Was ist eine Aluminiumgießerei?

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Wer nutzt die Dienste einer Gießerei? Wie funktioniert der Gießprozess? In diesem Artikel versuchen wir alle diese Fragen zu beantworten. Lass uns zunächst herausfinden, was eine Aluminiumgießerei ist und wer Aluminiumgussteile benötigt.

Das Gießen ist ein Prozess, dessen Ziel es ist, Elemente einer bestimmten Form aus Aluminium (oder einem anderen Metall) zu erhalten. Erst nach dem Gießen beginnt der Verarbeitungsprozess, nach dem ein schönes, präzises Element entsteht. Das Gießen ist eine beliebte Technologie, die seit Jahrhunderten bekannt ist. In der Gießerei werden verschiedene Materialien verwendet. Konzentrieren wir uns jedoch auf das Gießen aus Aluminiumlegierungen.

Das Gießhandwerk ist ein breiter Industrie- (und Kunstzweig), der die niedrigen Kosten der Herstellung des Endprodukts erheblich beeinflusst.

Aluminiumgießereien produzieren sowohl einfache Elemente als auch die Elemente in sehr fortschrittlichen Formen. Der Gießverarbeitungsprozess garantiert eine hohe Genauigkeit, so dass die Ergebnisse wirklich zufrieden stellend sind.

Wer nutzt die Dienste einer Aluminium-Gießerei?

Die Wahrheit ist, jeder von uns… Wir alle haben Produkte mit Aluminiumgussteilen in unserer Umgebung. Vom Auto über Smartphones, Haushaltsgeräte, Aluminiumschreinerei, Kunst (künstlerische Gussteile) bis hin zu Produkten, von denen wir oft nichts wissen. Z. B. Elemente in der Energetik, Medizin, Luftfahrt, dem Eisenbahnwesen und vielen, vielen anderen Branchen! Überall gibt es Aluminiumgussteile.

Der Hauptabnehmer der Gießereiproduktion ist jedoch die Industrie.

Wie funktioniert der Gießprozess?

Es beginnt mit dem Entwurf des Projekts, der heute digital erfolgt. Moderne Gießereien verfügen über sehr technologisch fortschrittliche Geräte und Software.

Nachdem der digitale Entwurf abgeschlossen ist, wird ein Gießereimodell erstellt (z. B. unter Verwendung von 3D-Druckern). Anschließend werden die Elemente der Gießereiform und dann die Gusskerne erstellt, die die Innenflächen des Gussobjekts formen. Die oben genannten Maßnahmen verlangen von Menschen außergewöhnliche Sorgfalt und Wissen, in dieser Phase kommt Eile „nicht in Frage”.

Der nächste Schritt besteht darin, die Form zusammenzubauen und mit einer flüssigen Aluminiumlegierung auszugießen. Nach dem Herausnehmen des Gussteils aus der Form reinigen wir es. Dann unterliegt es einem ganzen Zyklus von Tätigkeiten im Zusammenhang mit der Verarbeitung. Das ist jedoch eine weitere, ebenfalls sehr interessante Phase.

Wir haben ein fertiges Gussteil.

Was sollte eine professionelle Aluminiumgießerei ihren Kunden bieten?

Projekt, Modell, Form und Kerne, Gießen, zerstörungsfreie Prüfung, mechanische Verarbeitung, Montage zu einer Unterbaugruppe, optionale Lieferung, und das alles dokumentiert mit entsprechenden Zertifikaten. Und ganz wichtig: eine professionelle Aluminiumgießerei besteht aus den Menschen, die dort arbeiten! Jeder Auftraggeber erhält normalerweise einen Berater. Häufig sind Gussteile „top secret”. Leider sind nur wenige Gießereien auf dem europäischen und globalen Markt so umfassend tätig.

Welche Arten von Gießereien von Aluminium (und anderen Metallen) gibt es?

Sandgießerei

Sandguss von Aluminium ist aufgrund seiner Vielseitigkeit und geringen Herstellungskosten die beliebteste Methode.

