(FT0-03-1) Gießen – Urformen

Inhaltsverzeichnis

“In diesem Kursabschnitt stellen verschaffen wir dir einen ersten Überblick zu den Verfahren des Umformens, damit du dir hierzu ein genaues Bild machen kannst.” 

 

Im zugehörigen Kurs Urformtechnik findest du dann eine sehr ausführliche Betrachtung der einzelnen Verfahren aus diesem Teil der Fertigungstechnik

<em>Darum geht es</em>

 

Urformen – Grundlagen

“Beim Urformen erzeugen wir aus einen formlosen Stoff (Flüssigkeit, Pulver) einen festen Körper mit einer vorgegebenen Form.”

Urformen - Erzeugen aus formlosen Stoffen
Urformen – Erzeugen aus formlosen Stoffen

 

Dabei zeichnet sich das Urformen dadurch aus, dass ein Zusammenhalt der Stoffteilchen geschaffen wird. 

Hauptsächlich unterscheiden wir drei Arten des Urformens

  1. Urformen durch Gießen
  2. Urformen durch Sintern
  3. Generative Urformverfahren

Nachfolgend ist jede dieser Varianten einzeln aufgeführt.

<em>Darum geht es</em>

Urformen durch Gießen

Merk’s dir! Bei den Gießverfahren wird zumeist ein Metall oder ein Kunststoff aus dem flüssigen/breiigen Zustand in den festen Zustand als Gussstück überführt. 

Gießen - Formgebung aus flüssigen Zustand
Formgebung aus flüssigen Zustand

 

<em>Darum geht es</em>

Merkmale des Gießens

Gießen - Flüssiges Metall in Form bringen
Flüssiges Metall in Form bringen

Das Verfahren weist folgende Merkmale auf:

  • Gefüllt wird in den meisten Fällen eine Form, die einen Hohlraum aufweist. Unterschieden werden verlorene Formen und Dauerformen. Verlorene Formen sind Formen, die zumeist aus Sand gefertigt werden und nach dem einmaligen Gebrauch nicht erneut verwendet werden können. Dauerformen hingegen sind aus einer speziellen Legierung und können nach dem Gebrauch für erneute Einsätze verwendet werden. 

  • Die Gussform ist ein negatives Abbild der Werkstückform und macht eine eventuelle Nachbearbeitung erforderlich. 

  • Aus konstruktiver Sicht müssen neben der reinen Form auch Zusatzeinrichtungen wie Angussöffnungen oder Speiser (Entgasung) sowie ausreichende Wandstärken und ggf. Kühlelemente mit eingeplant werden. 

  • Der verwendete Werkstoff ist in den meisten Fällen flüssig oder breiig
  • Ziel eines jeden Gießvorgangs ist ein besonders endkonturnahes Gussstück zu erhalten, wodurch eine Nachbearbeitung minimal ausfällt und eine maximale Wirtschaftlichkeit garantiert werden kann. 

  • Um selbst komplizierte Formen als Guss realisieren zu können, kommen teilweise Kerne (für die Erzeugung von Hohlräumen im Werkstück) und eine Teilung der Form (Realisierung von Formschrägen) in Frage. 

  • Im Vorfeld sollte immer daran gedacht werden einen Schwund zu berücksichtigen. Dieser als Schwundmaß bezeichnete Wert der Werkstoffe ist zu ermitteln, da es in der Folge der Abkühlung des Werkstoffes zu einem Zusammenziehen des Materials kommt und bis zu 2 % betragen kann. 

 

Merk’s dir! Obwohl das Urformen durch Gießen viele Kriterien/Anforderungen erfüllen muss, ist es dennoch eine sehr beliebte Verfahrensart, die sowohl material- als auch energiesparend eingesetzt werden kann. 

<em>Darum geht es</em>

Gießformen

Das Verfahren lässt sich ebenfalls in Hinblick auf  die

  • Stückzahlen,
  • Toleranzen,
  • eingesetzten Werkstoffe

und

  • weitere spezifische Fertigungsanforderungen

unterteilen.

 

Dauerformen oder verlorene Formen
Gießformen – Dauerformen oder verlorene Formen

 

Wir nehmen hier eine Einteilung nach der Art der verwendeten Modelle und Formen vor. 

