Prozess des Sandgusses

Der Prozesszyklus beim Sandguss besteht aus sechs Hauptschritten, die im Folgenden erläutert werden.

1. Abform- – Der erste Schritt im Sandgussverfahren, um die Form für das Gießen zu schaffen. Bei einem Einwegformverfahren muss dieser Schritt bei jedem Guss durchgeführt werden. Eine Sandform wird gebildet, indem Sand in jede Hälfte der Form gepackt wird. Der Sand wird um das Modell gepackt, das eine Nachbildung der äußeren Form des Gussteils ist. Wenn das Design entfernt wird, bleibt der Hohlraum, der das Gussteil bildet, zurück. Die inneren Merkmale des Gussstücks, die das Modell nicht enthalten kann, werden durch separate Kerne aus Sand vor dem Starten der Form erzeugt.
   Weitere Details zum Formenbau werden im nächsten Abschnitt beschrieben. Die Formherstellungszeit umfasst das Positionieren des Musters, das Einpacken des Sandes und das Entfernen des Drucks. Die Formenbauzeit wird durch die Größe des Teils, die Anzahl der Kerne und die Art der Sandform beeinflusst. Wenn der Formtyp eine Heiz- oder Backzeit erfordert, wird die Formherstellungszeit wesentlich verlängert. Außerdem wird häufig eine Schmierung auf die Oberflächen des Formhohlraums aufgetragen, um das Entfernen des Gussteils zu erleichtern. Die Verwendung eines Schmiermittels verbessert auch den Metallfluss und kann die Oberflächengüte des Gussstücks verbessern. Das verwendete Öl wird basierend auf der Temperatur des Sandes und des geschmolzenen Metalls ausgewählt.
2. Spannen – Nach der Herstellung der Form muss diese für das Gießen des geschmolzenen Metalls vorbereitet werden. Die Oberfläche des Formhohlraums wird zuerst geschmiert, um das Entfernen des Gussstücks zu erleichtern. Anschließend werden die Kerne positioniert und die Formhälften geschlossen und fest zusammengeklemmt. Die Formhälften müssen sicher geschlossen bleiben, um Materialverlust zu vermeiden.
3. Gießen – Das geschmolzene Metall wird in einem Ofen auf einer eingestellten Temperatur gehalten. Nach dem Einspannen der Form kann die Metallschmelze aus ihrem Aufnahmebehälter im Ofen geschöpft und in die Form gegossen werden. Das Gießen kann manuell oder durch eine automatisierte Maschine erfolgen. Es muss genug geschmolzenes Metall gegossen werden, um die gesamte Kavität und alle Kanäle in der Form zu füllen. Die Füllzeit ist kurz, um ein vorzeitiges Erstarren eines Teils des Metalls zu verhindern.
4. Abkühlen – Das geschmolzene Metall, das in die Form gegossen wird, beginnt abzukühlen und zu erstarren, sobald es in die Kavität eintritt. Wenn die gesamte Kavität gefüllt ist und die Metallschmelze erstarrt, entsteht die endgültige Form des Gussstücks. Die Form kann erst nach Ablauf der Abkühlzeit geöffnet werden. Die gewünschte Abkühlzeit kann anhand der Wandstärke des Gussstücks und der Metalltemperatur abgeschätzt werden. Die meisten der möglichen Fehler, die auftreten können, sind auf den Erstarrungsprozess zurückzuführen. Wenn ein Teil des geschmolzenen Metalls zu schnell abkühlt, kann es zu Schrumpfungen, Rissen oder unvollständigen Abschnitten kommen. Vorbeugende Maßnahmen können sowohl bei der Konstruktion des Teils als auch der Form ergriffen werden und werden in späteren Abschnitten untersucht.
5. Entnahme – Nach Ablauf der vorgegebenen Erstarrungszeit kann die Sandform gebrochen und das Gussstück entnommen werden. Dieser Schritt, der manchmal auch als Ausschütteln bezeichnet wird, wird normalerweise von einer Vibrationsmaschine durchgeführt, die den Sand schüttelt und aus dem Formkasten gießt. Nach dem Entfernen weist das Gussstück wahrscheinlich einige Sand- und Oxidschichten auf, die an der Oberfläche haften. Sandstrahlen wird manchmal verwendet, um verbleibenden Sand, insbesondere von Innenflächen, zu entfernen und die Oberflächenrauheit zu reduzieren.
6. Besäumen – Beim Abkühlen verfestigt sich das Material aus den Kanälen in der Form am Teil befestigt. Dieser Materialüberschuss muss manuell durch Schneiden oder Sägen oder mit einer Entgratpresse vom Guss abgeschnitten werden. Die Zeit, die zum Zuschneiden des zusätzlichen Materials benötigt wird, kann anhand der Größe des Gussumschlags abgeschätzt werden. Ein umfangreicherer Guss erfordert eine längere Schnittzeit. Der dabei anfallende Schrott wird entweder verworfen oder im Sandgussverfahren wiederverwendet. Das Schrottmaterial muss jedoch möglicherweise auf die richtige chemische Zusammensetzung aufbereitet werden, bevor es mit nicht recyceltem Metall kombiniert und wiederverwendet wird.