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Gießerei

Das Gießen (auch der Guss oder das Werk) von Metallen und Legierungen ist ein Fertigungsverfahren, bei dem Werkstücke (Gussstücke) aus flüssigem Metall – der Schmelze – hergestellt werden. Beim häufigsten Verfahren – dem in Gießereien vorgenommenen Formguss – wird die Schmelze in eine Hohlform gefüllt, in der sie anschließend erstarrt. Die Innenfläche der Hohlform ist das Negativ der Außenfläche des Gussstücks.
Das Gießen zählt zur Hauptgruppe des Urformens und ist innerhalb dieser die bedeutendste Verfahrensgruppe. Für das Gießen nicht-metallischer Werkstoffe siehe Gießen (Urformen). Dieser Artikel beschreibt vor allem den Formguss. Weitere wichtige Gießverfahren sind der Druckguss, Blockguss und das Stranggießen.
Das Einfüllen der Schmelze in die Formen wird als Abguss bezeichnet. Zur gesamten Prozesskette des Formgusses vom Rohmaterial bis zum Gussstück zählt auch der Formenbau, die Fertigung der Modelle, das Schmelzen der Werkstoffe und die Schmelzebehandlung, sowie die Nachbehandlung: Entformen, Wärmebehandeln und das Gussputzen. Zu letzterem zählt die Entfernung von Anschnitt und Speisern, die nur zur Zuführung von Schmelze dienen, aber nicht Bestandteil des Gussteils sind, das Entsanden, Entgraten, Entzundern und das Ausbessern von Gussfehlern.
Für Gießereien bestimmtes Roheisen aus Erz wird in Barren oder Masseln gegossen. Die Weiterverarbeitung der Masseln erfolgt in den Gießereien, wobei das Eisen wieder eingeschmolzen wird. Von den dort angewendeten Gießverfahren sind die wichtigsten der Sandguss, wobei Formen aus Sand genutzt werden, und der Druckguss, bei dem die Schmelze von einem Kolben in eine mehrfach genutzte Dauerform gepresst wird.
Die wichtigsten Gießwerkstoffe für Formguss sind Gusseisen mit einem Massenanteil an der Gesamtproduktion in Gießereien von etwa 75 % und Aluminiumlegierungen. Die für das Gießen wichtigen Werkstoffeigenschaften werden zur Gießbarkeit zusammengefasst.
Die gießenden sowie die zuliefernden Betriebe werden unter dem Begriff „Gießerei-Industrie“ zusammengefasst, die wiederum in Deutschland im Bundesverband der Deutschen Gießerei-Industrie gebündelt ist.
Geschichte
Ur- und Frühgeschichte
Das Gießen stammt aus der Kupferzeit, der Übergangszeit von der Jungsteinzeit zur Bronzezeit. Erste Metalle waren schon in der Steinzeit bekannt. In gediegener, also metallischer Form kamen in der Natur Gold, Silber und Kupfer vor. Kupfer wurde anfangs durch Hämmern bearbeitet, wodurch es sehr spröde und brüchig wurde. Daher wurde es zunächst nur als Schmuck genutzt; für Werkzeuge waren alle bekannten Metalle wegen der geringen Härte und Festigkeit nicht brauchbar. Mit der Entwicklung von Schmelzöfen (sogenannte Tiegelöfen) um 3000 v. Chr. – zuerst in China und Indien – wurde es möglich, Metalle zu gießen und auch aus Kupfererz Kupfer zu gewinnen. Kupfer bereitete jedoch beim Gießen Probleme, da es dazu neigt, Blasen zu bilden. Außerdem weist es einen hohen Schmelzpunkt auf und ist relativ zähflüssig. Seit 1500 v. Chr. wurden in Ägypten daher Blasebälge statt Blasrohre eingesetzt. Der entscheidende Durchbruch gelang mit der Technik des Legierens: Durch Zulegieren von Zinn entstand Bronze, die sich ausgezeichnet vergießen lässt, deutlich härter und fester ist als Kupfer und sich daher auch für Werkzeuge eignet. Damit löste Bronze den Stein als wichtigsten Werkzeugwerkstoff ab. Bronze, Silber und Gold wurden für den Kunstguss genutzt, Bronze zusätzlich für die Herstellung von Waffen und Werkzeugen. Diese Metalle wurden zwar auch durch Schmieden und Treiben bearbeitet, das wichtigste Verfahren aber war das Gießen. Da sich der Schmelzofen aus dem Keramikofen entwickelte, waren die frühen Metallverarbeiter auch mit dem Bau keramischer Formen vertraut.
Antike
In der Antike wurde Bronze durch Eisen als wichtigster Werkstoff abgelöst, das sich in Europa bis ins Mittelalter nicht gießen ließ, während die Chinesen die Technik seit etwa 500 v. Chr. beherrschten. Im Kunsthandwerk wurde nach wie vor der Bronzeguss genutzt und weiterentwickelt. Die Bronzestandbilder wurden im Laufe der Antike immer größer und komplexer. Anfangs wurden nur massive Figuren von etwa 30 cm Höhe hergestellt. Später gelang die Herstellung von hohlen Gussstücken (), was viel Material einsparte und so bedeutend größere Werkstücke ermöglichte, darunter lebensgroße Reiterstandbilder. Angewandt wurde das Wachsausschmelzverfahren: Über eine Grundmasse aus Ton wurde ein Mantel aus Wachs gelegt, in den die zu fertigende Form eingearbeitet wurde. Danach wurde diese Schicht mit einer weiteren Lage aus Ton umgeben. Die Schmelze wurde in die Zwischenlage aus Wachs gegossen, wodurch dieses verbrannte. Bei einer Weiterentwicklung des Verfahrens wurden die Standbilder in einzelnen Teilen wie Armen oder Köpfen vergossen und zusammengelötet. Wenn die einzelnen Teile misslangen, musste nicht die gesamte Form erneut gefertigt werden.
Mittelalter
Im Hochmittelalter gelang dank der neuen Schachtöfen, den Vorläufern der Kupolöfen, erstmals die Herstellung von Gusseisen (gießbares, aber nicht schmiedbares Eisen), das nun im Kunstguss genutzt wurde. Außerdem wurden die Blasebälge immer häufiger durch Wasserkraft angetrieben. Teils wurde in den gleichen Schachtöfen auch Gusseisen und schmiedbares Eisen hergestellt. Teilweise wurden die Formen in der Gießerei gebaut und zu den Öfen transportiert, teils wurde das Gusseisen in den Gießereien erneut eingeschmolzen. Besondere Bedeutung erlangte der Glockenguss.
Frühe Neuzeit
Die ersten Kanonen der frühen Neuzeit wurden noch aus schmiedeeisernen Blechstreifen geschmiedet, was jedoch aufwendig war. Danach gewann der Bronzeguss an Bedeutung. Die Bronzekanonen wurden zunächst im Vollguss hergestellt und dann gebohrt, später wurden sie über einem Kern gegossen und die vorhandene Bohrung nur noch ausgebohrt, was Gussmasse und Bearbeitungszeit einsparte. Kurz vor der Industrialisierung wurden auch Kanonen aus Gusseisen über einem Kern gegossen und danach ausgebohrt.
Barock
Industriezeitalter
Während der Industrialisierung wurde Gusseisen zum wichtigen Konstruktionswerkstoff. Die erste aus Gusseisen gefertigte Brücke der Welt war die Iron Bridge. Gegen Ende des 19. Jahrhunderts wurden Aluminium und Magnesium als Gusswerkstoffe entdeckt (siehe Aluminiumguss und Metallurgie#Magnesium, Titan), später auch Legierungen wie Duraluminium. Bereits um 1900 wurden Serienteile für die Automobilindustrie aus Aluminium vergossen.
Seit den 1970er Jahren ist es durch die Finite-Elemente-Methode möglich, den Gießprozess zu simulieren und zu optimieren (FEM-Simulation).
Konkurrierende Verfahren
Viele Fertigungsverfahren lassen sich alternativ anwenden. Das Gießen konkurriert vor allem mit dem Umformen (Schmieden) und dem Zerspanen (Drehen, Bohren, Fräsen, Schleifen). Diese benötigen allerdings Rohmaterial in fester Form, das üblicherweise durch Gießen hergestellt wurde. Beim Gießen sind auch sehr komplexe Formen herstellbar und es eignet sich für große Serien. Kleine und mittelgroße Werkstücke werden eher geschmiedet oder zerspant.
Werkstoffe mit sehr hohem Schmelzpunkt werden häufig pulvermetallurgisch hergestellt. Statt einer Schmelze wird dabei Metallpulver genutzt. Bei Einzelstücken ist das 3D-Drucken eine Alternative bei dem entweder direkt das Teil erzeugt wird oder eine Ausschmelzform für das Gießverfahren.
Wirtschaftliche Bedeutung
Das Gießen komplexer Werkstücke hat gegenüber anderen Produktionsmethoden den Vorteil, dass es nur relativ wenige Prozessschritte umfasst und den Materialverbrauch reduziert, der z. B. beim Fräsen entsteht. Auch bei gewichtsoptimierter Bauteilgeometrie, wie sie im Flugzeugbau oder in der Medizintechnik beim Titanguss erforderlich ist, erlangt das Gießen gegenüber der Zerspanung eine immer größere Bedeutung. Der Anteil der Produktion der Gießereien an der Gesamtproduktion des produzierenden Gewerbes in Deutschland macht zwar nur etwa ein Prozent aus, es gibt jedoch zahlreiche Branchen, die die Gießereien als Zulieferer benötigen. Hauptabnehmer sind mit über 50 % die Fahrzeugindustrie (mit stark steigender Tendenz in den letzten Jahrzehnten) und der Maschinenbau. Hingegen ging der Bedarf der Montanindustrie an Gussteilen stark zurück.
Die Anzahl der Beschäftigten lag 2011 bei 78.000 in Deutschland, die in etwa 500 Gießereien arbeiteten. Die Produktionsmenge wird in der Gießerei als Gesamtmasse der Werkstücke angegeben. 2011 lag sie für Deutschland bei 5,8 Millionen Tonnen. Die weltweite Jahresproduktion an Gussteilen betrug 2013 über 100 Millionen Tonnen. 2013 war China der wichtigste Produzent mit 42,5 Millionen Tonnen, gefolgt von den USA (12,8 Millionen Tonnen) und Indien (9,3 Millionen Tonnen). Danach folgen Japan, Deutschland und Russland mit 5,3 bis 4,3 Millionen Tonnen.