  • Guss mit Dauermodellen und verlorenen Formen
  • Guss mit verlorenen Modellen und verlorenen Formen
  • Guss in Dauerformen

 

Verlorene Formen

Verlorene Formen oder verlorene Modelle werden während des Gießvorgang und dem Ausformen zumeist vollständig zerstört. Als Ausgangsmaterial kommen Sand mit Bindemitteln oder aufgeschäumter Kunststoff zum Einsatz. – Daher eignet sich diese Formenart vorrangig für Einzelstücke oder kleine Serien. 

  • Sandguss: Dauermodell und verlorene Form
  • Vollformgießen: verlorene Modell und verlorene Form

 

Sandguss - Dauermodell und verlorene Form
Sandguss – Dauermodell und verlorene Form

 

Dauerformen

Dauerformen erlauben eine Wiederverwendung und haben eine höhere Genauigkeit gegenüber verlorenen Formen, sind dafür aber auch wesentlich teurer. – Daher eignet sich diese Formenart besonders gut für mittelgroße bis große Serien. 

  • Kokillenguss: Dauerform

 

Kokillenguss - Dauerform
Kokillenguss – Dauerform

 

<em>Darum geht es</em>

Auswahlkriterien für ein Gießverfahren

Welche Art des Gießens letztlich gewählt wird, kann an folgenden Punkten festgemacht werden:

  • Geplante Stückzahl – Unterscheidungsmerkmal: Handformen oder Maschinenformen,
  • Geforderte Toleranzen – Unterscheidungsmerkmal: Feinguss oder Sandguss,
  • Genauigkeit – Unterscheidungsmerkmal: Grobes oder konturnahes Gießen,
  • Bauteilgröße – Unterscheidungsmerkmal: Kleines oder großes Gussstück,
  • Stückgewicht – Unterscheidungsmerkmal: Leichtes oder schweres Gussstück,
  • Eingesetzter Werkstoff – Unterscheidungsmerkmal: Reinmetall oder Legierung

 

Gießen - anschließende Wärmebehandlung
Anschließende Wärmebehandlung

 

Merk’s dir!  Trotz größter Bemühungen besteht nicht selten die Notwendigkeit einer anschließend Wärmebehandlung. Ausschlaggebend dafür sind mögliche, auftretende Spannungen aufgrund der ungleichmäßigen Abkühlungsgeschwindigkeit des Gussstückes oder die Bildung von groben Körnern oder Gitterfehlern. 

<em>Darum geht es</em>

Vergleich der Gießverfahren – Überblick

Abschließend zu den Urformverfahren (Gießverfahren) nehmen wir einen Vergleich vor, so wie in der nächsten Abbildung geschehen. 

Hier unterscheiden wir den Sandguss, den Kokillenguss und den Druckguss in Hinblick auf Merkmale wie

  • Werkstoff der Form,
  • Wirtschaftlich ab,
  • Geeignete Werkstoffe,
  • Realisierbare Teile (Stückgewicht),
  • Zulässige Toleranz (Maß),
  • Temperatur der Form

und

  • Art des Gießdrucks (Druckangabe)

 

Gießverfahren - Vergleich
Gießverfahren – Vergleich

 

<em>Darum geht es</em>

Zusätzliche Informationen zum Verfahren

Nachfolgend noch ein paar Wichtige Informationen zum Verfahren.

 

Gießen - Werkstoffprüfung
Werkstoffprüfung

 

Bearbeitungszugaben

Die Bearbeitungszugabe ist die Stoffzugabe (Zusätze) an einem Werkstück, um bei der Bearbeitung die tatsächlich benötigten Fertigmaße zu erreichen, also die Differenz zwischen Roh- und Fertigmaß.

Abhängig sind die Bearbeitungszugaben an den Funktionsflächen sowohl vom Gießwerkstoff und den vorgegebenen Toleranzen des Gießverfahrens. 

Besonders bei dünnen Wandstärken des Gussstücks kommt es nicht selten zu einer Härtung der Gusshaut, weshalb hier besonders viele entgegenwirkende Zusätze benötigt werden. Notwendig ist dieser Vorgang um nachfolgende Bearbeitungsschritte wie das Zerspanen zu erleichtern. 