Sandgießerei (wahrscheinlich die beliebteste Art) steht für kostengünstige Produktion und für Produktion mit mittlerem Aufwand. Der Prozess besteht darin, einzelne Formen aus einer Mischung von Quarzsand und einem für die Art des Produkts ausgewählten Bindemittel herzustellen und diese mit flüssigem und ordnungsgemäß physikalisch-chemisch hergestelltem Aluminium auszugießen. Im Allgemeinen ist ein untrennbares Element der Sandform der bereits erwähnte Gusskern. Der Kern bildet die innere Form des Gussprodukts.

Gussteile aus einer Sandgießerei werden mechanisch weiterverarbeitet, um ihre endgültige Form zu erhalten.

Kokillengießerei

Kokillenguss wird in der Massenproduktion eingesetzt – längere Serien.

Kokillenguss garantiert hohe Gussqualität und Maßwiederholbarkeit.

Je nach Art und Zweck einer bestimmten Aluminiumgießerei werden Aluminiumkokillengussteile in verschiedenen Größen hergestellt, die die Größe der dauerhaften Form – der Kokille – bestimmen.

Hier hängt alles von der Klasse der Gießerei ab. Bei Großseriengüssen werden die Formen automatisch gefüllt. Kurze Serien können manuell ausgegossen werden. Aufgrund der hohen Präzision müssen beim Kokillenguss jedes Mal die Form- und Metalltemperatur überprüft werden. Die Geschwindigkeit, mit der das Ausgießen erfolgt, ist ebenfalls ein wichtiges Element.

Ja, das ist kein einfacher Prozess!

Menschen, die sich beruflich damit beschäftigen, brauchen Erfahrung und bewusste Kontrolle darüber, was sie tun. U. a. aus diesen Gründen gibt es unter Gießern so viele passionierte Menschen. Aber wer wenigstens ein paar Tage „in der Gießerei” war, weiß, wovon wir sprechen 😀

Niederdruckgießerei – große Serien von Gussteilen

So werden Maschinen in der Massenproduktion, z. B. für die Automobilindustrie, hergestellt. Sie werden auch für Gussteile mit komplexen Sand- oder Metallkernen verwendet. Diese Art des Gusses ist eine Methode, die sehr moderne und sehr, sehr effiziente Geräte erfordert. Die modernsten Gießereien der Welt haben Niederdruckgießereien mit einzigartigen Gussparametern und Formgröße auf dem Markt.

Gussformen – ohne sie kein Gießen

Ein Schlüsselprozess in jeder Gießerei ist die Vorbereitung der Gussform. In einer “guten” Aluminiumgießerei wird die Form von Grund auf neu hergestellt. Die entsprechende Abteilung (manchmal auch als Konstruktion- oder Projektabteilung bezeichnet) entwirft die Form mithilfe fortschrittlicher Software. Dann wird die Form (z. B. in CNC-Technologie) hergestellt, dies ist die Aufgabe der Abteilung für mechanische Verarbeitung.

Die Formen werden für jede Gussteilcharge hergestellt – aus Gusseisen oder Konstruktionsstahl. Es können in die Form integrierte Metallkerne oder gehärtete Kerne verwendet werden. Der Kokillenguss ermöglicht eine höhere Oberflächenqualität von Gussteilen und ist ein effizienterer und schnellerer Prozess als Sandguss.

Aluminium, aus dem das Gussteil besteht

Aluminiumgießereien schmelzen und verwenden zertifiziertes Aluminium, das auf globalen Märkten von Aluminiumhütten in Form der sog. Aluminium-Masseln gekauft wird. Wir haben einige „große Spieler” auf der Welt. Der Aluminiummarkt ist eine „Börse”, die Preise des Aluminiums sinken und steigen (in großen Gießereien gibt es Einkaufsabteilungen, die die Marktpreise ständig überwachen). Die Auswahl der Aluminiumlegierung zur Ausführung des Kundenauftrags basiert auf Messungen und Untersuchungen von Technologen. Die Charge für die Gussformen muss eine Zusammensetzung haben, die den Anforderungen des Kunden entspricht. Zu diesem Zweck werden Legierungszusatzstoffe der vorläufig vorbereiteten Aluminiumlegierung zugegeben, um die spezifischen Kundenerwartungen zu erfüllen. Die Qualität des flüssigen Materials wird auch durch Raffination verbessert.