- Entwicklungsperspektiven
Allein die deutschen Fahrzeugbauer beziehen etwa 3 Millionen Tonnen aus der Produktion der deutschen Gießereien. Das zeigt, dass die Branche von der Durchsetzung der Elektromobilität, die zum Wegfall schwerer mechanischer Komponenten (Motor, Getriebe usw.) führen wird, stark betroffen sein dürfte. Auch verschiebt sich der Schwerpunkt der Automobilproduktion nach Asien. Ein weiterer wichtiger Trend ist die Entwicklung von Leichtbaugussteilen. Der Handformguss von großen Einzelstücken und Kleinserien ist in Deutschland aus Effizienzgründen weitgehend eingestellt worden, was dazu führt, dass große, von Hand gegossene Einzelstücke heute oft aus dem Ausland (z. B. Brasilien) bezogen werden müssen.
Erreichbare Genauigkeiten und Produktivität
Die erreichbaren Genauigkeiten sind im Allgemeinen gering. Die ISO-Toleranzen liegen zwischen IT16 bis IT11 (kleine sind genauer), mit Sondermaßnahmen auch IT10. Die Genauigkeiten beim Schmieden sind vergleichbar (Präzisionsschmieden bis IT8) beim Zerspanen deutlich besser mit IT7 bis IT6, weshalb Gussteile häufig spanend nachbearbeitet werden. Weiterentwicklungen in der Gießereitechnik versuchen diese Nacharbeit möglichst gering zu halten. Die Oberflächenrauheit ist wie auch beim Schmieden relativ hoch mit mittleren Rautiefen von 63 µm bis 1000 µm, beim Zerspanen liegen sie zwischen 10 µm und 0,25 µm.
Die Seriengussverfahren wie das Druckgießen sind sehr produktiv. Demgegenüber ist das Vakuumgießen ein Verfahren für den Präzisionsguss von Einzelstücken, Kleinserien oder Prototypen aus Kunststoff.
Energiebilanz und Materialausnutzung
Die Materialausnutzung ist beim Gießen wie auch beim Schmieden sehr gut. Nur etwa 10 % des Materials geht verloren, beim Zerspanen wird teilweise über die Hälfte des Rohteils in Form von Spänen entfernt. Trotz der großen Energiemengen zum Schmelzen ist das Gießen daher wie auch das Schmieden sehr energieeffizient, wenn die gesamte Prozesskette zum fertigen Bauteil betrachtet wird, während beim Zerspanen etwa die dreifache Energie benötigt wird.
Werkstückspektrum und Anwendungsgebiete
Mit dem Gießen ist eine große Bandbreite an Werkstücken herstellbar. Manche Kleinteile wiegen nur wenige Gramm, die größten über 200 Tonnen. Die Vielfalt der herstellbaren Formen ist kaum begrenzt, vor allem Freiformflächen, also dreidimensionale gekrümmte Flächen sind möglich. Wichtige Produkte sind Glocken (hergestellt durch Glockenguss), Implantate und Prothesen, Bronzestandbilder (per Bronzeguss gefertigt) und sonstiger Kunstguss, Gehäuse für Pumpen, Getriebe und Elektromotoren, Impeller, Schiffspropeller und Turbinenschaufeln für die Luft- und Raumfahrtindustrie aus Titan oder Nickel. Für die wichtigste Abnehmerbranche der Gießerei, die Automobilbranche, werden Räder, Fahrwerksteile wie Bremsscheiben, Naben und Lenker der Radaufhängungen, Motorblöcke, Kurbelwellen, Zylinderköpfe, Abgaskrümmer und viele weitere Teile gefertigt, häufig per Sandguss (mit Gusseisen) oder Druckguss (mit Aluminium).
- Glocke, noch mit teilweise erhaltener Form und Anschnitt
- Teil eines Turboladers.
- Turbinenschaufel (links) und Wachsmodell
- Aluminiumdruckgussteil (Teil eines Staubsaugergebläses)
- Motorblock
- Autoteil aus Aluminium (Federbeinstütze)
Werkstoffspektrum – Gusswerkstoffe und Gießbarkeit
Werkstoffe, die in der Gießerei genutzt werden, werden als Gusswerkstoff oder Gusslegierung bezeichnet, ihre Eignung zum Gießen als Gießbarkeit.
Der mit Abstand wichtigste Gusswerkstoff mit einem Anteil von 75 % ist das Gusseisen, eine Eisenlegierung mit mindestens 2 % Kohlenstoff (meist um 4,3 %). Es hat mit 1200 °C einen deutlich geringeren Schmelzpunkt als Stahl (1500 °C), der unter 2 % Kohlenstoff enthält. Außerdem weist Gusseisen eine sehr gute Gießbarkeit auf: Die Schmelze ist sehr dünnflüssig und weist ein gutes Formfüllungsvermögen auf. Die Schwindung und Schrumpfung beim Abkühlen und Erstarren sind gering. Außerdem weist Gusseisen sehr gute Gebrauchseigenschaften auf, darunter die Verschleißbeständigkeit, und die Schwingungsdämpfung. Die meisten Gusseisensorten enthalten noch um 2 % Silicium, das die Gießbarkeit verbessert. Gusseisen wird bevorzugt in Formen aus Sand vergossen (Sandguss).
Der zweitwichtigste Gusswerkstoff gemessen als Massenanteil der Gesamtproduktion in Gießereien ist Aluminiumguss mit Aluminiumlegierungen die noch Silicium, Magnesium oder Kupfer enthalten. Sie schmelzen bei etwa 570 °C und lassen sich auch sehr gut vergießen. Aluminiumgusslegierungen können auch für filigrane Bauteile genutzt werden, deren Formen von anderen Werkstoffen nicht vollständig gefüllt werden würden. Aluminiumlegierungen werden bevorzugt für den Druckguss eingesetzt.
Einstellige prozentuale Anteile haben noch der Stahlguss und die verschiedenen Kupferlegierungen (Messing, Bronze, Rotguss). Medizinische Implantate, aber auch Flugzeugteile werden teils aus Titan gegossen, jedoch läuft der Titangussanteil in der Gießereistatistik unter „Sonstige“ und andererseits wird nur etwa 2 % des Titans durch Gießen verarbeitet, da es einen sehr hohen Schmelzpunkt aufweist und seine Schmelze zur Aufnahme von Sauerstoff neigt, die im festen Zustand zu Versprödungen führt.
Gießverfahren
Es gibt zahlreiche verschiedene Gießverfahren, die nach mehreren Kriterien eingeteilt werden können.
Das Gießen in Formen, die der Form des Fertigteils weitgehend entsprechen, ist das Formgießen, das am häufigsten eingesetzt wird. Daneben gibt es noch das Vergießen zu Barren oder Brammen, den Blockguss und das Gießen von kontinuierlichen, theoretisch endlosen Strängen, dem Strangguss.
Nach der Art der Formfüllung unterscheidet man das Schwerkraftgießen, das Standardverfahren, bei dem die Schmelze durch die Wirkung der Schwerkraft in die Form fällt, sowie das Schleudergießen mit Zentrifugalkräften (für rotationssymmetrische Teile) und das Druckgießen, bei dem die Schmelze durch Kolbendruck in die Form gepresst wird.
Eine besonders wichtige Einteilung unterscheidet zwischen Verfahren mit Formen, die nur einmalig genutzt werden und beim Entnehmen der Gussstücke zerstört werden (verlorene Form) und den Dauerformen, die mehrfach genutzt werden:
- Gießen mit verlorenen Formen: Für die Herstellung der Formen werden Modelle genutzt. Es wird weiter unterschieden, ob die Modelle einmalig () oder mehrfach () genutzt werden können.
- Gießen mit verlorenen Formen und Dauermodellen: Es wird auch als Sandguss bezeichnet, da die Formen aus Sand gefertigt werden. Je nach Art der Formherstellung eignet es sich für Einzelteile und Serienstücke sowie beliebige Werkstückmassen und hat daher große wirtschaftliche Bedeutung. Zahlreiche Fahrzeugkomponenten werden so hergestellt. Da Sand sehr temperaturbeständig ist, wird es vor allem zum Vergießen von Gusseisen und Stahlguss genutzt.
- Gießen mit verlorenen Formen und verlorenen Modellen: Dazu zählen das Wachsausschmelzverfahren (Feingießen) und das Vollformgießen. Beim Feingießen werden die Modelle aus Wachs gefertigt und mit Ton oder Keramik umhüllt. Danach wird das Wachs ausgeschmolzen und die Form mit Schmelze befüllt. Es eignet sich nur für kleinere Stückzahlen und kleine Werkstückmassen, erreicht aber hohe Qualitäten. Beim Vollformgießen werden die Formen aus Styropor gebaut, mit beliebigem Formstoff umgeben und dann, ohne die Modelle zu entfernen, mit Schmelze übergossen, die die Modelle verbrennt. Es eignet sich für kleine Stückzahlen und auch sehr große Gussstücke.
- Gießen mit Dauerformen: Sie bestehen meistens aus Stahl. Durch den Kontakt mit der Schmelze verschleißen sie, wodurch die Werkstücke eine schlechtere Oberflächenqualität und Formgenauigkeit aufweisen als bei verlorenen Formen. Bei niedrigschmelzenden Werkstoffen wie Aluminium können sie sehr häufig abgegossen werden, bei hochschmelzenden wie Kupfer seltener. Da die Dauerformen sehr teuer sind, wirkt sich die Stückzahl stark auf den Stückpreis aus.
- Kokillenguss: Schwerkraftgießen mit Dauerformen
- Druckguss: Hier wird die Schmelze mittels eines Kolbens in die Form gepresst. Die Zeit zum Füllen der Form ist reduziert, weshalb er für Großserien kleiner Werkstücke gut geeignet ist. Besonders häufig wird er zum Vergießen von Aluminium genutzt, dem Aluminiumdruckguss.
- Schleuderguss
- Strangguss
- Niederdruckguss: Hier wird der Luftdruck in der Umgebung der Schmelze erhöht, um sie in ein Steigrohr zu drücken, das zur Form führt.
Außerdem gibt es noch eine Reihe von Spezialverfahren wie das Thixogießen, und Squeeze Casting.
