Fernlehre Teil1 Produktionsverfahren und -systeme Urformen - Gießen ausgeführt von: Thomas Alexander Löwy FH Technikum Wien – Internationales Wirtschaftsingenieurwesen – MIWI1 – 30.Oktober 2008

Fernlehre Teil1 Produktionsverfahren und -systeme Urformen - Gießen Wie wird das Urformen unterteilt? Nennen Sie die wichtigsten Vorteile und Nachteile des Gießens gegenüber anderen Fertigungsverfahren. Beschreiben Sie die einzelnen Fertigungsschritte beim Gießen mit verlorener Form. Beschreiben Sie Fertigungsschritte beim Feingießen und nennen Sie Vorteile und Nachteile des Feingießens? Wodurch unterscheidet sich das Gießen mit Dauerform vom Gießen mit verlorener Form? Welche Formenbeanspruchungen beim Gießen mit Dauerformen treten auf und aus welchem Material werden Dauerformen hergestellt? Beschreiben Sie die Unterschiede zwischen Gusseisen mit Kugelgraphit und Gusseisen mit Lammellengraphit. Nennen Sie Vorteile und Nachteile der beiden genannten Werkstoffen. Warum ist die Gießtemperatur beim Gießen von Gusseisen geringer als beim Stahlguss? Beschreiben Sie das Thixogießen und nennen Sie seine Vorteile. FH Technikum Wien – Internationales Wirtschaftsingenieurwesen – MIW1

Wie wird das Urformen unterteilt? Urformen aus dem gas- oder dampfförmigen Zustand Urformen aus dem flüssigen, breiigen oder pastenförmigen Zustand Gießen mit Dauerform Gießen mit verlorener Form Rapid Prototyping aus dem flüssigen Zustand Urformen aus dem ionisierten Zustand durch elektrolytisches Abscheiden Galvanoplastik Urformen aus dem festen Zustand Pressen und Formen Pulvermetallurgie Rapid Prototyping aus dem festen Zustand Einteilung nach DIN 8580 Quelle: PVS_Skript_Teil1 / Huskic / Folie 27 FH Technikum Wien Thomas Alexander Löwy - MIW1 Folie 3

Thomas Alexander Löwy - MIW1 Nennen Sie die wichtigsten Vorteile und Nachteile des Gießens gegenüber anderen Fertigungsverfahren. Vorteile Nachteile Freizügigkeit des Gestaltens Nahezu alle technisch-relevanten metallischen Werkstoff gießbar Komplexe Bauformen realisierbar endmaßnahes Fertigungsverfahren Lunkerbildung im Guss hohe Werkzeug- und Maschinenkosten hohes Maß an Know-How (z.B. Konstrukteure) Quelle: Enzyklopädia Fertigungstechnik www.techniker-forum.de FH Technikum Wien Thomas Alexander Löwy - MIW1 Folie 4

Thomas Alexander Löwy - MIW1 Beschreiben Sie die einzelnen Fertigungsschritte beim Gießen mit verlorener Form. (Annahme: Dauermodell) hohler Bauteil  Kern um ein „Schwindmaß“ größer als gewünschtes Bauteil „Kernmarken“ als Auflagestellen des Kerns Kernkasten  Herstellung des Kerns zweiteiliger Kasten Verdichtung des Formstoffs mittels Hand oder Maschine öffnen der Form zur Entnahme des Modells und Einlegen des Kerns anschließendes Schließen und Gießen Formhälften werden geklammert um ein Aufschwimmen des Oberkastens zu verhindern Nach Abkühlung  Entfernung von Formstoffresten; Entfernung von Einguss, Speiser und Lauf; Entfernung des Grates am Gußteil Quelle: PVS_Skript_Teil1 / Huskic / Folie 63 FH Technikum Wien Thomas Alexander Löwy - MIW1 Folie 5

Thomas Alexander Löwy - MIW1 Beschreiben Sie Fertigungsschritte beim Feingießen und nennen Sie Vorteile und Nachteile des Feingießens? 1. Herstellen der Modelle und der Gießsysteme 2. Zusammenbau zu Gießeinheiten 3. Herstellen der Gießformen 4. Ausschmelzen und Brennen 5. Schmelzen und Gießen 6. Entformen 7. Trennen 8. Schleifen 9. Prüfen und Kontrollieren (Qualitätsprüfung) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Quelle: PVS_Skript_Teil1 / Huskic / Folie 81ff Konstruieren und Gießen 2008 / Seite 9ff FH Technikum Wien Thomas Alexander Löwy - MIW1 Folie 6

Thomas Alexander Löwy - MIW1 Beschreiben Sie Fertigungsschritte beim Feingießen und nennen Sie Vorteile und Nachteile des Feingießens? Vorteile Nachteile hohe Maßgenauigkeit hohe Oberflächenqualität hohe Gestaltungsfreiheit Herstellung von Bauteilen mit komplizierten Hohlräumen und Hinterschneidungen Wirtschaftlichkeit freie Werkstoffwahl geringer Bearbeitungsaufwand gratfreie Gußteile hoher Verfahrensaufwand Quelle: PVS_Skript_Teil1 / Huskic / Folie 81ff Konstruieren und Gießen 2008 / Seite 9ff FH Technikum Wien Thomas Alexander Löwy - MIW1 Folie 7