Nachbearbeitung

Wenn es sich nicht gerade um ein gegossenes Gewicht (z.B. Gegengewicht für Bagger, Kräne, usw.) welches keine Nachbearbeitung erfährt handelt, sollten im Vorfeld bei der Erzeugung der Form Spannlappen sowie Spannflächen konstruktiv berücksichtigt werden. Diese erleichtern nachfolgende Fertigungsschritte. 

Werkstoffprüfung

Die Qualität eines Gussstückes lässt sich zumeist nicht im Vorfeld bestimmen, weshalb eine anschließende Werkstoffprüfung erfolgt. Hier unterscheiden wir zwischen mechanischen zerstörenden, bedingtzerstörenden und zerstörungsfreien Verfahren. 

  • Zerstörende Prüfverfahren: Kerbschlagbiegeversuch, Zugversuch
  • Bedingt zerstörende Prüfverfahren: Härteprüfung nach Brinell, Poldihammer
  • Zerstörungsfreie Prüfverfahren: Durchschallungsverfahren, Echo-Impuls-Verfahren

Welche Verfahrensart (Gießen, Sintern, Generative Urformverfahren) des Urformens letztlich zum Einsatz kommt, hängt von nachfolgenden Fragestellungen ab:

  • Wo soll das Werkstück eingesetzt werden?
  • Wie viele Werkstücke sollen erzeugt werden?
  • Wie wirtschaftlich ist das gewählte Verfahren?
  • Eignet sich das Verfahren auch für den gewünschten Werkstoff?

Auch für deine Prüfung solltest du immer diese Fragestellungen im Hinterkopf haben, dass eine Aufgabe dich auffordert die richtige Verfahrensart auszuwählen. 

 

Train your Brain

Trainingsbereich

Quizfragen zum Text

“Nachfolgend fragen wir dich Informationen aus dem vorherigen Text ab.” 

 

 Frage 1

 

Frage 2

 

wie gehts weiter?
Nachdem wir uns jetzt einen ausreichenden Überblick bezüglich der Hauptgruppe des Urformens verschafft haben, wenden wir uns jetzt mit dem Umformen der zweiten Hauptgruppe zu.

 

 

Trainingsbereich

Übrigens….. Als “Mitglied unserer Technikermathe-Community” findest du unter jedem Kurstext zusätzlich einen Trainingsbereich mit vielen interaktiven Übungsaufgaben zur Wissensvertiefung, sowie eine umfangreiche Formelsammlung und Probeklausur am Ende eines jeden Kurses.

 

Was ist Technikermathe.de?

Unser Dozent Jan erklärt es dir in nur 2 Minuten!

Oder direkt den >> kostenlosen Probekurs << durchstöbern? – Hier findest du Auszüge aus jedem unserer Kurse!

Mehr für dich!

Hat dir dieses Thema gefallen?Ja? – Dann schaue dir auch gleich die anderen Themen zu den Kursen
FT1 (Fertigungstechnik – Grundlagen) und
WT1 (Eigenschaften von Werkstoffen) an. 

Perfekte Prüfungsvorbereitung für nur 19,90 EUR/Jahr pro Onlinekurs 
 ++ Günstiger geht’s nicht!! ++

 Oder direkt >> Mitglied  << werden und >> Zugriff auf alle 22 Kurse << (inkl. >> Webinare << + Unterlagen) sichern ab 8,90 EUR/Monat 
++ Besser geht’s nicht!! ++

 

Kennst du eigentlich schon unseren YouTube-Channel? – Nein? – Dann schau super gerne vorbei:

Technikermathe auf Youtube 

Immer auf dem neuesten Stand sein? – Ja? – Dann besuche uns doch auch auf

Technikermathe auf Instagram



Dein Technikermathe.de-Team

Uns gibts auch auf YouTube!

Undzwar mit aktuell über 400 Lernvideos und allen Aufzeichnungen von unseren Webinaren!

Lass uns ein Abo da!

Wenn dir unsere Videos gefallen! Damit hilfst du uns echt mega und es kostet dich keinen Cent!
Zum YouTube Kanal

Schon gewusst?

Aktuell bieten wir über 2500 Lerntexte in über 20 Kursen zu den verschiedensten Themen an! Als Technikermathe.de Mitglied hast du vollen Zugriff auf alle Lerninhalte!
0
    0
    Dein Warenkorb
    Dein Einkaufswagen ist leer.Zurück zum Shop