Ober- und Unterteil sind einfach die obere und untere Hälfte einer Gussform. Das Unterteil befindet sich unten, das Oberteil oben, und zusammen bilden sie einen vollständigen Formhohlraum, der bereit ist, flüssiges Metall aufzunehmen.
Der Formkasten – meist aus Metall oder Holz – hält die beiden Formhälften zusammen und enthält den gesamten Sand. Im Inneren des Formkastens treffen Ober- und Unterteil an der sogenannten Trennlinie aufeinander. Diese Trennlinie ist entscheidend, da hier das Modell geteilt wird. Die obere Hälfte des Modells kommt in das Unterteil, die untere Hälfte in das Unterteil. Nach dem Trennen der beiden Hälften kann das Modell entnommen und der Formhohlraum hergestellt werden.
Warum zwei Formhälften statt einer einzigen verwenden? Die Antwort ist praktisch. Komplexe Teile weisen oft Hinterschneidungen, Innenkanäle oder Merkmale auf, die sich mit einer einteiligen Form nicht herstellen ließen. Durch die Teilung der Form in zwei Hälften lässt sich das Modell sauber entnehmen, ohne den Sand zu beschädigen.
Der Prozess beginnt damit, dass die untere Hälfte des Gusskörpers umgedreht auf eine Formplatte gelegt wird. Das Modell, das im Wesentlichen ein Abbild des zu gießenden Teils darstellt, wird in die untere Hälfte eingesetzt. Diese wird mit Grünsand gefüllt, einer Mischung aus Sand, Bindemittel (meist Ton) und Wasser, die dem Formgeber dient. Durch Stampfen, oft mit Vibrationen, wird der Sand fest um das Modell verdichtet.
Sobald der Unterteil vollständig verdichtet und der Sand fest ist, wird der obere Teil – der sogenannte Gehrungssand – daraufgesetzt. Ausrichtungsstifte (auf die wir gleich noch genauer eingehen werden) verhindern nun ein Verrutschen der beiden Hälften. Anschließend wird der Gehrungssand um die obere Hälfte des Modells herum weiter aufgefüllt, bis alles fest verdichtet ist.
Hier kommt es auf das eigentliche Können an. Ober- und Unterteil lösen sich, und nun muss das Modell entnommen werden, ohne den Sandhohlraum zu beschädigen. Der Gießereiarbeiter verwendet dazu einen Ziehdorn – eine Stange, die in das Modell getrieben wird – und klopft vorsichtig in alle Richtungen dagegen, um es zu lösen.
Das Muster wird sorgfältig herausgearbeitet und hinterlässt eine perfekte Vertiefung im Sand. Der Arbeiter muss dabei auf die Entformungswinkel achten – leichte Verjüngungen im Muster, die das Herauslösen erleichtern. Muster haben typischerweise Formschrägen mindestens 1 Grad, um zu verhindern, dass der Sand anhaftet und bricht.
Nach dem Entfernen des Modells müssen kleine Kanäle in den Sand geschnitten werden, um das flüssige Metall in den Formhohlraum zu leiten. Der Angusskanal ist der Hauptkanal, durch den das Metall eintritt. Der Anschnitt verbindet den Angusskanal mit dem Formhohlraum. Gießereiarbeiter schneiden diese Kanäle von Hand mit Spezialwerkzeugen in den Sand.
Ober- und Unterteil werden wieder zusammengefügt und verklemmt. Die Ausrichtstifte sorgen für die perfekte Ausrichtung der Formhälften. Geschmolzenes Metall fließt durch den Angusskanal, den Anschnitt und in den Formhohlraum. Das Metall füllt den Raum, in dem sich zuvor das Modell befand, und nimmt dessen exakte Form an.
Beim Abkühlen und Erstarren des Metalls schrumpft es leicht und bildet den Rohguss. Sobald das Metall ausreichend abgekühlt ist, wird die Form durch erneutes Trennen von Ober- und Unterteil geöffnet und der Sand abgebürstet, um den darunterliegenden Guss freizulegen.
Hierbei handelt es sich um Dübel oder Stäbe, die in entsprechende Löcher im Ober- und Unterteil passen. Beim Schließen der Form gleiten die Stifte in ihre Position und fixieren die beiden Hälften in perfekter Ausrichtung.
Die Trennlinie markiert den Punkt, an dem der Formhohlraum auf den Formhohlraum trifft und bestimmt, wie das Werkstück geteilt wird. Eine ideale Trennlinie verläuft durch die dickste Stelle des Gussteils und vermeidet Ecken und komplexe Geometrien.
Beim Formgussverfahren wird ein zweiseitiges Modell auf einer Metallplatte befestigt. Ober- und Unterteil werden gleichzeitig auf beiden Seiten der Platte geformt. Dieses Verfahren eignet sich gut für mittelgroße Teile in mittleren Produktionsmengen, jedoch wird das Modell für sehr große Teile zu schwer und unhandlich.
Das Cope-and-Drag-Verfahren ist die beste Wahl, wenn die Teile groß werden oder die Produktionsmenge gering bleibt. Das Match-Plate-Verfahren ist die beste Lösung, wenn Sie eine gleichbleibende, hohe Stückzahl an Gussteilen mittlerer Größe benötigen.
Wählen Sie das Ausklinken und Herausziehen, wenn Sie große, komplexe Gussteile oder Sonderanfertigungen haben, bei denen teure Werkzeuge wirtschaftlich nicht sinnvoll sind. Es ist die beste Option, wenn Sie Designflexibilität benötigen und die manuelle Arbeitsweise akzeptieren können.
Wenn Sie kleine, einfache Teile in großen Stückzahlen gießen, sind schnellere, automatisierte Verfahren besser geeignet. Sind Ihre Teile winzig und erfordern enge Toleranzen, eignen sich andere Verfahren möglicherweise besser. Doch für große, komplexe Gussteile, bei denen Qualität und Wirtschaftlichkeit entscheidend sind, bleibt das Form- und Formtrennverfahren die logische Wahl.
Das Gießen mit Ober- und Unterteil ist ein grundlegendes Verfahren der Metallverarbeitung, das über Jahrhunderte perfektioniert wurde. Mithilfe dieser beiden Formhälften – dem Oberteil oben und dem Unterteil unten – lassen sich komplexe Formen gießen, die auf keinem anderen Weg herstellbar wären.
Das System überzeugt durch sein ausgewogenes Verhältnis von Kosteneffizienz, Designflexibilität und bewährter Zuverlässigkeit. Es gibt keine günstigere Methode, große, komplexe Metallgussteile herzustellen, und dank der etablierten Verfahren können Sie sich auf die Ergebnisse verlassen. Deshalb setzen Gießereien weltweit diese Methode nach wie vor für alles ein – von Automotoren bis hin zu Industrieanlagen.