Thomas Alexander Löwy - MIW1 Wodurch unterscheidet sich das Gießen mit Dauerform vom Gießen mit verlorener Form? Dauerformen werden nicht zerstört und überstehen mehrere Gußvorgänge werden für die Produktion größerer Serien verwendet Verlorene Formen werden nach dem Gießen zerstört werden für die Produktion einzelner Gußteile (Einzelstücke) bzw. kleinerer Serien verwendet Quelle: PVS_Skript_Teil1 / Huskic FH Technikum Wien Thomas Alexander Löwy - MIW1 Folie 8

Thomas Alexander Löwy - MIW1 Welche Formenbeanspruchungen beim Gießen mit Dauerformen treten auf und aus welchem Material werden Dauerformen hergestellt? Materialien Grauguß Temperguß Warmarbeitsstahl Quelle: PVS_Skript_Teil1 / Huskic / Folie 90 FH Technikum Wien Thomas Alexander Löwy - MIW1 Folie 9

Thomas Alexander Löwy - MIW1 Beschreiben Sie die Unterschiede zwischen Gusseisen mit Kugelgraphit und Gusseisen mit Lammellengraphit. Gusseisen mit Lammellengraphit gute Gleiteigenschaften, Zerspanbarkeit, Gießbarkeit und Schwingungsdämpfung begrenzte Zugfestigkeit und geringe Zähigkeit > 2% Kohlenstoffanteil Gusseisen mit Kugelgraphit gute Festigkeitswerte, Zerspanbarkeit und Bruchdehnung kugelförmige Graphiteinlagerungen verringern Kerbwirkung kann vergütet und randschichtgehärtet werden Quelle: www.metallograf.de FH Technikum Wien Thomas Alexander Löwy - MIW1 Folie 10

Nennen Sie Vorteile und Nachteile der beiden genannten Werkstoffen. Gusseisen mit Lammellengraphit hoch verschleißfest gute Zerspanbarkeit geringes Schwindmaß (~ 1%) hohe Korrosionsbeständigkeit gut schwingungsdämpfend geringere Festigkeit hohe Sprödigkeit und dadurch stopfempfindlich Gusseisen mit Kugelgraphit höhere Festigkeit gute Korrosionsbeständigkeit hohe Neigung zur Porosität und Lunkerbildung geringe Schwingungsdämpfung Quelle: PVS_Skript_Teil1 / Huskic / Folie 32 FH Technikum Wien Thomas Alexander Löwy - MIW1 Folie 11

Thomas Alexander Löwy - MIW1 Warum ist die Gießtemperatur beim Gießen von Gusseisen geringer als beim Stahlguss? Die Antwort lässt sich aus dem nebenstehenden Diagramm ableiten  Kohlenstoffgehalt < ~2% C : Stahlguss > ~2% C: Gusseisen Quelle: PVS_Skript_Teil1 / Huskic / Folie 31, 35 FH Technikum Wien Thomas Alexander Löwy - MIW1 Folie 12

Beschreiben Sie das Thixogießen und nennen Sie seine Vorteile. Das in den 70er Jahren am MIT entwickelte Thixocasting-Verfahren ermöglicht die Herstellung hochwertiger Leichtmetallbauteile aufgrund der positiven Effekte der Verarbeitung teilflüssigen Rohmaterials. Merkmale spezielle Variante des Druckgießverfahrens Werkstoff wird bei einer Temperatur verarbeitet, die zwischen der Liquidus- und der Solidustemperatur des Werkstoffs liegt. „halbfester“ Zustand Voraussetzung: spezielles Material mit feinkörnigem, globulitischem Gefüge wird bei Aluminium- und Magnesiumlegierungen eingesetzt Quelle: PVS_Skript_Teil1 / Huskic / Folie 107ff FH Technikum Wien Thomas Alexander Löwy - MIW1 Folie 13

Beschreiben Sie das Thixogießen und nennen Sie seine Vorteile. Das Thixogießen ist ein vierstufiger Prozess: Herstellung des Thixo-Vormaterials mittels Stranggießen, wobei durch kornfeinende Maßnahmen (z.B. elektromagnetischem Rühren) eine rosettenförmig bis globulitische Ausbildung des Gefüges erreicht wird. Abtrennen von Bolzen aus dem gegossenen Strang Induktive Erwärmung der Vormaterialbolzen in den teilflüssigen Zustand (Flüssigphasenanteil von ca. 40-60 Vol.- Prozent) Verpressen der fließfähigen teilflüssigen Masse auf einer Kaltkammer- Druckgussmaschine in die Gießform und Erstarrung Vorteile dichtes Gefüge ohne Poren, Gasanschlüsse und (geringe) Schwindung hohe mechanische Eigenschaften erzielbar Gussteile sind wärmebehandel- und schweißbar Quelle: PVS_Skript_Teil1 / Huskic / Folie 107ff Frauenhofer Institut Alu-scout.com FH Technikum Wien Thomas Alexander Löwy - MIW1 Folie 14