Prozesskette beim Gießen
Die Prozesskette beim Gießen besteht aus
- der Vorbereitung mit der Herstellung der Formen und dem Schmelzen der Werkstoffe,
- dem Abguss, wozu das Füllen der Form und das Erstarren der Schmelze zählt, sowie
- der Nachbehandlung: dem Entformen, dem Gussputzen und der Wärmebehandlung.
Vorbereitung
Zur Vorbereitung des eigentlichen Gießvorgangs, des Abgusses, werden die Formen gebaut, für die zuvor Modelle gefertigt werden. Um Hohlräume in den Werkstücken fertigen zu können, werden Kerne hergestellt und in die Formen gelegt. Parallel zu diesen Aufgaben wird die Schmelze vorbereitet.
Modellbau
Die Wachsmodelle beim Feingießen werden entweder manuell aus einem Wachsmodell geschnitzt oder mittels eines Urmodells selbst durch Gießen hergestellt. Beim Vollformgießen werden die Styropormodelle aus Blöcken geschnitten und teilweise auch aus Einzelteilen zusammengebaut und verklebt. Dauermodelle für das Sandgießen können aus Holz, Keramik oder Metall bestehen, die verschieden oft genutzt werden können. Billige Holzmodelle können teilweise nur fünfmal genutzt werden, Metallmodelle deutlich öfter.
Formenbau und Formstoffaufbereitung
Dauerformen werden aus Stahl geschmiedet oder gefräst und können mehrere 100.000 Euro kosten.Verlorene Formen bestehen aus Formstoff, für den meist Sand genutzt wird, der mit geringen Mengen von Ton und Wasser zusammengehalten wird. Die Formen können aus verfestigtem Sand gefräst werden (direktes Formstofffräsen). Teilweise werden sie durch 3D-Drucken gefertigt. Üblicherweise werden zum Formenbau aber Modelle genutzt, über die der Formstoff gelegt wird. Der noch lose Formstoff muss dann verfestigt werden, wofür zahlreiche verschiedene Verfahren zum Einsatz kommen können. Dazu zählt einfaches Schütteln und Pressen, was in der Serienfertigung genutzt wird, da es sich automatisieren lässt (Maschinenformen). Beim Maskenformen wird eine relativ dünne Schicht aus Formstoff über das Modell gelegt und mit Harzen durchtränkt. Diese härten im Ofen aus.
Die Formen müssen nicht nur die Form der zu fertigenden Werkstücke enthalten, sondern weitere Öffnungen zum Zuführen der Schmelze. Der Hohlraum, in die die Schmelze gegossen wird, wird als Anschnitt bezeichnet. Nach der Formfüllung verringert sich das Volumen der flüssigen, abkühlenden Schmelze, weshalb weiteres Material in die Form fließen muss. Ein einzelner Anschnitt reicht häufig nicht dafür aus, weshalb sogenannte Speiser angebaut werden, die nach dem Erstarren mit dem Anschnitt wieder entfernt werden. Der Anschnitt besteht im einfachsten Fall aus einer Öffnung direkt über dem Hohlraum für das Werkstück. Bessere Werkstückqualitäten lassen sich erreichen, wenn die Schmelze in einem separaten Schacht auf den Boden fällt und seitlich in das Werkstück fließt. Für die Form, Größe und Anzahl der Speiser und Anschnitte gibt es zahlreiche Varianten, da sie einen großen Einfluss auf die Bauteilqualität haben.
Kernherstellung und Kernformstoffaufbereitung
Kerne sind nötig, um Gussteile mit Hohlräumen fertigen zu können. Die Kerne werden in die Formen gelegt und nach dem Erstarren entnommen. Bei Dauerformen bestehen die Kerne meistens ebenfalls aus Metall, bei Sandformen aus Sand. Sie werden ebenfalls nach dem Gießen zerstört. Außerdem werden Kerne für Hinterschneidungen benötigt.
Schmelzevorbereitung
Zur Vorbereitung der Schmelze zählt die Zusammenstellung der Rohstoffe, das Schmelzen in Öfen und die Schmelzebehandlung.
Als Rohstoffe können Metalle direkt von den Hüttenwerken genutzt werden, in der Gießerei werden aber größere Mengen Schrott verarbeitet. Die Branche ist durch eine hohe Recyclingquote geprägt. Ein Teil des Schrotts entsteht in der Gießerei selbst; dazu zählen fehlerhafte Gussstücke sowie die entfernten Speiser und Anschnittsysteme, die als Kreislaufmaterial fungieren. Verarbeitet wird aber auch Altschrott aus gebrauchten und zerkleinerten Bauteilen.
Um eine Legierung mit der gewünschten Zusammensetzung zu erhalten, müssen verschiedene Ausgangsmaterialien gemischt werden. Diese Mischung wird als Gattierung bezeichnet. Mittels spezieller Software kann berechnet werden, welche Mengen in welchen Verhältnissen benötigt werden für die günstigste Gattierung.
Zum Schmelzen der Metalle werden verschiedene Industrieöfen verwendet. Besondere Bedeutung haben der Kupolofen, der Lichtbogenofen und der Induktionsofen. Sie eignen sich für verschiedene Werkstoffe unterschiedlich gut. Kupolöfen werden für Eisenwerkstoffe genutzt, Lichtbogenöfen für Stahl und Nichteisenmetalle, beide aber nur zum Schmelzen. Induktionsöfen und eignen sich auch zum Warmhalten der Schmelze. Etwa 60 bis 70 % des Energiebedarfs einer Gießerei geht auf das Schmelzen zurück.
Danach erfolgt die Schmelzebehandlung. Der Schmelze werden verschiedene Stoffe zugesetzt, die verhindern, dass sie mit dem Sauerstoff der Luft reagiert und sich in sonstiger Weise ungewollt verändert. Bei Magnesiumschmelzen kommt Schwefelhexafluorid zum Einsatz, das wegen seiner hohen Dichte den Kontakt der Schmelze mit dem Luftsauerstoff verhindert. Bei der Impfung der Schmelzen werden Fremdstoffe zugesetzt, die die Erstarrung beeinflussen und damit die Härte und Festigkeit des fertigen Gussstücks.
Meistens werden die Metalle in der Gießerei geschmolzen, manchmal auch in den Stahl- oder Hüttenwerken und dann per Flüssigmetalltransport zur Gießerei verbracht.
Abguss
Das Einfüllen der Schmelze in die Form wird als Abguss bezeichnet. Danach und teilweise parallel dazu erstarrt die Schmelze. Diese Vorgänge haben entscheidenden Einfluss auf die Qualität der Gussteile. Die Schmelze kann direkt aus dem Ofen in die Form gefüllt werden, sie kann aber auch in Gießpfannen oder gefüllt werden und erst anschließend in die Formen.
Formfüllung
Die Schmelze kann direkt in die Formen gegossen werden, was vor allem bei nach oben offenen Formen praktiziert wird. Üblich ist das Vergießen in ein spezielles Eingusssystem. Die Schmelze kann von oben in die Form fallen oder seitlich oder von unten in sie hineinfließen. Fallende Schmelzen führen zu Verwirbelungen und turbulenten Strömungen. Die Schmelze vermengt sich dabei mit Luft und nimmt unerwünschte Gase auf, die später als Poren im Gussstück zurückbleiben. Die Formen werden aber relativ schnell befüllt. Bei steigender Formfüllung kommt es zu keinen oder nur geringen Verwirbelungen, was zu laminaren Strömungen führt. Die Gussstücke enthalten dann nur wenige Poren. Beim Kippgießen werden beide Varianten kombiniert.
Die Schmelze erkaltet beim Kontakt mit der Form. Die Erstarrung soll erst beginnen, wenn die Form vollständig gefüllt ist, da es sonst zu Fehlstellen kommen kann. Manche Schmelzen werden beim Erkalten zähflüssig, was Fehlstellen begünstigt. Die entsprechende Gießeigenschaft ist das Formfüllungsvermögen. Manche Formen werden beheizt, um die Differenztemperatur so gering wie möglich zu halten oder es werden Formen mit geringer Wärmeleitfähigkeit verwendet. Dies verlängert allerdings die anschließende Erstarrung. Andere Formen vor allem Dauerformen werden gekühlt, um den Prozess zu beschleunigen und die Temperaturbelastung zu verringern.
Abkühlen und Erstarren der Schmelze
Spätestens nach der vollständigen Formfüllung erkaltet die Schmelze und verringert dabei ihr Volumen, was als (Flüssig-)Schwindung bezeichnet wird. Aus dem Anschnitt und den Speisern muss Schmelze nachfließen, bis sie erstarrt. Während der Erstarrung kommt es infolge des Schrumpfens ebenfalls zu Volumenänderungen. Diese können nicht mehr durch Speiser ausgeglichen werden. Danach verringert sich das Volumen weiter, bis das Gussstück Raumtemperatur erreicht hat (Festkörperschwindung).
Der genaue Ablauf der Erstarrung und anschließenden Abkühlung hat entscheidenden Einfluss auf die Mikrostruktur und damit auf die Härte und Festigkeit der Gussteile. In der Schmelze sind verschiedene Stoffe gelöst. Da sich die Löslichkeit beim Abkühlen verringert, werden diese Stoffe ausgeschieden. Bei Gusseisen wird beispielsweise Grafit (Kohlenstoff) ausgeschieden. Die Einteilung der Gusseisensorten erfolgt nach der (mikroskopischen) Form des Grafits in Gusseisen mit Lamellengraphit, Gusseisen mit Vermiculargraphit (Würmchengrafit) und Gusseisen mit Kugelgraphit, die sich in ihrer Härte und Festigkeit unterscheiden. Auch gelöste Gase können aus der Schmelze ausgeschieden werden. Wenn sie nicht aus der Form entweichen können, bleiben sie als Poren oder Lunker zurück. Auch die hat Einfluss auf die Härte und Festigkeit der Gussteile. Bei langsamem Abkühlen entsteht beispielsweise das gut zu bearbeitende graue Gusseisen, bei schneller Hartguss.
