Verbesserung der Härte.

  • Korrosionsanfällig; benötigt Schutzbeschichtungen.
  • Langlebig für industrielle Anwendungen.

Aluminiumlegierungen

Aluminium ist leicht und beliebt; verschiedene Legierungen werden häufig in der Automobil-, Luftfahrt- und Schifffahrtsindustrie verwendet.

Eigenschaften
  • Leichtgewichtig mit geringer Dichte.
  • Gute Korrosionsbeständigkeit
  • Hervorragende thermische und elektrische Leitfähigkeit.
Behaviour
  • Erfordert nach dem Gießen eine Wärmebehandlung zur Spannungsreduzierung.
  • Sehr flüssig beim Gießen, ermöglicht komplexe Designs.
  • Es schrumpft erheblich während der Erstarrung.

Bronze und Messing

Bronze und Messing sind ebenfalls leichte und beliebte Materialien, die in vielen Anwendungen eingesetzt werden.

Eigenschaften
  • Bronze: Hohe Verschleißfestigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit, ausgezeichnete Bearbeitbarkeit.

  • Messing: Hohe Verformbarkeit und Korrosionsbeständigkeit.

Behaviour
  • Bronze: Fließt gut beim Gießen, ermöglicht detaillierte Formen.

  • Messing: Leicht zu verarbeiten für dekorative und industrielle Anwendungen.

  • Sanitärarmaturen, dekorative Komponenten

Vor- und Nachbearbeitung

Vorbereitende Arbeiten vor dem Guss

Entwurf von Formen und Wachsmodellen, Materialauswahl und Qualitätskontrolle der Rohstoffe.

  • Modellerstellung: Wachs- oder Kunststoffmuster werden mithilfe von Spritzformen hergestellt. Dies gewährleistet eine genaue Replikation des Endbauteils.

  • Modellmontage: Mehrere Wachsmuster werden an einen Wachsangussbaum befestigt. Dies ermöglicht einen effizienten Metallguss und minimiert Materialverluste.

  • Schalenformbildung: Keramische Aufschlämmung und feuerfeste Materialien werden schichtweise auf den Wachsbaum aufgetragen. Dadurch entsteht eine robuste Form, die feine Details und Toleranzen abbilden kann.
  • Entwachsen: Das Wachs wird durch Erhitzen (z. B. im Autoklaven oder Ofen) entfernt. Es verbleibt eine saubere Hohlform in der Keramik für das geschmolzene Metall.

  • Brennen der Schale: Die keramische Schale wird auf hohe Temperaturen erhitzt, um sie zu festigen. Dies bereitet sie darauf vor, dem thermischen Schock beim Guss standzuhalten.

  • Formvorwärmung: Keramische Formen werden vor dem Metallguss vorgeheizt. Dies verringert den thermischen Schock und verbessert den Metallfluss.

Nachbearbeitung nach dem Guss

Wärmebehandlung, Bearbeitung, Oberflächenveredelung und zerstörungsfreie Prüfung (ZfP).

  • Schalenentfernung: Die keramische Schale wird mechanisch, chemisch oder thermisch entfernt. Dadurch wird das Gussteil freigelegt.

  • Abtrennen von Einguss- und Anschnittsystemen: Diese werden mit Sägen oder Schleifmaschinen entfernt. Dadurch wird das nutzbare Bauteil vom überschüssigen Material getrennt.

  • Wärmebehandlung: Gussteile werden wärmebehandelt (z. B. geglüht oder angelassen). Dadurch werden mechanische Eigenschaften wie Festigkeit, Härte und Duktilität verbessert.

  • Oberflächenreinigung: Sandstrahlen, Kugelstrahlen oder chemische Reinigung entfernen Rückstände und Oxide. Dies verbessert die Oberflächenqualität und bereitet das Teil auf die Endbearbeitung vor.

  • Spanende Bearbeitung: Die maschinelle Bearbeitung (z.B. CNC-Fräsen, CNC-Drehen, Bohren) verfeinert Abmessungen oder fügt komplexe Merkmale hinzu. Dadurch werden präzise Toleranzen und Funktionen erreicht, die durch Gießen nicht möglich sind.

  • Veredelung: Polieren, Lackieren, Eloxieren oder Beschichten zur Verbesserung von Ästhetik, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächenschutz.

Vergleich der Gussarten

Prozess Vorteile Nachteile
Feinguss Hohe Präzision, hervorragende Oberflächengüte Höhere Kosten, längere Vorlaufzeiten
Sandgießen Kostengünstig für große Teile Schlechte Oberflächengüte, geringere Genauigkeit
Druckguss Geeignet für Großserienproduktion Begrenzt auf Nichteisenmetalle
Dauerhafter Formguss Langlebige Formen, gute Maßhaltigkeit Hohe anfängliche Werkzeugkosten

Aluminiumlegierungen

1- Materialauswahl

Sicherstellung der Qualität der Rohstoffe (Metalle, Legierungen und feuerfeste Materialien).

