Als eines der ältesten und vielseitigsten Herstellungsverfahren überhaupt, dessen Geschichte Jahrtausende zurückreicht, Sandguss spielt auch heute noch eine zentrale Rolle. Während neuere, fortschrittlichere Technologien auf den Markt kommen, bleiben ältere Methoden wie Sandguss weiterhin auf der Kippe, weil sie praktisch und kosteneffektiv sind und Formen erzeugen können, die nur wenige andere Methoden können.
In diesem Blog werden die Grundlagen des Sandgusses, seine wichtigsten Vorteile und Einschränkungen sowie das breite Anwendungsspektrum untersucht, das ihn heute zu einer beliebten Wahl in der Industrie macht.
Was ist Sandguss?
Sandguss ist eine Art Metallgussverfahren, bei dem Sand als Formmaterial verwendet wird. Bei dieser Methode wird geschmolzenes Metall in einen Hohlraum einer Form aus Sand gegossen, um die gewünschte Form herzustellen. Die geformte Form kann dann zerbrochen werden, um das Gussteil zu entfernen, sobald das Metall erstarrt ist.
Der Prozess folgt diesen allgemeinen Phasen:
- Mustererstellung: Ein Muster soll die Form des Endprodukts nachbilden.
- Formen: Mithilfe des Musters wird ein Hohlraum im Sand erzeugt.
- Schmelzen und Gießen: Flüssiges Metall wird in die Form gegossen.
- Abkühlen und Erstarren: Das Metall kann in der Form abkühlen und erstarren.
- Entnahme und Endbearbeitung: Die Form wird zerbrochen und das Gussteil gereinigt und fertiggestellt.
Die Einfachheit dieses Prozesses und die Verfügbarkeit von Rohstoffen machen Sandguss zu einer der weltweit am weitesten verbreiteten Fertigungsmethoden.
Vorteile des Sandgusses
1. Praktisch jede Legierung:
Sandgussteile kann problemlos aus fast jeder Eisen- oder Nichteisenlegierung hergestellt werden. Bei einigen anderen Gussverfahren werden Superlegierungen im Vakuum geschmolzen und gegossen, dies erfolgt jedoch normalerweise nicht als Sandgussverfahren. Einige Materialien können nicht sein “hat funktioniert”und muss als Gussstück hergestellt werden.
2. Geringe Werkzeugkosten:
Die relativ geringen Werkzeugkosten machen Sandguss zu einem Verfahren der Wahl für kleinere Volumenanforderungen. Da sich Muster abnutzen, hängt das für das Muster ausgewählte Material (normalerweise Holz, Kunststoff oder Metall) von der erwarteten Nutzungsmenge des hergestellten Teils ab. Auch wenn es auf kurze Sicht vielleicht nicht billiger ist, ist maschinell bearbeitet (bzw “musterlos”) Formen können ein kosteneffizienter Ansatz für Komponenten sein, die über einen viel längeren Zeitraum weniger genutzt werden.
3. Vielseitig – Größe, Gewicht, Form:
Sandgussteile können in Gewichten von Unzen bis über 200 Tonnen hergestellt werden. Durch den Einsatz von Kernen können interne Strukturen an Ort und Stelle gegossen werden. Formteile hängen weitgehend von der Vorstellungskraft des Designers ab. Die meisten Sandgussteile erfordern jedoch zumindest einige bearbeitete Oberflächen, entweder aufgrund der inhärenten Toleranzgrenzen des Prozesses oder der Notwendigkeit, mit anderen Komponenten zusammenzupassen.
4. Beliebige Menge:
Da die Werkzeugkosten sehr niedrig sein können, eignet sich Sandguss möglicherweise für ein einmaliges Los. Umgekehrt gibt es Teile in Automobilen, die mit diesem Verfahren hergestellt werden, sodass es sich möglicherweise auch für die Herstellung großer Stückzahlen eignet. Andere Design- und Toleranzfaktoren sind in der Regel wichtiger als das Volumen, weshalb dieses Verfahren als bevorzugte Art des Gussverfahrens ausgewählt werden sollte.
5. Zeitpunkt:
Obwohl der Gussprozess möglicherweise schneller ist als beispielsweise der Feinguss, muss berücksichtigt werden, dass Nachgussprozesse wie die maschinelle Bearbeitung die Gesamtdurchlaufzeiten verlängern können.
Bedenken hinsichtlich Sandguss
1. Geringere Maßgenauigkeit:
Das No-Bake-Formen kann eine bessere Maßgenauigkeit und Wiederholbarkeit liefern als das Grünsandformen, aber dieses Verfahren bietet im Durchschnitt weniger Präzision als andere gängige Gussverfahren.
2. Musterpflege:
Obwohl sie kostengünstiger sind als Werkzeuge für andere Gussverfahren, ist die Mustererstellung dennoch eine Kunst. Muster können umfangreich sein, daher muss der Speicher verwaltet werden. Dies ist besonders wichtig, wenn der Guss selten hergestellt wird. Musterloses Formen kann einige Herausforderungen bei der Musterspeicherung und -pflege lindern.
3. Oberflächenbeschaffenheit:
Sandgussteile neigen dazu, eine rauere Oberfläche zu liefern als andere Gussverfahren. Dieser Punkt kann strittig sein, wenn bestimmte Oberflächen ohnehin bearbeitet werden oder wenn Oberflächen im Gusszustand akzeptabel sind.