Nachbehandlung
Zur Nachbehandlung zählt das Entformen, bei dem die Gussstücke aus den Formen entnommen werden. Dies kann geschehen, nachdem sie auf Raumtemperatur abgekühlt sind, oder direkt nach dem Erstarren. Vor allem in der Serienfertigung werden die Gussstücke möglichst früh aus den Formen entnommen, da dadurch einerseits die weitere Schrumpfung nicht durch die Form behindert wird und andererseits die Formen für ein erneutes Abgießen schnell wieder zur Verfügung stehen. Bei Dauerformen werden die Gussstücke mit Ausstoßern entfernt, bei verlorenen Formen wird die Form zerstört.
Die weitere Nachbehandlung beinhaltet vor allem das Putzen sowie manchmal noch eine Wärmebehandlung.
Putzen
Das Gussputzen beinhaltet das Abtrennen von Anschnitt und Speisern, Entfernen von Kernen, Entzundern (Brandstellen), Entsanden (Entfernen von Formstoffresten), Ausbessern von Gussfehlern und das Reinigen der Oberfläche. Teilweise werden auch noch Bearbeitungszugaben entfernt. Auf die Putzarbeiten entfällt ein großer Teil der Gesamtkosten in der Gießerei, da es sich nur teilweise automatisieren lässt. Eine putzgerechte Konstruktion des Gussstücks ist daher für die Stückkosten entscheidend.
Wärmebehandlung
Die Wärmebehandlung soll die mechanischen Eigenschaften des Gussteils verbessern. Bei Temperguss (eine Gusseisensorte) zählt sie zum festen Bestandteil (Tempern ist eine Form der Wärmebehandlung). Auch Stahlguss wird üblicherweise geglüht, da das Gussgefüge sehr grobkörnig ist. Bei anderen Werkstoffen kann die Wärmebehandlung auch entfallen.
Gießprozess-Simulation
Die Gießprozess-Simulation nutzt numerische Methoden, um den gesamten Gießprozess inklusive Formfüllung, Erstarrung und Abkühlung von Gussteilen vorauszusagen und erlaubt auch die quantitative Vorhersage von mechanischen Eigenschaften, thermischen Spannungen und Verzug der Gussteile. Durch Simulation wird die Qualität eines Gussteils bereits vor dem Produktionsbeginn exakt beschreibbar und die Gießtechnik kann auf die gewünschten Teileeigenschaften ausgerichtet werden. Damit lassen sich nicht nur teure Probeabgüsse in der Entwicklung eliminieren. Die genaue Auslegung des gesamten Gießsystems spart darüber hinaus Energie, Material und Werkzeugkosten.
Software zur Simulation von Gießprozessen unterstützt den Anwender von der Auslegung des Bauteils, der Festlegung der Schmelzpraxis und der Gießtechnik über den Modellbau und die Formherstellung bis hin zur Wärmebehandlung und Nachbearbeitung. Damit können Kosten in der gesamten Fertigungskette konsequent eingespart werden.
Die Gießprozess-Simulation wurde seit den 1970er Jahren zunächst an Hochschulen, insbesondere in Europa und den USA, entwickelt und gilt als bedeutendste Innovation in der Gießereitechnik der letzten 50 Jahre. Seit den späten 1980er Jahren stehen kommerzielle Programme zur Verfügung, die den Gießereien erstmals Einblicke in die Gießtechnik möglich machen, die zuvor eine Blackbox war. Allerdings sind die Optimierung der Geometrie der Gussform und die Ermittlung der richtigen Gusskonfiguration (Material, Temperatur, Zeitdauer des Gießens usw.) relativ komplexe Prozesse, für die nicht durchweg exakte mathematische Modelle zur Verfügung stehen. Daher ist für die Entwicklung von Simulationsmethoden immer noch der Einsatz experimenteller Methoden notwendig.
Ausbildung
Der Arbeitsort heißt Gießerei, der Arbeiter Gießer. Die offiziellen Berufsbezeichnungen sind:
- Gießereimechaniker (Ausbildungszeit 3,5 Jahre) in den Spezialisierungen Handformguss, Druck-, Kokillen- und Maschinenformguss.
- Metall- und Glockengießer (Ausbildungszeit 3 Jahre) in den Spezialisierungen Kunst-, Glocken-, Metall- und Zinngusstechnik
Trotz maschineller Hilfsmittel werden relativ hohe körperliche Anforderungen an die Gießer und ihre Helfer gestellt.
In Österreich existiert seit dem 1. Juli 2010 der Lehrberuf Gießereitechnik. Dieser ersetzt die Vorgängerlehrberufe Gießereimechaniker, Former und Gießer. Der Lehrberuf Gießereitechnik unterscheidet Eisen- und Stahlguss von Nichteisenmetallguss. Beide Ausbildungen haben eine duale Ausbildungsdauer von vier Jahren. Gießereitechniker mit Schwerpunkt Eisen- und Stahlguss arbeiten in Betrieben des Gießereigewerbes und der Eisen-, Stahl- und Maschinenbauindustrie. Sie stellen Gussteile aus Eisen und Stahl her. Gießereitechniker mit Schwerpunkt Nichteisenmetallguss arbeiten in Betrieben des Gießereigewerbes und der Leichtmetall-, Buntmetallgießereiindustrie und Maschinenbauindustrie. Sie stellen Gussteile aus Nichteisenmetallen und Legierungen, wie z. B. Aluminium, Messing, Bronze, Kupfer her.
Siehe auch
- Gießerei (Zeitschrift)
- Konstruieren + Gießen – Fachzeitschrift
Literatur
- , Walter Michaeli, Günter Spur (Hrsg.): Handbuch Urformen, Edition Handbuch der Fertigungstechnik, Hanser, München 2014, ISBN 978-3-446-42035-9.
- Paul Schimpke: Technologie der Maschinenbaustoffe. 17. Auflage. Hirzel, Stuttgart 1968, DNB 458836591.
- Karl Stölzel: Gießerei über Jahrtausende. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1978, DNB 800185536.
- Günter Spur, : Handbuch der Fertigungstechnik. Band 1: Urformen. Hanser, München / Wien 1981, ISBN 3-446-12532-9.
- A. Herbert Fritz, : Fertigungstechnik. Springer, Berlin / Heidelberg 2012, ISBN 978-3-642-29786-1.
- Rolf Roller (Hrsg.): Fachkunde für gießereitechnische Berufe, Technologie des Formens und Gießens. 5., überarbeitete und erweiterte Auflage. Verlag Europa-Lehrmittel Nourney, Vollmer Haan-Gruiten 2007, ISBN 978-3-8085-1795-6.
Weblinks
- Literatur von und über Gießen im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek
- Bundesverband der Deutschen Gießerei-Industrie
- Verein Deutscher Gießereifachleute
- Fachverband der Gießereiindustrie der Wirtschaftskammer Österreich
- Berufs- und Brancheninfos Gießereitechnik – Eisen- und Stahlguss der Wirtschaftskammer Österreich
- Berufs- und Brancheninfos Gießereitechnik – Nichteisenmetallguss der Wirtschaftskammer Österreich
- Wissensfloater: Kaiser-Wilhelm-Standbild – Wissensfloater 42 / Technik-Floater, Bergische Universität Wuppertal auf YouTube, abgerufen am 3. Februar 2021 (Anwendung im Bereich der Bildhauerei).
Einzelnachweise
- Günter Spur: Vom Wandel der industriellen Welt durch Werkzeugmaschinen. Carl Hanser Verlag, München, Wien 1991, S. 38, 42, 44 f.
- Quellen:
- Günter Spur: Vom Wandel der industriellen Welt durch Werkzeugmaschinen. Carl Hanser Verlag, München, Wien 1991, S. 51.
- Wolfgang König (Hrsg.): Propyläen Technikgeschichte – Band 3. Propyläen, Berlin 1997, S. 104 f.
- Johann Mehrtens: Der Gießerei-Schachtofen im Aufbau und Betrieb. Berlin 1942, S. 4. Digitales Archiv Springer Books, siehe Google Books.
- Fritz Klocke: Fertigungsverfahren 5 – Gießen, Pulvermetallurgie, Additive Manufacturing. 4. Auflage. Springer Vieweg 2015, ISBN 978-3-540-23453-1, S. 5 f.
- Alfred Herbert Fritz, Günter Schulze: Fertigungstechnik. 11. Auflage. Springer, 2015, S. 2, 8.
- Andreas Bühring-Polaczek, Walter Michaeli, Günter Spur (Hrsg.): Handbuch Urformen. Hanser, 2014, S. V, 7. Siehe auch Fügen durch Urformen
- Heiko Lickfett: Wirtschaftliche Bedeutung der Gießereiindustrie. In: Andreas Bühring-Polaczek, Walter Michaeli, Günter Spur (Hrsg.): Handbuch Urformen, Hanser, 2014.
- Die weltweiter Gießerei-Industrie. (PDF; 709 kB) In: get-in-form.de. Hüttenes-Albertus Chemische Werke GmbH, archiviert vom 20. April 2017; abgerufen am 7. Februar 2017. (nicht mehr online verfügbar) am Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.
- Alfred Herbert Fritz, Günter Schulze: Fertigungstechnik. 11. Auflage. Springer, 2015, S. 4.
- Alfred Herbert Fritz, Günter Schulze: Fertigungstechnik. 11. Auflage. Springer, 2015, S. 5.
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- Bundesagentur für Arbeit, Berufsbeschreibungen bei BERUFENET
- Berufs- und Brancheninfo: Gießereitechnik – Eisen- und Stahlguss auf der Website der Wirtschaftskammer Österreich.
- Berufs- und Brancheninfo: Gießereitechnik – Nichteisenmetallguss auf der Website der Wirtschaftskammer Österreich.
