Vorbereitung der Formen und der Kerne

Das Gießen von Gusseisen basiert im Wesentlichen auf der Verwendung von Quarzsand zur Herstellung der Gussform und der Kerne, die es ermöglichen, Gussteile mit komplexer Geometrie und inneren Hohlräumen zu erhalten. Die Form ist daher im Wesentlichen eine Matritze. In der typischen Terminologie der Gießerei wird der Begriff „Form“ (in Englisch „Mold“) dann verwendet, wenn sie aus feuerfesten Materialien (Quarzsand oder anderen keramischen Materialien) hergestellt ist und es sich um eine „verlorene“ Form handelt, d. h. sie wird jedes Mal zerstört, wenn ein Gussteil hergestellt wird. Stattdessen wird der Begriff „Matrize“ (auf Englisch „Die“) verwendet, wenn von einer „Dauerform“ (d. h. sehr oft wiederverwendbar) aus Stahl gesprochen wird. Beim Gießen von Gussteilen besteht die einzig mögliche Lösung angesichts der hohen Gießtemperaturen in der Verwendung von Formen aus Quarzsand oder einem anderen keramischen Material.

Die Quarzsande werden mit Bindemitteln (anorganisch wie Bentonit oder organisch wie Amine) vermischt und auf unterschiedliche Weise in Metallbehälter, in er Regel aus Stahl oder Gusseisen, sogenannte „Kästen“, eingebracht. Der Kasten dient dazu, der Form mechanische Stabilität zu verleihen, die sich verformen oder brechen könnte, wenn sie beim Gießen dem Gewicht des flüssigen Gusseisens ausgesetzt wird. Durch die Verwendung von Modellen (d. h. Nachbildungen des gesamten Gießsystems einschließlich des Gießens) wird das Systsem aus Sand und Bindemitteln entsprechend geformt und erhält so den Hohlraum, in den das flüssige Gusseisen gegossen wird. Die Modelle können aus Holz (mittlere bis kleine Serien, sogar große Gussteile), Polymermaterial (mittlere Serie) oder aus Metallmaterial, typischerweise Aluminiumlegierungen (große Serien), hergestellt werden, wobei ihre mögliche Verschlechterung durch Kontakt mit dem Sand zu berücksichtigen ist.

Selbstverständlich muss berücksichtigt werden, dass sich das Modell nach der Sandformung aus dem Sand herausziehen lassen muss und daher keine Hinterschneidungen erzeugen darf (in diesem Fall würde das Herausziehen des Modells zu Beschädigungen und Bruch der Form führen). Es können aber auch Kerne in den Hohlraum eingelegt werden, auch diese bestehen aus Sand und Bindemitteln. Die in die Form eingesetzten Kerne ermöglichen die Herstellung von Gussteilen mit komplexerer Geometrie und inneren Hohlräumen. Tatsächlich füllt das flüssige Gusseisen durch die Verwendung der Kerne nicht mehr den gesamten Hohlraum der Form, sondern nur den Raum zwischen Kern und Form aus. Ebenso wie die Gussform muss auch der Kern beim Gießen und in der ersten Erstarrungsphase eine ausreichende Konsistenz gewährleisten, muss dann aber nach und nach abbröckeln und beim Ausschalen entfernt werden.

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