Und was ist mit Aluminiumschrott?

Also? Gießereien schmelzen manchmal Aluminiumschrott, aber Vorsicht! Das ist keine übliche Praxis. Meistens wird zur Aufrechterhaltung der Qualität eigener Schrott verwendet (um Lücken oder Angusssysteme zu füllen). Der Schrott muss sehr genau ausgewählt werden, damit er sich in seiner Zusammensetzung nicht vom ursprünglichen Material unterscheidet, das für die Herstellung eines bestimmten Gussteils benötigt wird.

Das Schmelzen von Aluminium

Das Schmelzen von Aluminium, das vor Beginn des Gießprozesses von Hütten gekauft wurde, ist ein separater Prozess. Aluminium-Masseln (den Goldbarren ähnlich 😀 ) werden in Schmelz-, Elektro- und Gasöfen zu einem flüssigen Zustand geschmolzen. In großen Gießereien gibt es auch den sog. „Hauptofen” zur Gewährleistung der Kontinuität von Aluminiumgießen. Das Schmelzen erfolgt bei 800 Grad Celsius und dauert je nach Größe des Ofens mehrere Stunden.

Der Schmelzprozess wird ständig kontrolliert, um die geeignete Temperatur, Zusammensetzung und Qualität des Zielaluminiums zu erhalten. Wie gut die Legierung ist, hängt davon ab, wie gut das Endprodukt, d. h. das Gussteil, sein wird.

Modell des Gussteils und Prototyp

Gestaltung und Herstellung der Formen zum Kokillenguss

Aluminiumgießereien entwerfen und fertigen Gießereiformen zum Kokillenguss (kleine Gießereien beauftragen die Herstellung von Formen). Auf der Grundlage einer Anfrage, einer Skizze, eines ähnlichen Gussteils entwickeln die Konstrukteure ein Konzept und einen Umriss der Form, die nach Vereinbarung hergestellt wird, und dann kann durch Einbau der Form in die Gießmaschine die Produktion beginnen. Die Form wird mit CNC-Maschinen hergestellt, wobei Präzision am wichtigsten ist.

Moderne Gießereien haben traditionelle Methoden zur Herstellung von Modellen auf konventionellen Maschinen durch moderne Technologien ersetzt, die auf CAD/CAM-Systemen basieren und in fünf numerisch gesteuerten Achsen verarbeitet werden (das ist das modernste, das die Welt kennt). Für das Modellieren und das Prototyping werden häufig auch 3D-Drucker verwendet. Mit dem 3D-Druck können Formen und Materialstrukturen wiedergegeben werden.

Modell und Formen für das Aluminiumgussteil in Sandgießereien

Es ist für jeden offensichtlich, dass die Qualität des Modells die Genauigkeit des Gussteils beeinflusst ? In Sandgießereien werden Gießereimodelle aus verschiedenen Materialien hergestellt. Das kann z. B. Stahl, Holz, Harz sein. Woraus das Modell besteht, hängt hauptsächlich von der Länge der Serie ab, für die es verwendet werden soll. Zusätzlich wird ein Satz von Geräten vorbereitet, um zu ermöglichen, dass der Formmasse die erforderliche Form des Formhohlraums gegeben wird, die Kerne hergestellt werden und die einzelnen Elemente der Gießereiform korrekt zusammengebaut werden.

Mechanische Verarbeitung von Aluminiumgussteilen

Eine gute Aluminiumgießerei hat eine eigene mechanische Abteilung, in der die hergestellten Gussteile verarbeitet werden. Mechanische Verarbeitung ist beispielsweise das Bohren von Löchern, Fräsen und Schleifen von Oberflächen, Drehen, Ziehen oder Schneiden. Die meisten Prozesse werden auf CNC-Maschinen ausgeführt. Die größten und modernsten Gießereien bieten einen zusätzlichen Service, sie montieren Elemente, die für Kunden zu einer fertigen Unterbaugruppe abgegossen wurden. Viele große Unternehmen, z. B. aus der Bahn-, Energie- oder Automobilbranche, ist sehr daran gelegen, diese Art von Dienstleistungen in Anspruch zu nehmen. Das beschleunigt erheblich den Produktionsprozess und senkt die Kosten. Aber wir betonen es noch einmal, es gibt nur wenige Gießereien auf der Welt, die so umfassend arbeiten.