Autor: www.NiNa.Az
Veröffentlichungsdatum:
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Eisengiesserei ist eine Weiterleitung auf diesen Artikel Zu weiteren Bedeutungen siehe Eisengiesserei Begriffsklarung Die Artikel Giessen Metall und Formguss uberschneiden sich thematisch Informationen die du hier suchst konnen sich also auch im anderen Artikel befinden Gerne kannst du dich an der betreffenden Redundanzdiskussion beteiligen oder direkt dabei helfen die Artikel zusammenzufuhren oder besser voneinander abzugrenzen Anleitung Das Giessen auch der Guss oder das Werk von Metallen und Legierungen ist ein Fertigungsverfahren bei dem Werkstucke Gussstucke aus flussigem Metall der Schmelze hergestellt werden Beim haufigsten Verfahren dem in Giessereien vorgenommenen Formguss wird die Schmelze in eine Hohlform gefullt in der sie anschliessend erstarrt Die Innenflache der Hohlform ist das Negativ der Aussenflache des Gussstucks Giessen von Gusseisen in eine SandformProzessfolge beim Giessen von Zinnsoldaten Das Giessen zahlt zur Hauptgruppe des Urformens und ist innerhalb dieser die bedeutendste Verfahrensgruppe Fur das Giessen nicht metallischer Werkstoffe siehe Giessen Urformen Dieser Artikel beschreibt vor allem den Formguss Weitere wichtige Giessverfahren sind der Druckguss Blockguss und das Stranggiessen Das Einfullen der Schmelze in die Formen wird als Abguss bezeichnet Zur gesamten Prozesskette des Formgusses vom Rohmaterial bis zum Gussstuck zahlt auch der Formenbau die Fertigung der Modelle das Schmelzen der Werkstoffe und die Schmelzebehandlung sowie die Nachbehandlung Entformen Warmebehandeln und das Gussputzen Zu letzterem zahlt die Entfernung von Anschnitt und Speisern die nur zur Zufuhrung von Schmelze dienen aber nicht Bestandteil des Gussteils sind das Entsanden Entgraten Entzundern und das Ausbessern von Gussfehlern Fur Giessereien bestimmtes Roheisen aus Erz wird in Barren oder Masseln gegossen Die Weiterverarbeitung der Masseln erfolgt in den Giessereien wobei das Eisen wieder eingeschmolzen wird Von den dort angewendeten Giessverfahren sind die wichtigsten der Sandguss wobei Formen aus Sand genutzt werden und der Druckguss bei dem die Schmelze von einem Kolben in eine mehrfach genutzte Dauerform gepresst wird Die wichtigsten Giesswerkstoffe fur Formguss sind Gusseisen mit einem Massenanteil an der Gesamtproduktion in Giessereien von etwa 75 und Aluminiumlegierungen Die fur das Giessen wichtigen Werkstoffeigenschaften werden zur Giessbarkeit zusammengefasst Die giessenden sowie die zuliefernden Betriebe werden unter dem Begriff Giesserei Industrie zusammengefasst die wiederum in Deutschland im Bundesverband der Deutschen Giesserei Industrie gebundelt ist GeschichteGiessen im Alten Agypten Links oben beheizen des Ofens mit Blasebalgen links unten Behalter mit Schmelze von Ofen nehmenSiehe auch Geschichte der Produktionstechnik und Metallurgie Geschichte Ur und Fruhgeschichte Das Giessen stammt aus der Kupferzeit der Ubergangszeit von der Jungsteinzeit zur Bronzezeit Erste Metalle waren schon in der Steinzeit bekannt In gediegener also metallischer Form kamen in der Natur Gold Silber und Kupfer vor Kupfer wurde anfangs durch Hammern bearbeitet wodurch es sehr sprode und bruchig wurde Daher wurde es zunachst nur als Schmuck genutzt fur Werkzeuge waren alle bekannten Metalle wegen der geringen Harte und Festigkeit nicht brauchbar Mit der Entwicklung von Schmelzofen sogenannte Tiegelofen um 3000 v Chr zuerst in China und Indien wurde es moglich Metalle zu giessen und auch aus Kupfererz Kupfer zu gewinnen Kupfer bereitete jedoch beim Giessen Probleme da es dazu neigt Blasen zu bilden Ausserdem weist es einen hohen Schmelzpunkt auf und ist relativ zahflussig Seit 1500 v Chr wurden in Agypten daher Blasebalge statt Blasrohre eingesetzt Der entscheidende Durchbruch gelang mit der Technik des Legierens Durch Zulegieren von Zinn entstand Bronze die sich ausgezeichnet vergiessen lasst deutlich harter und fester ist als Kupfer und sich daher auch fur Werkzeuge eignet Damit loste Bronze den Stein als wichtigsten Werkzeugwerkstoff ab Bronze Silber und Gold wurden fur den Kunstguss genutzt Bronze zusatzlich fur die Herstellung von Waffen und Werkzeugen Diese Metalle wurden zwar auch durch Schmieden und Treiben bearbeitet das wichtigste Verfahren aber war das Giessen Da sich der Schmelzofen aus dem Keramikofen entwickelte waren die fruhen Metallverarbeiter auch mit dem Bau keramischer Formen vertraut Antike In der Antike wurde Bronze durch Eisen als wichtigster Werkstoff abgelost das sich in Europa bis ins Mittelalter nicht giessen liess wahrend die Chinesen die Technik seit etwa 500 v Chr beherrschten Im Kunsthandwerk wurde nach wie vor der Bronzeguss genutzt und weiterentwickelt Die Bronzestandbilder wurden im Laufe der Antike immer grosser und komplexer Anfangs wurden nur massive Figuren von etwa 30 cm Hohe hergestellt Spater gelang die Herstellung von hohlen Gussstucken was viel Material einsparte und so bedeutend grossere Werkstucke ermoglichte darunter lebensgrosse Reiterstandbilder Angewandt wurde das Wachsausschmelzverfahren Uber eine Grundmasse aus Ton wurde ein Mantel aus Wachs gelegt in den die zu fertigende Form eingearbeitet wurde Danach wurde diese Schicht mit einer weiteren Lage aus Ton umgeben Die Schmelze wurde in die Zwischenlage aus Wachs gegossen wodurch dieses verbrannte Bei einer Weiterentwicklung des Verfahrens wurden die Standbilder in einzelnen Teilen wie Armen oder Kopfen vergossen und zusammengelotet Wenn die einzelnen Teile misslangen musste nicht die gesamte Form erneut gefertigt werden Mittelalter Im Hochmittelalter gelang dank der neuen Schachtofen den Vorlaufern der Kupolofen erstmals die Herstellung von Gusseisen giessbares aber nicht schmiedbares Eisen das nun im Kunstguss genutzt wurde Ausserdem wurden die Blasebalge immer haufiger durch Wasserkraft angetrieben Teils wurde in den gleichen Schachtofen auch Gusseisen und schmiedbares Eisen hergestellt Teilweise wurden die Formen in der Giesserei gebaut und zu den Ofen transportiert teils wurde das Gusseisen in den Giessereien erneut eingeschmolzen Besondere Bedeutung erlangte der Glockenguss Fruhe Neuzeit Das 16 8 t schwere Dardanellengeschutz Bronzeguss aus dem 15 Jahrhundert Die ersten Kanonen der fruhen Neuzeit wurden noch aus schmiedeeisernen Blechstreifen geschmiedet was jedoch aufwendig war Danach gewann der Bronzeguss an Bedeutung Die Bronzekanonen wurden zunachst im Vollguss hergestellt und dann gebohrt spater wurden sie uber einem Kern gegossen und die vorhandene Bohrung nur noch ausgebohrt was Gussmasse und Bearbeitungszeit einsparte Kurz vor der Industrialisierung wurden auch Kanonen aus Gusseisen uber einem Kern gegossen und danach ausgebohrt Barock Siehe auch Giesshaus Industriezeitalter Wahrend der Industrialisierung wurde Gusseisen zum wichtigen Konstruktionswerkstoff Die erste aus Gusseisen gefertigte Brucke der Welt war die Iron Bridge Gegen Ende des 19 Jahrhunderts wurden Aluminium und Magnesium als Gusswerkstoffe entdeckt siehe Aluminiumguss und Metallurgie Magnesium Titan spater auch Legierungen wie Duraluminium Bereits um 1900 wurden Serienteile fur die Automobilindustrie aus Aluminium vergossen Seit den 1970er Jahren ist es durch die Finite Elemente Methode moglich den Giessprozess zu simulieren und zu optimieren FEM Simulation Konkurrierende VerfahrenViele Fertigungsverfahren lassen sich alternativ anwenden Das Giessen konkurriert vor allem mit dem Umformen Schmieden und dem Zerspanen Drehen Bohren Frasen Schleifen Diese benotigen allerdings Rohmaterial in fester Form das ublicherweise durch Giessen hergestellt wurde Beim Giessen sind auch sehr komplexe Formen herstellbar und es eignet sich fur grosse Serien Kleine und mittelgrosse Werkstucke werden eher geschmiedet oder zerspant Werkstoffe mit sehr hohem Schmelzpunkt werden haufig pulvermetallurgisch hergestellt Statt einer Schmelze wird dabei Metallpulver genutzt Bei Einzelstucken ist das 3D Drucken eine Alternative bei dem entweder direkt das Teil erzeugt wird oder eine Ausschmelzform fur das Giessverfahren Wirtschaftliche BedeutungDas Giessen komplexer Werkstucke hat gegenuber anderen Produktionsmethoden den Vorteil dass es nur relativ wenige Prozessschritte umfasst und den Materialverbrauch reduziert der z B beim Frasen entsteht Auch bei gewichtsoptimierter Bauteilgeometrie wie sie im Flugzeugbau oder in der Medizintechnik beim Titan guss erforderlich ist erlangt das Giessen gegenuber der Zerspanung eine immer grossere Bedeutung Der Anteil der Produktion der Giessereien an der Gesamtproduktion des produzierenden Gewerbes in Deutschland macht zwar nur etwa ein Prozent aus es gibt jedoch zahlreiche Branchen die die Giessereien als Zulieferer benotigen Hauptabnehmer sind mit uber 50 die Fahrzeugindustrie mit stark steigender Tendenz in den letzten Jahrzehnten und der Maschinenbau Hingegen ging der Bedarf der Montanindustrie an Gussteilen stark zuruck Die Anzahl der Beschaftigten lag 2011 bei 78 000 in Deutschland