Nachfolgend finden Sie einen Vergleich der relativen Oberflächenbeschaffenheiten, die bei verschiedenen Gussprozessen erwartet werden können:
| Casting-Prozess | RMS-Bereich |
| Sterben | 20 – 120 |
| Investition | 60 – 200 |
| Muschelform | 120 – 300 |
| Zentrifugal – Standardwerkzeuge | 400 – 500 |
| Zentrifugal – Dauerform | 20 – 300 |
| Statisch – Dauerform | 200 – 420 |
| Normaler Nichteisensand | 300 – 560 |
| Normaler grüner Eisensand | 560 – 900 |
Elemente im Sandguss
Bevor wir die in den Prozess verbundenen Schritte lernen, ist es wichtig, die Teile oder Elemente zu verstehen, die im Gussprozess verwendet werden. Siehe das Sandgussdiagramm unten, während Sie mehr über die Elemente erfahren.
- Cope and Drag: Der obere und untere Teil einer Gussanordnung werden als Cope bzw. Drag bezeichnet. Sie sind normalerweise Holzrahmen
- Steigrohr: Ein Steigrohr wird oft als Feeder bezeichnet. Es handelt sich um ein Reservoir und einen Durchgang in einer Metallgussform, um ein Schrumpfen des Metalls zu verhindern.
- Läufer: Ein Läufer ist ein Kanal mit einem reduzierten Durchmesser, mit dem der Fluss von geschmolzenem Metall in Richtung Hohlraum ermöglicht wird.
- Form: Hierbei handelt es sich um einen Hohlraum, der aus einem Modell (Kopie des endgültigen gewünschten Abgusses) besteht, das größtenteils aus Sand besteht.
- Kern: Der Kern beim Sandguss ist ein Gerät, das in den Formhohlraum eingeführt wird, um innere Merkmale wie Löcher im Gussstück zu erzeugen.
- Anschnitt: Dies ist der Punkt, an dem das Metall den Formhohlraum erreicht und hineinzufließen beginnt.
- Basissand: Dies ist auch als Grundsand bekannt und ist die reinste Form von Sand (Kieselsäure).
- Bindemittel: Der Klebstoff, der die Sandkörner zusammenhält, ist das Bindungsmittel. Die häufigsten Arten von Bindemitteln sind Ton & Wasser, Öl, Harz und Natriumsilikat.
Sandgussanwendungen
Angesichts der Tatsache, dass 70 % der Metallgussteile werden durch das Sand- oder Formgussverfahren hergestellt. Einige der bekannten Sandgussprodukte oder Teile, die durch dieses Verfahren hergestellt werden, umfassen Pumpenkörper, Buchsen, Luftkompressorkolben, Laufräder und Motorkurbelgehäuse & Ölwanne, Schwungrad, Benzin und Öltank.
- Bergbau- und Bauindustrie: In der Bergbau- und Bauindustrie wird Sandguss zur Herstellung verschleißfester Platten verwendet; und Teile der Ausrüstung, wie zum Beispiel Brecherteile, Schleppschaufelzähne oder Baggerschaufeln.
- Marineindustrie: Sandguss wird in der Schifffahrtsindustrie verwendet, um Teile für Schiffsmotoren, Propeller, Bootsbeschläge und andere für Schiffe benötigte Teile herzustellen.
- Eisenbahnen: Sandguss wird in der Eisenbahnindustrie bei der Herstellung von Eisenbahnrädern, Bremssystemen oder Kupplungen eingesetzt.
- Landwirtschaft und Landmaschinen: Es findet auch Anwendung in der Landwirtschaft und in landwirtschaftlichen Maschinen zur Herstellung von Komponenten wie Traktorteilen, Pflügen und Teilen für Bewässerungssysteme.
Wie sich Sandguss im Vergleich zu anderen Methoden schlägt
Im Vergleich zu anderen Gussverfahren hat der Sandguss seine eigenen Vorteile und Kompromisse:
- Im Vergleich zum Druckguss: Druckguss bietet zwar ein höheres Maß an Präzision und glattere Oberflächen, ist jedoch teuer und für große Teile nicht geeignet.
- Im Vergleich zu Feinguss: Feinguss erzielt eine höhere Genauigkeit und Detailtreue, ist jedoch wesentlich teurer und zeitaufwändiger.
- Im Vergleich dazu hat der Kokillenguss im Vergleich zum Sandguss eine schnellere Zykluszeit, aber eine geringere Gestaltungsfähigkeit.
Warum Kbear Metal Ihr Partner für Sandguss ist
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- Fortschrittliche Technologie: Integration moderner Werkzeuge für Präzision und Effizienz.
- Expertenunterstützung: Ein engagiertes Team, das Sie durch jeden Schritt des Casting-Prozesses begleitet.
Abschluss
Sandguss bleibt ein wichtiger Herstellungsprozess, der Flexibilität, Kosteneffizienz und die Möglichkeit bietet, komplexe Teile für jede Branche herzustellen. Obwohl es Mängel aufweist, tragen technologische Fortschritte dazu bei, diese Einschränkungen zu überwinden und Sandguss zu einer praktikablen Option für heutige Anwendungen zu machen, angefangen von kundenspezifischen Automobilkomponenten bis hin zu Industriemaschinenteilen, künstlerischen Skulpturen oder jedem anderen Produkt, das Sie sich vorstellen können.
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