Der Verlustformguss ist ein Metallumformungsprozess, bei dem die Form zerstört wird, um das fertige Teil zu entnehmen. Die Form besteht aus Materialien wie Sand, Gips oder Keramik, die nach dem Abkühlen und Aushärten des Metalls zerfallen.
Dieses Verfahren unterscheidet sich vom Dauerformguss, bei dem dieselbe Form mehrere Teile erzeugt. Beim Einwegformguss benötigen Sie für jedes einzelne Teil eine neue Form. Das klingt zwar verschwenderisch, ermöglicht Ihnen aber tatsächlich die Herstellung komplexer Formen, die sich aus einer Dauerform nicht entfernen ließen.
Der grundlegende Prozess umfasst vier Hauptschritte. Zunächst erstellen Sie ein Muster des gewünschten Teils. Anschließend formen Sie die Form um dieses Muster herum mit dem von Ihnen gewählten Formmaterial. Nach dem Entfernen des Musters gießen Sie geschmolzenes Metall in die Kavität. Schließlich zerbrechen Sie die Form, um Ihr fertiges Metallteil zu erhalten.
Sandguss verwendet eine Mischung aus Sand und Bindemitteln zur Herstellung der Form. Um eine Sandform herzustellen, wird speziell aufbereiteter Sand in einer zweiteiligen Box, einer sogenannten Flasche, um ein Muster herum gepackt. Die Sandmischung besteht typischerweise aus 90 % Sand, 7 % Ton und 3 % Wasser.
Dieses Verfahren eignet sich für Teile von wenigen Unzen bis zu mehreren Tonnen. In den USA werden etwa 60 % aller Metallgussteile im Sandgussverfahren hergestellt. Das Verfahren ist kostengünstiger als andere Gussverfahren, da Sand günstig und leicht verfügbar ist.
Beim Schalenformen entsteht eine dünne Hülle aus Sand und Harz um ein erhitztes Metallmodell. Das Modell wird auf Temperaturen zwischen 350 und 700 °C erhitzt. Wenn Sie die Sand-Harz-Mischung auf das heiße Modell schütten, bildet sich eine etwa 0.25 bis 0.5 cm dicke Hülle.
Dieser Prozess führt zu besseren Oberflächenveredelung als herkömmlicher Sandguss. Die Maßgenauigkeit erreicht ±0.005 Zoll pro Zoll. Schalenformen benötigen außerdem weniger Sand, wodurch sie leichter und einfacher zu handhaben sind.
Beim Gipsformenguss wird Gips anstelle von Sand verwendet, um die Form zu formen. Dazu wird Gips mit Wasser und Zusätzen wie Talkum oder Quarzmehl vermischt. Die Mischung härtet in etwa 15 Minuten um das Modell herum aus.
Diese Methode funktioniert nur mit Nichteisenmetallen wie Aluminium, Zink und Kupferlegierungen. Der Gips zersetzt sich bei den hohen Temperaturen, die für Eisen oder Stahl erforderlich sind. Gipsformen erzeugen hervorragende Oberflächen mit Details von bis zu 0.001 Zoll.
Feingießen schafft äußerst präzise Teile durch die Beschichtung einer Wachsmuster mit Keramikschlicker. Der Prozess beginnt, indem Sie Wachs in eine Metallform spritzen, um das Modell zu formen. Anschließend tauchen Sie das Wachsmodell mehrmals in Keramikschlicker und bauen so Schichten auf.
Nachdem die Keramik ausgehärtet ist, wird das Wachs in einem Autoklaven bei 200–375 °C ausgeschmolzen. Dadurch entsteht eine hohle Keramikschale, die für den Metallguss bereit ist. Die Keramikschale hält Temperaturen bis zu 2,000 °C stand. Beim Feinguss werden Toleranzen von ±0.003 Zoll für den ersten Zoll erreicht.
Beim Lost-Foam-Guss werden expandierte Polystyrolschaummodelle verwendet, die während des Gießens in der Sandform verbleiben. Das geschmolzene Metall verdampft das Schaummodell, während es den Formhohlraum füllt. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, das Modell vor dem Gießen zu entfernen.
Die Schaumstoffmuster werden miteinander verbunden und bilden komplexe Baugruppen. Sie können mehrere Schaumstoffstücke zusammenkleben, um komplizierte Innenpassagen zu schaffen. Der Prozess benötigt keine Formschrägen da man das Muster nie aus dem Sand zieht.
Beim Vakuumformen wird Luft aus der Sandform gezogen, um sie ohne Bindemittel zusammenzuhalten. Eine dünne Kunststofffolie bedeckt das Modell und den Sand. Beim Anlegen eines Vakuums komprimiert der atmosphärische Druck den Sand zu einer starren Form.
Der Vakuumdruck liegt typischerweise zwischen 10 und 14 Zoll Quecksilbersäule. Dadurch entsteht genügend Kraft, um die Sandkörner beim Metallgießen zusammenzuhalten. Nachdem das Metall erstarrt ist, wird das Vakuum aufgehoben und der Sand fällt ab.
Bei diesem Verfahren entstehen keine Gasdefekte, da keine organischen Bindemittel verbrannt werden müssen. Der Sand ist vollständig wiederverwendbar, da er keine Chemikalien enthält.