die in etwa 500 Giessereien arbeiteten Die Produktionsmenge wird in der Giesserei als Gesamtmasse der Werkstucke angegeben 2011 lag sie fur Deutschland bei 5 8 Millionen Tonnen Die weltweite Jahresproduktion an Gussteilen betrug 2013 uber 100 Millionen Tonnen 2013 war China der wichtigste Produzent mit 42 5 Millionen Tonnen gefolgt von den USA 12 8 Millionen Tonnen und Indien 9 3 Millionen Tonnen Danach folgen Japan Deutschland und Russland mit 5 3 bis 4 3 Millionen Tonnen Entwicklungsperspektiven Allein die deutschen Fahrzeugbauer beziehen etwa 3 Millionen Tonnen aus der Produktion der deutschen Giessereien Das zeigt dass die Branche von der Durchsetzung der Elektromobilitat die zum Wegfall schwerer mechanischer Komponenten Motor Getriebe usw fuhren wird stark betroffen sein durfte Auch verschiebt sich der Schwerpunkt der Automobilproduktion nach Asien Ein weiterer wichtiger Trend ist die Entwicklung von Leichtbaugussteilen Der Handformguss von grossen Einzelstucken und Kleinserien ist in Deutschland aus Effizienzgrunden weitgehend eingestellt worden was dazu fuhrt dass grosse von Hand gegossene Einzelstucke heute oft aus dem Ausland z B Brasilien bezogen werden mussen Erreichbare Genauigkeiten und ProduktivitatKurbelwelle aus Gusseisen Die dunklen Flachen entstanden durch das Giessen glanzende sind durch Drehen und teilweise nachfolgend Schleifen nachbearbeitet In der Gross ansicht sind die unter schiedlichen Oberflachen rauheiten gut zu erkennen Die erreichbaren Genauigkeiten sind im Allgemeinen gering Die ISO Toleranzen liegen zwischen IT16 bis IT11 kleine sind genauer mit Sondermassnahmen auch IT10 Die Genauigkeiten beim Schmieden sind vergleichbar Prazisionsschmieden bis IT8 beim Zerspanen deutlich besser mit IT7 bis IT6 weshalb Gussteile haufig spanend nachbearbeitet werden Weiterentwicklungen in der Giessereitechnik versuchen diese Nacharbeit moglichst gering zu halten Die Oberflachenrauheit ist wie auch beim Schmieden relativ hoch mit mittleren Rautiefen von 63 µm bis 1000 µm beim Zerspanen liegen sie zwischen 10 µm und 0 25 µm Die Seriengussverfahren wie das Druckgiessen sind sehr produktiv Demgegenuber ist das Vakuumgiessen ein Verfahren fur den Prazisionsguss von Einzelstucken Kleinserien oder Prototypen aus Kunststoff Energiebilanz und MaterialausnutzungDie Materialausnutzung ist beim Giessen wie auch beim Schmieden sehr gut Nur etwa 10 des Materials geht verloren beim Zerspanen wird teilweise uber die Halfte des Rohteils in Form von Spanen entfernt Trotz der grossen Energiemengen zum Schmelzen ist das Giessen daher wie auch das Schmieden sehr energieeffizient wenn die gesamte Prozesskette zum fertigen Bauteil betrachtet wird wahrend beim Zerspanen etwa die dreifache Energie benotigt wird Werkstuckspektrum und AnwendungsgebieteMit dem Giessen ist eine grosse Bandbreite an Werkstucken herstellbar Manche Kleinteile wiegen nur wenige Gramm die grossten uber 200 Tonnen Die Vielfalt der herstellbaren Formen ist kaum begrenzt vor allem Freiformflachen also dreidimensionale gekrummte Flachen sind moglich Wichtige Produkte sind Glocken hergestellt durch Glockenguss Implantate und Prothesen Bronzestandbilder per Bronzeguss gefertigt und sonstiger Kunstguss Gehause fur Pumpen Getriebe und Elektromotoren Impeller Schiffspropeller und Turbinenschaufeln fur die Luft und Raumfahrtindustrie aus Titan oder Nickel Fur die wichtigste Abnehmerbranche der Giesserei die Automobilbranche werden Rader Fahrwerksteile wie Bremsscheiben Naben und Lenker der Radaufhangungen Motorblocke Kurbelwellen Zylinderkopfe Abgaskrummer und viele weitere Teile gefertigt haufig per Sandguss mit Gusseisen oder Druckguss mit Aluminium Glocke noch mit teilweise erhaltener Form und Anschnitt Teil eines Turboladers Turbinenschaufel links und Wachsmodell Aluminiumdruckgussteil Teil eines Staubsaugergeblases Motorblock Autoteil aus Aluminium Federbeinstutze Werkstoffspektrum Gusswerkstoffe und GiessbarkeitWerkstoffe die in der Giesserei genutzt werden werden als Gusswerkstoff oder Gusslegierung bezeichnet ihre Eignung zum Giessen als Giessbarkeit Der mit Abstand wichtigste Gusswerkstoff mit einem Anteil von 75 ist das Gusseisen eine Eisenlegierung mit mindestens 2 Kohlenstoff meist um 4 3 Es hat mit 1200 C einen deutlich geringeren Schmelzpunkt als Stahl 1500 C der unter 2 Kohlenstoff enthalt Ausserdem weist Gusseisen eine sehr gute Giessbarkeit auf Die Schmelze ist sehr dunnflussig und weist ein gutes Formfullungsvermogen auf Die Schwindung und Schrumpfung beim Abkuhlen und Erstarren sind gering Ausserdem weist Gusseisen sehr gute Gebrauchseigenschaften auf darunter die Verschleissbestandigkeit und die Schwingungsdampfung Die meisten Gusseisensorten enthalten noch um 2 Silicium das die Giessbarkeit verbessert Gusseisen wird bevorzugt in Formen aus Sand vergossen Sandguss Der zweitwichtigste Gusswerkstoff gemessen als Massenanteil der Gesamtproduktion in Giessereien ist Aluminiumguss mit Aluminiumlegierungen die noch Silicium Magnesium oder Kupfer enthalten Sie schmelzen bei etwa 570 C und lassen sich auch sehr gut vergiessen Aluminiumgusslegierungen konnen auch fur filigrane Bauteile genutzt werden deren Formen von anderen Werkstoffen nicht vollstandig gefullt werden wurden Aluminiumlegierungen werden bevorzugt fur den Druckguss eingesetzt Einstellige prozentuale Anteile haben noch der Stahlguss und die verschiedenen Kupferlegierungen Messing Bronze Rotguss Medizinische Implantate aber auch Flugzeugteile werden teils aus Titan gegossen jedoch lauft der Titangussanteil in der Giessereistatistik unter Sonstige und andererseits wird nur etwa 2 des Titans durch Giessen verarbeitet da es einen sehr hohen Schmelzpunkt aufweist und seine Schmelze zur Aufnahme von Sauerstoff neigt die im festen Zustand zu Versprodungen fuhrt GiessverfahrenEs gibt zahlreiche verschiedene Giessverfahren die nach mehreren Kriterien eingeteilt werden konnen Stranggiessen Das Giessen in Formen die der Form des Fertigteils weitgehend entsprechen ist das Formgiessen das am haufigsten eingesetzt wird Daneben gibt es noch das Vergiessen zu Barren oder Brammen den Blockguss und das Giessen von kontinuierlichen theoretisch endlosen Strangen dem Strangguss Nach der Art der Formfullung unterscheidet man das Schwerkraftgiessen das Standardverfahren bei dem die Schmelze durch die Wirkung der Schwerkraft in die Form fallt sowie das Schleudergiessen mit Zentrifugalkraften fur rotationssymmetrische Teile und das Druckgiessen bei dem die Schmelze durch Kolbendruck in die Form gepresst wird Eine besonders wichtige Einteilung unterscheidet zwischen Verfahren mit Formen die nur einmalig genutzt werden und beim Entnehmen der Gussstucke zerstort werden verlorene Form und den Dauerformen die mehrfach genutzt werden Giessen mit verlorenen Formen Fur die Herstellung der Formen werden Modelle genutzt Es wird weiter unterschieden ob die Modelle einmalig oder mehrfach genutzt werden konnen Giessen mit verlorenen Formen und Dauermodellen Es wird auch als Sandguss bezeichnet da die Formen aus Sand gefertigt werden Je nach Art der Formherstellung eignet es sich fur Einzelteile und Serienstucke sowie beliebige Werkstuckmassen und hat daher grosse wirtschaftliche Bedeutung Zahlreiche Fahrzeugkomponenten werden so hergestellt Da Sand sehr temperaturbestandig ist wird es vor allem zum Vergiessen von Gusseisen und Stahlguss genutzt Druckgiessen nach dem Kaltkammerverfahren fur Aluminium genutzt Giessen mit verlorenen Formen und verlorenen Modellen Dazu zahlen das Wachsausschmelzverfahren Feingiessen und das Vollformgiessen Beim Feingiessen werden die Modelle aus Wachs gefertigt und mit Ton oder Keramik umhullt Danach wird das Wachs ausgeschmolzen und die Form mit Schmelze befullt Es eignet sich nur fur kleinere Stuckzahlen und kleine Werkstuckmassen erreicht aber hohe Qualitaten Beim Vollformgiessen werden die Formen aus Styropor gebaut mit beliebigem Formstoff umgeben und dann ohne die Modelle zu entfernen mit Schmelze ubergossen die die Modelle verbrennt Es eignet sich fur kleine Stuckzahlen und auch sehr grosse Gussstucke Giessen mit Dauerformen Sie bestehen meistens aus Stahl Durch den Kontakt mit der Schmelze verschleissen sie wodurch die Werkstucke eine schlechtere Oberflachenqualitat und Formgenauigkeit aufweisen als bei verlorenen Formen Bei niedrigschmelzenden Werkstoffen wie Aluminium konnen sie sehr haufig abgegossen werden bei hochschmelzenden wie Kupfer seltener Da die Dauerformen sehr teuer sind wirkt sich die Stuckzahl stark auf den Stuckpreis aus Kokillenguss Schwerkraftgiessen mit DauerformenVarianten des Schleudergiessens Druckguss Hier wird die Schmelze mittels eines Kolbens in die Form gepresst Die Zeit zum Fullen der Form ist reduziert weshalb er fur Grossserien kleiner Werkstucke gut geeignet ist Besonders haufig wird er zum Vergiessen von Aluminium genutzt dem Aluminiumdruckguss Schleuderguss Strangguss Niederdruckguss Hier wird der Luftdruck in der Umgebung der Schmelze erhoht um sie in ein Steigrohr zu drucken das zur Form fuhrt