  • Spektralanalyse: Gewährleistet die richtige Legierungszusammensetzung.

  • Härteprüfung: Prüft die Fähigkeit des Materials, Verformungen standzuhalten.

2. Wachsmodellprüfung

Prüfung der Modelle auf Risse, Lufteinschlüsse oder Hohlräume sowie Überprüfung der Maßtoleranzen, um sicherzustellen, dass die Form den Spezifikationen entspricht.

  • Sichtprüfung: Erkennt Oberflächenunregelmäßigkeiten.

  • Maßhaltigkeitsprüfung: Gemessen mit Messschiebern, Laserscannern oder optischen Vergleichsgeräten.

3. Schalenaufbau

Aufbau der Schichten gleichmäßig und kontrolliert, um kontrolliertes Trocknen und Aushärten zu gewährleisten und Risse in der Schale zu vermeiden.

  • Dickenmessung: Stellt sicher, dass die Schalendicke innerhalb der zulässigen Grenzen liegt.

  • Thermische Prüfung: Überprüft die Widerstandsfähigkeit der Schale gegen thermischen Schock während des Gusses.

4. Formprüfung (Schale)

Prüfung der Schalenform auf Oberflächenbeschaffenheit, Gleichmäßigkeit und Festigkeit sowie Durchführung von Belastungstests zur Sicherstellung der Formstabilität während des Gießens.

  • Sichtprüfung: Erkennt Oberflächenfehler.

  • Falltest: Bewertet die Schalenfestigkeit durch Simulation von Handhabungsbelastungen.

5. Gussprozessüberwachung

Überwachung der Temperatur des flüssigen Metalls für präzises Gießen, zur Vermeidung von Porosität, Lufteinschlüssen und Turbulenzen beim Gießen.

  • Thermoelement-Überwachung: Überwacht die Temperatur des geschmolzenen Metalls.

  • Strömungssimulationstests: Sagen voraus, wie das geschmolzene Metall die Form füllt, um Fehler zu minimieren.

6. Nachgussprüfung

Prüfung des Gussstücks auf Oberflächen- und innere Fehler mit verschiedenen zerstörungsfreien Prüfverfahren (NDT).

  • Röntgen- oder radiografische Prüfung: Erkennt innere Fehler wie Porosität oder Schrumpfungshohlräume.
  • Ultraschallprüfung: Findet unter der Oberfläche liegende Fehler.
  • Farbeindringprüfung: Hebt Oberflächenrisse oder Mikroporen hervor.
  • Maßhaltigkeitsprüfung: Wird mit KMG oder Laserscannern durchgeführt.

7. Wärmebehandlung und Endbearbeitung

Durchführung von Wärmebehandlungen zur Anpassung der Materialeigenschaften sowie Bearbeitungen wie Schleifen und Polieren zur Verbesserung der Oberflächenqualität.

  • Härteprüfung: Stellt sicher, dass das Material die erforderliche Härte erfüllt.

  • Mikrostrukturanalyse: Untersucht die Kornstruktur auf gewünschte mechanische Eigenschaften.

8. Endprüfung und Tests

Durchführung mechanischer Prüfungen zur Bestätigung der Materialeigenschaften und Überprüfung der Maßhaltigkeit anhand von Zeichnungen oder 3D-Modellen.

  • Zugprüfung: Misst Festigkeit und Dehnung.

  • Schlagprüfung: Überprüft die Zähigkeit bei dynamischer Belastung.

  • Härteprüfung: Bestätigt die Materialhärte.

  • Ermüdungsprüfung: Bewertet die Leistung unter zyklischer Belastung.

Kosten und Preise für Feinguss

Materialkosten


  • Verwendeter Metall- oder Legierungstyp (Edelstahl, Aluminium, Superlegierungen)
  • Materialdichte
  • Materialverlust (Angüsse, Eingüsse, Fließkanäle)

Wie verwalten?

  • Wählen Sie Materialien mit den erforderlichen Eigenschaften zum niedrigstmöglichen Preis.
  • Minimieren Sie den Materialverlust während des Anschnittprozesses.

Kosten für Werkzeuge und Formen


  • Bauteilkomplexität (Geometrien, Hinterschneidungen, Innenhohlräume)
  • Anzahl der Hohlräume oder Kerne
  • Qualität der Modellerstellung (manuell oder automatisiert)

Wie verwalten?

  • Vereinfachen Sie Bauteildesigns, wo immer möglich.
  • Berücksichtigen Sie eine langfristige Nutzung der Werkzeuge bei hohen Stückzahlen zur Amortisation der Kosten.

