Fertigungsverfahren in der Metallverarbeitung: Gießen, Pressen und Zerspanung

Gießen (Casting): Herstellung von Metallteilen

Das Gießen ist der Prozess zur Herstellung von Teilen oder nützlichen Gegenständen aus geschmolzenem Metall. Es besteht darin, geschmolzenes Metall in einen Behälter (die Gussform) in der Form des Bauteils zu gießen und abzuwarten, bis es beim Abkühlen aushärtet.

Materialien für Gussformen und Kerne

Zur Herstellung der Gussformen (Molde) für die Schmelze werden verschiedene Materialien verwendet:

• Sand
• Gips
• Wachs
• Hohlraumkunststoff (oder ähnliche Materialien)

Klassifizierung der Gießverfahren

Die Stücke werden ähnlich wie beim Drucken (Print) in verschiedenen Verfahren hergestellt:

• Grünsandguss
• Trockenschicht-Guss
• Trockensandguss
• Metallguss
• Lehmguss
• Furanharz-Verfahren
• CO2-Verfahren
• Sonderverfahren

Merkmale der Gießformen und Kerne

Die Formen müssen folgende Eigenschaften aufweisen:

• Durchlässigkeit
• Hitzebeständigkeit
• Einfache Reduzierung/Entfernung
• Trockene Festigkeit
• Bruchfestigkeit
• Minimale Tendenz zur Gasentwicklung

Modelltypen in der Gießerei

Einwegmodelle (Disposable Models)

Diese Modelle werden bei der Vorbereitung des Gussstücks zerstört. Sie erfordern keine speziellen Toleranzen. Das Ziel ist eine gleichmäßige, harte Form in kurzer Zeit.

Dauerformen/Mehrwegmodelle (Remove Models)

Diese Modelle werden für mehrere Gießvorgänge verwendet. Sie sind langlebig, ermöglichen die Herstellung von mehr als einem Stück und sind kosteneffizient.

Pressen und Umformen

Das Pressen umfasst Blechbearbeitungsvorgänge, die mithilfe von Pressen durchgeführt werden.

Operationen an Pressen

Folgende Operationen werden an Pressen durchgeführt:

• Biegen
• Stauchen
• Schmieden
• Stanzen
• Schneiden
• Extrusion
• Bügeln (Tiefziehen)
• Prägen
• Verdrehen

Pressentypen nach Energiequelle

• Hydraulische Pressen
• Mechanische Pressen
• Manuelle Pressen

Der Stößel (Ariete)

Der Stößel kann vertikal einfachwirkend oder vertikal doppeltwirkend sein. Hauptziele der Presse sind Biegen und Stanzen.

Scheren (Cizallado)

Das Scheren ist der Vorgang des Schneidens eines Blechs entlang einer geraden Linie zwischen zwei Schneidkanten.

Biegen

Die Verformung von Metall um eine gerade Achse. Es gibt zwei Hauptarten:

• V-Biegen
• Kantenbiegen (Falten in Bordes)

Tiefziehen (Zeichnung)

Die Umwandlung eines Blechs in eine Hohlform (z. B. Hohlkörper) durch Umformen des Metalls.

Defekte beim Tiefziehen (Stretching)

• Faltenbildung (Puckering)
• Risse in der Wand
• Zipfelbildung (Ohr)
• Oberflächenstreifen

Zerspanung und Materialabtrag

Materialabtrag (Remoción der Materie)

Der Materialabtrag beschreibt die Bearbeitung des Werkstücks durch Schneiden mittels Werkzeugmaschinen.

Zerspanung (Bearbeitung)

Die Zerspanung ist ein Verfahren, bei dem Material von einem Stück entfernt wird, um die gewünschte Grundform zu erreichen und es nutzbar zu machen.

Die Werkzeugmaschine (Machine)

Die Werkzeugmaschine ist die Anlage, die Materialien unter kommerziellen Bedingungen durch Schneidprozesse bearbeitet, ohne Defekte zu erzeugen.

Anforderungen für die Zerspanung

Für die Zerspanung sind folgende Elemente notwendig:

• Material
• Werkzeugmaschine
• Energie und Relativbewegung
• Werkzeuge (HMTA)
• Elemente der Ausführung
• Bearbeitungshärte

Vorteile der Zerspanung

• Bessere Qualität und höhere Präzision
• Genaue Texturen und interne Profile, die beim Schmieden und Gießen nicht möglich sind

Nachteile der Zerspanung

• Zeitaufwand und Kosten
• Verfahrensschwierigkeiten
• Materialverlust (Abfall)
• Hohe Anforderungen an die Verarbeitung

Die Drehmaschine (Drehbank)

Die Drehmaschine ist eine sehr vielseitige Werkzeugmaschine, die oft manuell bedient wird und weit verbreitet in der Klein- und Mittelproduktion eingesetzt wird.

Teile der Drehmaschine

• Bett
• Spindelstock (Head)
• Reitstock (Kontrapunkt)