Ausserdem gibt es noch eine Reihe von Spezialverfahren wie das Thixogiessen und Squeeze Casting Prozesskette beim GiessenDie Prozesskette beim Giessen besteht aus der Vorbereitung mit der Herstellung der Formen und dem Schmelzen der Werkstoffe dem Abguss wozu das Fullen der Form und das Erstarren der Schmelze zahlt sowie der Nachbehandlung dem Entformen dem Gussputzen und der Warmebehandlung Vorbereitung Zur Vorbereitung des eigentlichen Giessvorgangs des Abgusses werden die Formen gebaut fur die zuvor Modelle gefertigt werden Um Hohlraume in den Werkstucken fertigen zu konnen werden Kerne hergestellt und in die Formen gelegt Parallel zu diesen Aufgaben wird die Schmelze vorbereitet Modellbau Hauptartikel Modellbau Die Wachsmodelle beim Feingiessen werden entweder manuell aus einem Wachsmodell geschnitzt oder mittels eines Urmodells selbst durch Giessen hergestellt Beim Vollformgiessen werden die Styropormodelle aus Blocken geschnitten und teilweise auch aus Einzelteilen zusammengebaut und verklebt Dauermodelle fur das Sandgiessen konnen aus Holz Keramik oder Metall bestehen die verschieden oft genutzt werden konnen Billige Holzmodelle konnen teilweise nur funfmal genutzt werden Metallmodelle deutlich ofter Formenbau und Formstoffaufbereitung Verlorene Form e Einlauf w Speiser k Kern Dauerformen werden aus Stahl geschmiedet oder gefrast und konnen mehrere 100 000 Euro kosten Verlorene Formen bestehen aus Formstoff fur den meist Sand genutzt wird der mit geringen Mengen von Ton und Wasser zusammengehalten wird Die Formen konnen aus verfestigtem Sand gefrast werden direktes Formstofffrasen Teilweise werden sie durch 3D Drucken gefertigt Ublicherweise werden zum Formenbau aber Modelle genutzt uber die der Formstoff gelegt wird Der noch lose Formstoff muss dann verfestigt werden wofur zahlreiche verschiedene Verfahren zum Einsatz kommen konnen Dazu zahlt einfaches Schutteln und Pressen was in der Serienfertigung genutzt wird da es sich automatisieren lasst Maschinenformen Beim Maskenformen wird eine relativ dunne Schicht aus Formstoff uber das Modell gelegt und mit Harzen durchtrankt Diese harten im Ofen aus Die Formen mussen nicht nur die Form der zu fertigenden Werkstucke enthalten sondern weitere Offnungen zum Zufuhren der Schmelze Der Hohlraum in die die Schmelze gegossen wird wird als Anschnitt bezeichnet Nach der Formfullung verringert sich das Volumen der flussigen abkuhlenden Schmelze weshalb weiteres Material in die Form fliessen muss Ein einzelner Anschnitt reicht haufig nicht dafur aus weshalb sogenannte Speiser angebaut werden die nach dem Erstarren mit dem Anschnitt wieder entfernt werden Der Anschnitt besteht im einfachsten Fall aus einer Offnung direkt uber dem Hohlraum fur das Werkstuck Bessere Werkstuckqualitaten lassen sich erreichen wenn die Schmelze in einem separaten Schacht auf den Boden fallt und seitlich in das Werkstuck fliesst Fur die Form Grosse und Anzahl der Speiser und Anschnitte gibt es zahlreiche Varianten da sie einen grossen Einfluss auf die Bauteilqualitat haben Kernherstellung und Kernformstoffaufbereitung Ober und Unterkasten fur den Sandguss mit Einlegern und Steiger Kerne sind notig um Gussteile mit Hohlraumen fertigen zu konnen Die Kerne werden in die Formen gelegt und nach dem Erstarren entnommen Bei Dauerformen bestehen die Kerne meistens ebenfalls aus Metall bei Sandformen aus Sand Sie werden ebenfalls nach dem Giessen zerstort Ausserdem werden Kerne fur Hinterschneidungen benotigt Schmelzevorbereitung Arbeiter an einem Elektro Induktionsschmelzofen Zur Vorbereitung der Schmelze zahlt die Zusammenstellung der Rohstoffe das Schmelzen in Ofen und die Schmelzebehandlung Als Rohstoffe konnen Metalle direkt von den Huttenwerken genutzt werden in der Giesserei werden aber grossere Mengen Schrott verarbeitet Die Branche ist durch eine hohe Recyclingquote gepragt Ein Teil des Schrotts entsteht in der Giesserei selbst dazu zahlen fehlerhafte Gussstucke sowie die entfernten Speiser und Anschnittsysteme die als Kreislaufmaterial fungieren Verarbeitet wird aber auch Altschrott aus gebrauchten und zerkleinerten Bauteilen Um eine Legierung mit der gewunschten Zusammensetzung zu erhalten mussen verschiedene Ausgangsmaterialien gemischt werden Diese Mischung wird als Gattierung bezeichnet Mittels spezieller Software kann berechnet werden welche Mengen in welchen Verhaltnissen benotigt werden fur die gunstigste Gattierung Zum Schmelzen der Metalle werden verschiedene Industrieofen verwendet Besondere Bedeutung haben der Kupolofen der Lichtbogenofen und der Induktionsofen Sie eignen sich fur verschiedene Werkstoffe unterschiedlich gut Kupolofen werden fur Eisenwerkstoffe genutzt Lichtbogenofen fur Stahl und Nichteisenmetalle beide aber nur zum Schmelzen Induktionsofen und eignen sich auch zum Warmhalten der Schmelze Etwa 60 bis 70 des Energiebedarfs einer Giesserei geht auf das Schmelzen zuruck Danach erfolgt die Schmelzebehandlung Der Schmelze werden verschiedene Stoffe zugesetzt die verhindern dass sie mit dem Sauerstoff der Luft reagiert und sich in sonstiger Weise ungewollt verandert Bei Magnesiumschmelzen kommt Schwefelhexafluorid zum Einsatz das wegen seiner hohen Dichte den Kontakt der Schmelze mit dem Luftsauerstoff verhindert Bei der Impfung der Schmelzen werden Fremdstoffe zugesetzt die die Erstarrung beeinflussen und damit die Harte und Festigkeit des fertigen Gussstucks Meistens werden die Metalle in der Giesserei geschmolzen manchmal auch in den Stahl oder Huttenwerken und dann per Flussigmetalltransport zur Giesserei verbracht Abguss Abgiessen von flussigem Aluminium Das Einfullen der Schmelze in die Form wird als Abguss bezeichnet Danach und teilweise parallel dazu erstarrt die Schmelze Diese Vorgange haben entscheidenden Einfluss auf die Qualitat der Gussteile Die Schmelze kann direkt aus dem Ofen in die Form gefullt werden sie kann aber auch in Giesspfannen oder gefullt werden und erst anschliessend in die Formen Formfullung Gusstuck mit Anschnitt oben und links vorne und Speiser unten zylindrisch Das Teil lag kopfuber in der Form Die Schmelze kann direkt in die Formen gegossen werden was vor allem bei nach oben offenen Formen praktiziert wird Ublich ist das Vergiessen in ein spezielles Eingusssystem Die Schmelze kann von oben in die Form fallen oder seitlich oder von unten in sie hineinfliessen Fallende Schmelzen fuhren zu Verwirbelungen und turbulenten Stromungen Die Schmelze vermengt sich dabei mit Luft und nimmt unerwunschte Gase auf die spater als Poren im Gussstuck zuruckbleiben Die Formen werden aber relativ schnell befullt Bei steigender Formfullung kommt es zu keinen oder nur geringen Verwirbelungen was zu laminaren Stromungen fuhrt Die Gussstucke enthalten dann nur wenige Poren Beim Kippgiessen werden beide Varianten kombiniert Die Schmelze erkaltet beim Kontakt mit der Form Die Erstarrung soll erst beginnen wenn die Form vollstandig gefullt ist da es sonst zu Fehlstellen kommen kann Manche Schmelzen werden beim Erkalten zahflussig was Fehlstellen begunstigt Die entsprechende Giesseigenschaft ist das Formfullungsvermogen Manche Formen werden beheizt um die Differenztemperatur so gering wie moglich zu halten oder es werden Formen mit geringer Warmeleitfahigkeit verwendet Dies verlangert allerdings die anschliessende Erstarrung Andere Formen vor allem Dauerformen werden gekuhlt um den Prozess zu beschleunigen und die Temperaturbelastung zu verringern Abkuhlen und Erstarren der Schmelze Spatestens nach der vollstandigen Formfullung erkaltet die Schmelze und verringert dabei ihr Volumen was als Flussig Schwindung bezeichnet wird Aus dem Anschnitt und den Speisern muss Schmelze nachfliessen bis sie erstarrt Wahrend der Erstarrung kommt es infolge des Schrumpfens ebenfalls zu Volumenanderungen Diese konnen nicht mehr durch Speiser ausgeglichen werden Danach verringert sich das Volumen weiter bis das Gussstuck Raumtemperatur erreicht hat Festkorperschwindung Der genaue Ablauf der Erstarrung und anschliessenden Abkuhlung hat entscheidenden Einfluss auf die Mikrostruktur und damit auf die Harte und Festigkeit der Gussteile In der Schmelze sind verschiedene Stoffe gelost Da sich die Loslichkeit beim Abkuhlen verringert werden diese Stoffe ausgeschieden Bei Gusseisen wird beispielsweise Grafit Kohlenstoff ausgeschieden Die Einteilung der Gusseisensorten erfolgt nach der mikroskopischen Form des Grafits in Gusseisen mit Lamellengraphit Gusseisen mit Vermiculargraphit Wurmchengrafit und Gusseisen mit Kugelgraphit die sich in ihrer Harte und Festigkeit unterscheiden Auch geloste Gase konnen aus der Schmelze ausgeschieden werden Wenn sie nicht aus der Form entweichen konnen bleiben sie als Poren oder Lunker zuruck Auch die hat Einfluss auf die Harte und Festigkeit der Gussteile Bei langsamem Abkuhlen entsteht beispielsweise das gut zu bearbeitende graue Gusseisen bei schneller Hartguss Nachbehandlung Zur Nachbehandlung zahlt das Entformen bei dem die Gussstucke aus den Formen entnommen werden Dies kann geschehen nachdem sie auf