Gussgröße und -gewicht


  • Größe und Gewicht des Bauteils
  • Zeitaufwand für Schmelzen, Gießen und Abkühlen
  • Größere Bauteile erfordern mehr Metall und höheren Energieverbrauch

Wie verwalten?

  • Optimieren Sie die Bauteilgröße, um Funktionalität und Kosten in Einklang zu bringen.
  • Fassen Sie mehrere Bauteile in einem Gussstück zusammen, wenn möglich.

Konstruktionskomplexität


  • Geometrische Komplexität (dünne Wände, tiefe Hohlräume, innere Strukturen)
  • Erfordernis von Kernen und speziellen Anschnittsystemen

  • Anforderung an feine Oberflächen und enge Toleranzen

Wie verwalten?

  • Vereinfachen Sie Konstruktionen, wo möglich.
  • Verwenden Sie Simulationswerkzeuge, um Anschnittsysteme zu optimieren und Fehler zu reduzieren.

Fließkanäle, Eingüsse & Steiger


  • Größe und Anzahl von Eingüssen und Steigern
  • Verwendetes Material (einige Metalle benötigen größere Anschnittsysteme)
  • Komplexität des Fließkanalsystems

Wie verwalten?

  • Nutzen Sie Simulationssoftware zur Optimierung des Fließkanaldesigns.
  • Stellen Sie einen effizienten Anschnitt sicher, um Ausschuss zu minimieren.

Nachbearbeitung


  • Erforderlicher Wärmebehandlungstyp (Glühen, Spannungsarmglühen)
  • Oberflächenbearbeitung nach dem Guss (Polieren, Schleifen)
  • Erforderliche Bearbeitung für enge Toleranzen

Wie verwalten?

  • Reduzieren Sie Nachbearbeitungsaufwand durch optimiertes Design.
  • Erwägen Sie alternative Wärmebehandlungen, die Kosten senken.

Qualitätssicherung & Inspektion


  • Zerstörungsfreie Prüfung (z. B. Röntgen, Ultraschall)
  • Maßkontrolle und Sichtprüfung
  • Toleranz- und Oberflächenanforderungen

Wie verwalten?

  • Integrieren Sie Zwischenprüfungen, um Fehler frühzeitig zu erkennen.
  • Nutzen Sie automatisierte Prüf- und Inspektionsverfahren.

Produktionsmenge


  • Größe der Produktionsserie
  • Einrichtungszeit und Werkzeugkostenamortisation
  • Maschinenstillstand und Rüstzeit pro Charge

Wie verwalten?

  • Bei Kleinserienfertigung: Produktion bündeln, um Werkzeug- und Rüstkosten auf möglichst viele Teile zu verteilen.

Einige produzierte Produkte

FAQ

In welchen Branchen wird Feinguss üblicherweise eingesetzt?2025-03-19T09:44:54+00:00

Feinguss wird in einer Vielzahl von Industrien eingesetzt, darunter:

  • Luft- und Raumfahrt
  • Automobilindustrie
  • Medizin
  • Militär und Verteidigung
  • Industrielle Maschinen
  • Stromerzeugung
  • Schmuck und Kunstguss
Vorteile des Feingusses2025-03-19T09:47:50+00:00
  • Präzision und Genauigkeit: Ermöglicht komplexe Formen mit engen Toleranzen.
  • Glatte Oberflächenbeschaffenheit: Erfordert minimalen Bearbeitungs- oder Nachbearbeitungsaufwand.
  • Vielseitigkeit: Geeignet für eine breite Palette von Metallen und Designs.
  • Materialeffizienz: Minimiert Abfall durch nahezu endformnahe Produktion.
  • Kosteneffizienz: Reduziert den Bedarf an Montage durch Integration mehrerer Komponenten in einen einzigen Guss.
Wie lauten die Größen- und Gewichtsbeschränkungen für Feinguss?2025-03-19T09:48:55+00:00

Feinguss ist hinsichtlich Größe und Gewicht vielseitig einsetzbar. Die Bauteile können von wenigen Gramm bis zu mehreren Kilogramm reichen. Für extrem große oder schwere Bauteile können jedoch alternative Fertigungsverfahren erforderlich sein.

Wie lange dauert der Feingussprozess?2025-03-19T09:49:39+00:00

Die Dauer des Feingussprozesses hängt von der Komplexität des Designs, der Stückzahl und anderen Faktoren ab. Typischerweise dauert der Prozess von der Erstellung des Wachsmusters bis zum fertigen Produkt mehrere Wochen.

Wie lang ist die Vorlaufzeit für Sonderanfertigungen?2025-03-19T10:00:51+00:00

Die Vorlaufzeiten variieren je nach Komplexität des Designs, Materialauswahl und Bestellmenge. Im Durchschnitt liegt die Vorlaufzeit zwischen 4 und 8 Wochen. Eilfertigungen sind auf Anfrage möglicherweise verfügbar.

