Urformen Wolfgang Mzyk 07.11.2018 HFH/Mzyk

Urformen Fertigen eines festen Körpers aus formlosen Stoff durch Schaffen des Stoffzusammenhaltes. Hierbei treten die Stoffeigenschaften bestimmbar in Erscheinung. 07.11.2018 HFH/Mzyk

Urformen Formen aus dem festen (pulverigen oder körnigen Zustand Formen aus dem flüssigen oder teigigen Zustand Formen aus dem ionisierten Zustand z.B. pulvermetall-urgischen Fertigung durch Pressen und Sintern z.B. Gießen von Metallen (Form- gußfertigung) z.B. galvano- plastische Fertigung (Elektroformung) 07.11.2018 HFH/Mzyk

Formen aus dem flüssigen oder teigigen Zustand Gießen in verlorenen Formen Gießen in Dauerformen Zwei- und mehrteilige einteilige Formen Anwendung von Anwendung von Dauermodellen verlorenen Modellen Metallischen Nichtmetallischen Kokillen Kokillen Kokillenguss Schleuderguss Strangguss Druckguss 07.11.2018 HFH/Mzyk

Übersicht der wichtigsten Gusswerkstoffe Eisengusswerkstoffe Gusseisen (z.B. GGG,GGL) Temperguss (z.B. weißer-, schwarzer GT) Stahlguss (z.B. unlegierter,hitzebeständiger GS) Nichteisengusswerkstoffe (NE-) Schwermetallguss (z.B. Kupfer, Blei, Zinn, Zink) Leichtmetallguss (z.B. Al, Mg, Titan) 07.11.2018 HFH/Mzyk

Verfahrensablauf beim Urformen Prinzipieller Ablauf Beispiel Erzeugen des formlosen Stoffes Schmelzen des Metalls Formgebung des formlosen Stoffes Gießen der Schmelze in eine Gießform Schaffen des Stoffzusammenhaltes Abkühlen und Erstarren der Schmelze Entnehmen des Urformteiles aus der Form Auspacken des Gussteils Nachbehandlung des Urformteiles Putzen, Wärmebehandlung, Ausbessern von Gussfehlern 07.11.2018 HFH/Mzyk

Erzeugung des flüssigen Gießmetalls Schachtschmelzen Es ist das wichtigste Verfahren für Gusseisen und Temperguss ca. 2 bis 15t/h kontinuierliches Verfahren Induktionsschmelzen Einsatz für alle Gusswerkstoffe – Ausnutzung – Wechselstrom – magnetische Wechselfeld – Sekundärstrom ca. 0,2 bis 10t/h Lichtbogenschmelzen Einsatz bei Stahlguss – große Badoberfläche ca. 0,6 bis 11t/h diskontinuierlich Tiegelschmelzen Einsatz von Vorlegierungen aus Nichteisenmetallen – kleinere Mengen ca. 1,5 bis 3h bis 200kg/h 07.11.2018 HFH/Mzyk

Gießerschachtofen 07.11.2018 HFH/Mzyk

Induktions - Tiegelofen 07.11.2018 HFH/Mzyk

Lichtbogenofen 07.11.2018 HFH/Mzyk

Tiegelofen 07.11.2018 HFH/Mzyk

Bestandteile der Formstoffe Formgrundstoff meist Quarzsand, aber auch Korund, Zirkon u.a. Formstoffbindemittel z.B. silikatische Binder (Ton, Zement, Wasserglas u.a.), Kohlehydratbinder (z.B. Stärke), Ölbinder, Kunstharzbinder (z.B. Phenolharz, Furanharz) Zuschlagstoffe z.B. Wasser, das die Bindekraft des Formstoffbindemittels freisetzt, und Steinkohlestaub zur Bindung einer Glanzkohlenstoffschicht auf den Quarzkörnern, die eine Verbindung von Schmelze und Quarzsand verhindert und die Oberfläche des Gussteils verbessert. 07.11.2018 HFH/Mzyk

Arbeitsablauf zur Herstellung einer gießfertigen Form(1) Unterkasten herstellen Modellhälften auf Modellplatte legen, pudern, Unterkasten auflegen, Modellsand einfüllen und an Modell andrücken, Formstoffmischung einfüllen und durch Stampfen verdichten, abstreichen, Luft stechen, Kasten wenden, Teilungsebene polieren, Trennmittel aufbringen Oberkasten herstellen Obere Modellhälfte auflegen und pudern, Oberkasten aufsetzen, Modellsand einfüllen und andrücken, Modellen für Eingusssystem und Speiser stellen, Formstoffmischung einbringen, verdichten, abstreichen, Luft stechen, Einguss und Speisermodelle entfernen. 07.11.2018 HFH/Mzyk

Arbeitsablauf zur Herstellung einer gießfertigen Form(2) Fertigstellen der Form Oberkasten abheben und wenden, Modellhälften aus Unter- und Oberkasten entfernen, Eingusstümpel und Zuläufe anbringen, Form säubern, gefährdete Formteile mit Stiften sichern, Kerne einlegen, Form zulegen (Oberkasten aufsetzen, belasten oder verklammern, Form gießen. Zerstören der Form Nach Erstarren und Abkühlen des vergossenen Werkstoffes Oberkasten abheben, Gussstück entnehmen, Ober- und Unterkasten vom Formstoffmischung befreien. Das Gussstück wird wieder aufbereitet und wird ebenso wie die Formkästen (Ober- und Unterkasten) zur Herstellung einer neuen verlorenen Form wiederverwendet. 07.11.2018 HFH/Mzyk