Raumtemperatur abgekuhlt sind oder direkt nach dem Erstarren Vor allem in der Serienfertigung werden die Gussstucke moglichst fruh aus den Formen entnommen da dadurch einerseits die weitere Schrumpfung nicht durch die Form behindert wird und andererseits die Formen fur ein erneutes Abgiessen schnell wieder zur Verfugung stehen Bei Dauerformen werden die Gussstucke mit Ausstossern entfernt bei verlorenen Formen wird die Form zerstort Die weitere Nachbehandlung beinhaltet vor allem das Putzen sowie manchmal noch eine Warmebehandlung Putzen Das Gussputzen beinhaltet das Abtrennen von Anschnitt und Speisern Entfernen von Kernen Entzundern Brandstellen Entsanden Entfernen von Formstoffresten Ausbessern von Gussfehlern und das Reinigen der Oberflache Teilweise werden auch noch Bearbeitungszugaben entfernt Auf die Putzarbeiten entfallt ein grosser Teil der Gesamtkosten in der Giesserei da es sich nur teilweise automatisieren lasst Eine putzgerechte Konstruktion des Gussstucks ist daher fur die Stuckkosten entscheidend Warmebehandlung Die Warmebehandlung soll die mechanischen Eigenschaften des Gussteils verbessern Bei Temperguss eine Gusseisensorte zahlt sie zum festen Bestandteil Tempern ist eine Form der Warmebehandlung Auch Stahlguss wird ublicherweise gegluht da das Gussgefuge sehr grobkornig ist Bei anderen Werkstoffen kann die Warmebehandlung auch entfallen Giessprozess Simulation Hauptartikel Giessprozess Simulation Beispielbild einer Software zur Simulation von Giessprozessen hier beispielsweise zu Formfullung und Erstarrung Porositaten und Stromungsverhalten Die Giessprozess Simulation nutzt numerische Methoden um den gesamten Giessprozess inklusive Formfullung Erstarrung und Abkuhlung von Gussteilen vorauszusagen und erlaubt auch die quantitative Vorhersage von mechanischen Eigenschaften thermischen Spannungen und Verzug der Gussteile Durch Simulation wird die Qualitat eines Gussteils bereits vor dem Produktionsbeginn exakt beschreibbar und die Giesstechnik kann auf die gewunschten Teileeigenschaften ausgerichtet werden Damit lassen sich nicht nur teure Probeabgusse in der Entwicklung eliminieren Die genaue Auslegung des gesamten Giesssystems spart daruber hinaus Energie Material und Werkzeugkosten Software zur Simulation von Giessprozessen unterstutzt den Anwender von der Auslegung des Bauteils der Festlegung der Schmelzpraxis und der Giesstechnik uber den Modellbau und die Formherstellung bis hin zur Warmebehandlung und Nachbearbeitung Damit konnen Kosten in der gesamten Fertigungskette konsequent eingespart werden Die Giessprozess Simulation wurde seit den 1970er Jahren zunachst an Hochschulen insbesondere in Europa und den USA entwickelt und gilt als bedeutendste Innovation in der Giessereitechnik der letzten 50 Jahre Seit den spaten 1980er Jahren stehen kommerzielle Programme zur Verfugung die den Giessereien erstmals Einblicke in die Giesstechnik moglich machen die zuvor eine Blackbox war Allerdings sind die Optimierung der Geometrie der Gussform und die Ermittlung der richtigen Gusskonfiguration Material Temperatur Zeitdauer des Giessens usw relativ komplexe Prozesse fur die nicht durchweg exakte mathematische Modelle zur Verfugung stehen Daher ist fur die Entwicklung von Simulationsmethoden immer noch der Einsatz experimenteller Methoden notwendig AusbildungDer Arbeitsort heisst Giesserei der Arbeiter Giesser Die offiziellen Berufsbezeichnungen sind Giessereimechaniker Ausbildungszeit 3 5 Jahre in den Spezialisierungen Handformguss Druck Kokillen und Maschinenformguss Metall und Glockengiesser Ausbildungszeit 3 Jahre in den Spezialisierungen Kunst Glocken Metall und Zinngusstechnik Trotz maschineller Hilfsmittel werden relativ hohe korperliche Anforderungen an die Giesser und ihre Helfer gestellt In Osterreich existiert seit dem 1 Juli 2010 der Lehrberuf Giessereitechnik Dieser ersetzt die Vorgangerlehrberufe Giessereimechaniker Former und Giesser Der Lehrberuf Giessereitechnik unterscheidet Eisen und Stahlguss von Nichteisenmetallguss Beide Ausbildungen haben eine duale Ausbildungsdauer von vier Jahren Giessereitechniker mit Schwerpunkt Eisen und Stahlguss arbeiten in Betrieben des Giessereigewerbes und der Eisen Stahl und Maschinenbauindustrie Sie stellen Gussteile aus Eisen und Stahl her Giessereitechniker mit Schwerpunkt Nichteisenmetallguss arbeiten in Betrieben des Giessereigewerbes und der Leichtmetall Buntmetallgiessereiindustrie und Maschinenbauindustrie Sie stellen Gussteile aus Nichteisenmetallen und Legierungen wie z B Aluminium Messing Bronze Kupfer her Siehe auchGiesserei Zeitschrift Konstruieren Giessen FachzeitschriftLiteratur Walter Michaeli Gunter Spur Hrsg Handbuch Urformen Edition Handbuch der Fertigungstechnik Hanser Munchen 2014 ISBN 978 3 446 42035 9 Paul Schimpke Technologie der Maschinenbaustoffe 17 Auflage Hirzel Stuttgart 1968 DNB 458836591 Karl Stolzel Giesserei uber Jahrtausende Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie Leipzig 1978 DNB 800185536 Gunter Spur Handbuch der Fertigungstechnik Band 1 Urformen Hanser Munchen Wien 1981 ISBN 3 446 12532 9 A Herbert Fritz Fertigungstechnik Springer Berlin Heidelberg 2012 ISBN 978 3 642 29786 1 Rolf Roller Hrsg Fachkunde fur giessereitechnische Berufe Technologie des Formens und Giessens 5 uberarbeitete und erweiterte Auflage Verlag Europa Lehrmittel Nourney Vollmer Haan Gruiten 2007 ISBN 978 3 8085 1795 6 WeblinksCommons Giessen Album mit Bildern Videos und Audiodateien Wiktionary Giesserei Bedeutungserklarungen Wortherkunft Synonyme Ubersetzungen Literatur von und uber Giessen im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek Bundesverband der Deutschen Giesserei Industrie Verein Deutscher Giessereifachleute Fachverband der Giessereiindustrie der Wirtschaftskammer Osterreich Berufs und Brancheninfos Giessereitechnik Eisen und Stahlguss der Wirtschaftskammer Osterreich Berufs und Brancheninfos Giessereitechnik Nichteisenmetallguss der Wirtschaftskammer Osterreich Wissensfloater Kaiser Wilhelm Standbild Wissensfloater 42 Technik Floater Bergische Universitat Wuppertal auf YouTube abgerufen am 3 Februar 2021 Anwendung im Bereich der Bildhauerei EinzelnachweiseGunter Spur Vom Wandel der industriellen Welt durch Werkzeugmaschinen Carl Hanser Verlag Munchen Wien 1991 S 38 42 44 f Quellen Gunter Spur Vom Wandel der industriellen Welt durch Werkzeugmaschinen Carl Hanser Verlag Munchen Wien 1991 S 51 Wolfgang Konig Hrsg Propylaen Technikgeschichte Band 3 Propylaen Berlin 1997 S 104 f Johann Mehrtens Der Giesserei Schachtofen im Aufbau und Betrieb Berlin 1942 S 4 Digitales Archiv Springer Books siehe Google Books Fritz Klocke Fertigungsverfahren 5 Giessen Pulvermetallurgie Additive Manufacturing 4 Auflage Springer Vieweg 2015 ISBN 978 3 540 23453 1 S 5 f Alfred Herbert Fritz Gunter Schulze Fertigungstechnik 11 Auflage Springer 2015 S 2 8 Andreas Buhring Polaczek Walter Michaeli Gunter Spur Hrsg Handbuch Urformen Hanser 2014 S V 7 Siehe auch Fugen durch Urformen Heiko Lickfett Wirtschaftliche Bedeutung der Giessereiindustrie In Andreas Buhring Polaczek Walter Michaeli Gunter Spur Hrsg Handbuch Urformen Hanser 2014 Die weltweiter Giesserei Industrie PDF 709 kB In get in form de Huttenes Albertus Chemische Werke GmbH archiviert vom Original nicht mehr online verfugbar am 20 April 2017 abgerufen am 7 Februar 2017 Info Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht gepruft Bitte prufe Original und Archivlink gemass Anleitung und entferne dann diesen Hinweis 1 2 Alfred Herbert Fritz Gunter Schulze Fertigungstechnik 11 Auflage Springer 2015 S 4 Alfred Herbert Fritz Gunter Schulze Fertigungstechnik 11 Auflage Springer 2015 S 5 Andreal Buhring Polaczek Technologische und wirtschaftliche Bedeutung In Andreas Buhring Polaczek Walter Michaeli Gunter Spur Hrsg Handbuch Urformen Hanser 2014 S 7 9 85 91 96 101 216 224 Fritz Klocke Fertigungsverfahren 5 Giessen Pulvermetallurgie Additive Manufacturing 4 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Additive Manufacturing 4 Auflage Springer 2015 S 15 Veronika Groten Technologie des Schmelzens und Giessens In Andreal Buhring Polaczek Technologische und wirtschaftliche Bedeutung In Andreas Buhring Polaczek Walter Michaeli Gunter Spur Hrsg Handbuch Urformen Hanser 2014 S 112 Eike Wuller Bin Lao Benjamin Schelnberger Schmelzebehandlung In Andreal Buhring Polaczek Technologische und wirtschaftliche Bedeutung In Andreas Buhring Polaczek Walter Michaeli Gunter Spur Hrsg Handbuch Urformen Hanser 2014 S 21 Fritz Klocke Fertigungsverfahren 5 Giessen Pulvermetallurgie Additive Manufacturing 4 Auflage Springer 2015 S 2 Roland Kahn Schmelzetransport und Giesseinrichtung und Dosiertechnik beide in Andreal Buhring Polaczek Technologische und wirtschaftliche Bedeutung In Andreas Buhring Polaczek Walter Michaeli Gunter Spur Hrsg Handbuch Urformen Hanser 2014 S 171 175 Veronika Groten Technologie des Schmelzens und Giessens In Andreal Buhring Polaczek Technologische und wirtschaftliche Bedeutung In 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