Abteilung für Forschung und Wärmebehandlung in Aluminiumgießereien

Stellen wir uns ein fliegendes Passagierflugzeug vor, 200 Personen an Bord und Dutzende oder Hunderte von Aluminiumgüssen in der Konstruktion des Flugzeugs. Wird es nicht brechen? Wird es sich nicht biegen? Wird es nicht bum machen? In einem Zug oder Auto mit einer Geschwindigkeit von 100 oder 200 km/h ? wäre es besser, wenn alles in Ordnung wäre!

Um sicherzugehen, führen Gießereien in vielen Produktionsstufen spezifische Tests durch. Das sind verschiedene Tests, z. B. chemische Zusammensetzung, Härte, Dichtigkeit und mechanische Festigkeit oder Tests auf die Kontinuität des Materials in der äußeren und inneren Struktur. Die Kontrolle von Gussteilen wird sehr sorgfältig von qualifiziertem Personal durchgeführt. Die Normen, die die Gussteile z. B. für Luftfahrt, Eisenbahnwesen oder Energetik weltweit erfüllen müssen, sind normalerweise sehr hohe Standards!

Oberflächenverarbeitung des Gussteils

Nach dem Gießen werden zunächst Eingusssysteme (Stellen, durch die flüssiges Aluminium in die Form gegossen wird) und während des Füllens der Form gebildete Angüsse abgeschnitten. Obwohl es grober Prozess heißt, muss die Person, die ihn ausführt, vorsichtig sein, da hierbei leicht etwas beschädigt werden kann.

Der nächste Schritt ist normalerweise das Schleifen, manuell oder automatisch. Das manuelle Schleifen erfordert viel Erfahrung der Mitarbeiter. Sie müssen wissen, mit welchen Werkzeugen Qualität und Effizienz erzielt werden können. Es sollte hier betont werden, dass bislang nichts darauf hindeutet, dass die Arbeit menschlicher Hände im Gießhandwerk obsolet wird. Das automatische Schleifen erfolgt häufig zusammen mit Polieren und wird von hoch entwickelten Maschinen, häufig Robotern, durchgeführt. Ja… Roboter arbeiten in den Verarbeitungsabteilungen moderner Gießereien.

Bei der Verarbeitung des Gussteils werden sehr unterschiedliche Tätigkeiten ausgeführt, von denen viele eine zusätzliche Dienstleistung darstellen, die der Kunde benötigt oder nicht. Das kann z. B. das Verkupfern eines Gussteils oder das Schweißen sein.

Da es sich bei der Aluminiumgießerei (und jeder anderen Gießerei) tatsächlich um ein Dienstleistungsunternehmen (wie z. B. einen Friseur oder eine Autowerkstatt) handelt, kann sie auf Kundenwunsch sehr unterschiedliche Tätigkeiten in Bezug auf die Herstellung und Veredelung des Gussteils ausführen. Dies sind sehr oft vertrauliche oder sogar streng geheime Tätigkeiten, schließlich produzieren große Gießereien für die Armee oder z. B. patentierte Produkte.

Und schließlich zur Wärmebehandlung in der Gießerei.

Wärmebehandlung ist das Erhitzen, Aufwärmen und Abkühlen, um Temperaturen mit einer bestimmten Geschwindigkeit einzustellen, wie beim Backen von Kuchen 😀 . Dank der Wärmebehandlung können die mechanischen Eigenschaften der Aluminiumlegierung im festen Zustand verbessert werden.

Die Wärmebehandlung verändert die plastischen und mechanischen Eigenschaften des Gussteils, indem eine andere Metallstruktur erzeugt wird. Wir kennen verschiedene Arten der Wärmebehandlung, traditionell, chemisch und mechanisch.

Beitrag von auf 9. November 2020. Abgelegt unter Allgemein. Nachricht folgen durch RSS 2.0. Antworten geschlossen, Trackback ist möglich.



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