Arbeitsablauf zur Herstellung einer gießfertigen Form(1) 07.11.2018 HFH/Mzyk

Arbeitsablauf zur Herstellung einer gießfertigen Form(2) 07.11.2018 HFH/Mzyk

Schablonen – Gießverfahren 07.11.2018 HFH/Mzyk

Urformen durch Zentrifugalkraft 07.11.2018 HFH/Mzyk

Urformen durch äußere Druckwirkung 07.11.2018 HFH/Mzyk

Gefüge von Gusseisen 07.11.2018 HFH/Mzyk

Eisengusswerkstoffe 07.11.2018 HFH/Mzyk

Maschinenform mit Kasten 07.11.2018 HFH/Mzyk

(Formen durch Schießen und Hochdruckpressen Kerne) 07.11.2018 HFH/Mzyk

Vakuumformverfahren 07.11.2018 HFH/Mzyk

Maskenformverfahren 07.11.2018 HFH/Mzyk

Feingießen (Wachsausschmelzverfahren) 07.11.2018 HFH/Mzyk

Kokillengießen 07.11.2018 HFH/Mzyk

Beispiel für Gussteile 07.11.2018 HFH/Mzyk

Guss – Fehler 07.11.2018 HFH/Mzyk

Anwendungen GGL GGG GS - 45 GS - 50 GS - 60 Werstoff Eigenschaften Anwendg. Beispiel GGL -Mechanische Eigenschaften in starkem Maße von der Abkühlungsgeschwindigkeit (Wanddicke und Gestalt) abhängig Zerspanbarkeit und Dämpfung gut Überwiegend für statische beanspruchte Gussstücke Gestelle Betten Deckel GGG -Festigkeitseigenschaften günstiger als bei GGL. Sie lassen sich durch Wärmebehandlung weiter verbessern -Zerspanbarkeit gut - Dämpfung geringer als bei GGL Auch dynamischer Beanspruchg. Erhöhte Festigkeit Wie oben GS - 45 GS - 50 GS - 60 -Festigkeitseigenschaften wie Stahl -gut schmiedbar -bedingt schweißbar -Dämpfung geringer als bei GGG Besonders bei Zug- und Biegebeanspruchung Kurbeln Schlitten Flansche Hebel 07.11.2018 HFH/Mzyk

Gestaltung allgemein 07.11.2018 HFH/Mzyk

Gestaltung – Beispiele 1 07.11.2018 HFH/Mzyk

Gestaltung – Beispiele 2 07.11.2018 HFH/Mzyk

Gestaltung – Beispiele 3 07.11.2018 HFH/Mzyk

Gestaltung – Beispiele 4 07.11.2018 HFH/Mzyk

Pullvermetallurgische Teilefertigung Pressen und Sintern Vorteile: Es sind Sonderwerkstoffe aus hochausschmelzenden Metallen, wie Wolfram und Molybdän, sowie Hartmetallen und hochfesten keramischen Werkstoffen herstellbar. Es können Werkstoffzusammensetzungen erzielt werden werden, die schmelzmetallurgischen nicht möglich sind (nicht legierbaren Stoffmischungen), wie Kupfer-Grafit als Kontaktwerkstoff, Kupfer-Zinn-Blei als Gleitlagerwerkstoff oder Eisen mit Grafit u. a. als Reibwerkstoff für Bremsbeläge und dgl. Es können poröse Werkstoffe für feinste Filter oder wartungsfreie Gleitlager (Tränklager) erzeugt werden. Es sind eine material- und energiesparende Fertigungen von Teilen aus Sintereisen und Sinterstahl möglich, wobei gegenüber der Fertigung durch Gießen oder aus Halbwerkzeugen die Materialausnutzung von ca. 50-70% auf nahezu 100% gesteigert und der Energiebedarf etwa halbiert wird. 07.11.2018 HFH/Mzyk

Pulvermetallurgische Teilefertigung Pressen und Sintern Nachteile: Hohe Herstellkosten für das Pulver Hohe Kosten bei Herstellung von Werkzeugen Anwendung besonders für die Herstellung kleinerer Teile (bis ca. 2kg) Pressen: Kaltpressen – bei genügend großen Pressdrücken tritt ein mechanischen Klammern der Pulverteilchen ein (Adhäsionskräfte) – Resultat: Pulverpressteil oder Grünling Sintern: Beim Sintern,d. h. unter Einfluss erhöhter Temperatur, gehen die Teilchen eines Pulverformteils eine chemische Verbindung zu einem festen Körper ein. Al 580°C Bronze 760 °C Messing 900 °C Sinterzeit ca. 30min bis 2h 07.11.2018 HFH/Mzyk

Generieren (Rapid Prototyping) Rapid Prototyping sind Fertigungsverfahren für die Musterteilefertigung. Ziel ist die Verkürzung von Entwicklungsverfahren! Aufzählung von Verfahren: Laser – Stereolithographie UV – Stereolithographie Selektives Laserstrahlsintern Binder – Injektionsverfahren Material – Auftragsverfahren Folienschichtverfahren 07.11.2018 HFH/Mzyk

Zusammenfassung Urformen Das Urformen als Fertigen eines festen Körpers aus formlosen Stoff durch Schaffen des Stoffzusammenhaltes steht in beiden Wegen am Beginn des Gesamtprozesses. Es wird untergliedert nach der Art des formlosen, u. a. in Urformen aus dem flüssigen Zustand (Gießen) und Urformen aus dem pulverförmigen Zustand (Pressen und Sintern). Die Formgebung des formlosen Stoffes erfordert eine Form mit entsprechendem Formhohlraum. Die Merkmale der Form- und Gießverfahren bestimmen ihre technischen und ökonomischen Anwendungsbereich und –grenzen (auch konstruktiven Gestaltung). 07.11.2018 HFH/Mzyk