Kann Feinguss für Prototypen verwendet werden?2025-03-19T10:06:01+00:00

Ja, Feinguss ist eine ausgezeichnete Wahl für Prototypen, da er hochpräzise Komponenten ohne teure Werkzeuge herstellen kann.

Welche Designüberlegungen sollten beim Feinguss beachtet werden?2025-03-19T10:06:48+00:00

Um die besten Ergebnisse zu erzielen, sollten Sie die folgenden Gestaltungsrichtlinien beachten:

  • Vermeiden Sie scharfe Ecken; verwenden Sie Radien, um Spannungskonzentrationen zu reduzieren.
  • Halten Sie nach Möglichkeit einheitliche Wandstärken ein.
  • Fügen Sie Entformungswinkel ein, um die Entformung zu erleichtern.
  • Besprechen Sie Toleranzen und andere spezifische Anforderungen mit dem Gussdienstleister.
Wie fordere ich ein Angebot für Feinguss an?2025-03-19T10:07:46+00:00

Um ein Angebot anzufordern, geben Sie bitte die folgenden Details an:

  • Bauteildesign oder CAD-Modell
  • Gewünschtes Material
  • Benötigte Stückzahl
  • Spezifische Toleranz- und Oberflächenanforderungen
  • Eventuelle zusätzliche Zertifizierungen oder Testanforderungen
Welche Toleranzen können mit dem Feingussverfahren erreicht werden?2025-03-19T10:09:09+00:00

Feinguss ist bekannt für seine Fähigkeit, enge Toleranzen zu erreichen. Die genauen Toleranzen hängen von Faktoren wie dem Materialtyp, der Geometrie und der Größe des Teils ab. Für kritische Maße kann eine zusätzliche mechanische Bearbeitung erfolgen, um die exakten Spezifikationen zu erfüllen.

Können Kerne verwendet werden, um innere Hohlräume in Bauteilen zu erzeugen?2025-03-19T10:09:49+00:00

Ja, Keramikkerne können beim Feingussverfahren verwendet werden, um komplexe innere Hohlräume und Kanäle innerhalb eines Bauteils zu erzeugen. Diese Kerne werden nach dem Gießen entfernt, um die gewünschten Hohlstrukturen freizulegen.

Wie vergleicht sich Feinguss mit Druckguss?2025-03-19T10:10:34+00:00

Feinguss und Druckguss sind beide präzise Fertigungsmethoden, unterscheiden sich jedoch in ihrer Anwendung:

  • Feinguss eignet sich besser für kleinere Produktionsläufe, komplexe Designs und Legierungen mit hohem Schmelzpunkt.
  • Druckguss ist ideal für die Großserienproduktion und Materialien wie Aluminium und Zink, erfordert jedoch teurere Werkzeuge.
Welche Arten von Oberflächenbeschaffenheiten können erreicht werden?2025-03-19T10:11:14+00:00

Feinguss führt typischerweise zu einer glatten Oberflächenbeschaffenheit. Zusätzliche Nachbearbeitungsverfahren wie Polieren, Bearbeiten oder Beschichten können angewendet werden, um spezifische Anforderungen zu erfüllen.

Können Teile nach dem Feinguss wärmebehandelt werden?2025-03-19T10:12:03+00:00

Ja, Teile, die im Feingussverfahren hergestellt wurden, können einer Wärmebehandlung unterzogen werden, um mechanische Eigenschaften wie Festigkeit, Härte und Verschleißfestigkeit zu verbessern. Die Wärmebehandlungsverfahren hängen vom verwendeten Material und der vorgesehenen Anwendung des Bauteils ab.

Wie hoch ist die typische Schrumpfungsrate beim Feinguss?2025-03-19T10:12:42+00:00

Die Schrumpfungsrate beim Feinguss variiert je nach Material und liegt typischerweise zwischen 1 % und 2 %. Diese Schrumpfung wird bereits in der Konstruktionsphase berücksichtigt, um sicherzustellen, dass die Endabmessungen den Spezifikationen entsprechen.

Wie können wir Ihnen weiterhelfen?

Feinguss ist für zahlreiche Branchen unverzichtbar und ihr Erfolg hängt von der sorgfältigen Auswahl der Auftragnehmer ab.

Novelty Structures zeichnet sich als zuverlässiger Partner für die Lieferung von hochwertigen Gussteilen mit ergänzenden Nachbearbeitungsprozessen aus, die auf die anspruchsvollen Bedürfnisse der Industrie zugeschnitten sind.

Kontaktieren Sie unser Team, um Ihre Anforderungen im Detail zu besprechen.

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