Gießereimaschinen für das effiziente Herstellen von metallischen Werkstücken

Posted by NetBid on Apr 6, 2020 6:29:09 PM

Schmelzofen

Das Gießen als Fertigungsverfahren bringt zahlreiche Vorteile mit sich – es ist zum einen besonders wirtschaftlich, weil kaum Material verschwendet wird. Zum anderen ist es auch ein recht einfaches Verfahren, das nur wenige Prozessschritte erfordert. Weiterhin spielt auch die gute Energieeffizienz beim Gießen eine entscheidende Rolle, innerhalb der kompletten Produktionskette liegt das Gießen auch hier im Gegensatz zu anderen Verfahren wie dem Zerspanen vorn. Vor allem sehr komplexe Werkstücke und Geometrien lassen sich damit einfach umsetzen. Viele Branchen in der Industrie greifen auf das Gießverfahren zurück oder arbeiten mit Werkstücken aus Gießereien, darunter der Maschinenbau und die Fahrzeugindustrie.

Das Gießereiverfahren in der Industrie

Das Gießen gehört zu den Verfahren des Urformens. Einfach zusammengefasst werden beim Gießen Werk- oder sogenannte Gussstücke aus geschmolzenem Metall hergestellt. Meistens wird die Schmelze aus flüssigem Metall in eine entsprechend gefertigte Form gefüllt, wo das Ganze zum fertigen Werkstück erstarrt. Das Befüllen der Formen wird übrigens auch als Abguss bezeichnet.

Die typische Prozesskette des Gießens beinhaltet den Bau der entsprechenden Formen bzw. die Modellanfertigung, das Schmelzen der Metalle sowie die Schmelzbehandlung und natürlich auch die weitere Nachbehandlung. Bei den häufig verwendeten Gießwerkstoffen liegt Gusseisen ganz vorn, gefolgt von Aluminiumlegierungen.

Es gibt einen kompletten industriellen Zweig, der Gießverfahren anwendet und Werkstücke zur Weiterverarbeitung fertigt, die sogenannte Gießerei-Industrie. Herstellbar ist eine große Spanne an spezifischen Werkstücken, von winzigen und leichten Kleinteilen bis hin zu hunderte Tonnen schweren Bauteilen. Auch die Vielfalt der (auch sehr komplexen) Formen ist breit, möglich sind vor allem auch dreidimensional gekrümmte Flächen. Ein paar exemplarische Produkte aus Gießereien sind:

  • Implantate
  • Prothesen
  • Schiffspropeller
  • Gehäuse für Getriebe und Motoren
  • Turbinenschaufeln
  • Motorblöcke
  • Zylinderköpfe
  • Kurbelwellen
  •  

Verwendete Werkstoffe

Es gibt ebenso auch viele Gusswerkstoffe oder Gusslegierungen, folgende kommen häufig zum Einsatz:

  • Gusseisen
  • Aluminiumguss
  • Stahlguss
  • Kupferlegierungen
  • Titan

Unterschiedliche Gießverfahren

Und auch bei den Gießverfahren gibt es Unterschiede:

  • Formgießen
  • Blockguss
  • Strangguss
  • Schwerkraftgießen
  • Schleudergießen
  • Druckgießen

Dabei gibt es Formen beim Gießen, die nur ein einziges Mal genutzt werden und anschließend unbrauchbar sind. Daneben sind aber auch Dauerformen üblich, die immer wieder genutzt werden.

Häufig verwendete Gießereimaschinen

Gießereimaschinen machen sich eines der Verfahren zunutze und stellen damit bestimmte Werkstücke für spezifische Bereiche her. Es gibt zahlreiche unterschiedliche Anlagen und Maschinen, die je nach Bedarf verwendet werden. Die folgenden Gießereimaschinen werden hier bei NetBid besonders häufig angeboten:

  1. Die DruckgießmaschineDruckgussmaschine

Die Druckgussmaschine ist der Klassiker. Hierbei wird noch zwischen zwei unterschiedlichen Bauarten unterschieden:

  • Maschinen mit warmer Befüllungskammer

Das Warmkammerverfahren bietet vor allem schnelle Taktzeiten, denn es ist voll automatisierbar. Es ergeben sich aber auch Nachteile, so sind im Inneren der Gussstücke oft Lufteinschlüsse zu finden, sogenannte Porositäten. Auch lassen sich keine kupfer- oder aluminiumhaltigen Werkstoffe verarbeiten. Hier ist das Kanalsystem zu jedem Zeitpunkt des Gießprozesses extrem heiß. Auch kämpfen diese Maschinen oft mit Problemen bei der Dichtigkeit und bringen einen relativ hohen Verschleiß mit.

  • Maschinen mit kalter Befüllungskammer

Kaltkammerdruckgießmaschinen bieten eine Trennung von Ofen und Druckgießmaschine, die Schmelzmenge lässt sich entweder manuell oder automatisch dosieren. Das Verfahren ist für Aluminium- und Kupferlegierungen eine gute Wahl, ebenso für Magnesiumlegierungen. Die Stückleistung ist hier allerdings nicht so hoch, wie bei dem Warmkammerverfahren.

 

  1. Der Durchlaufwirbelmischer

Diese Maschinen bieten eine Fertigung von Form und Werksstück mit kalthärtenden Bindersystemen, der Mischer füllt die Form mit den entsprechenden Gusswerkstoffen. Der Vorteil bei dieser Maschine: Binder und Formstoff werden kontinuierlich gemischt, die Verdichtung der Form erfolgt in der Regel mit Schwerkraft. Durchlaufwirbelmischer sind sehr robust und langlebig, sie fallen nicht so schnell dem Verschleiß anheim und zeichnen sich zudem durch eine gute Bedienerfreundlichkeit aus. Auch die Wirtschaftlichkeit ist hier ein großes Plus.

  1. Die Kernschießmaschine

Diese Maschinen dienen der Fertigung von Sandkernen. Es unterscheiden sich dabei noch Unterbauarten, wie Kernblas- bzw. Kernschüttmaschinen, welche trockene und rieselfähige Formstoffe verarbeiten, und Kernschießmaschinen, die neben trockenen auch feuchte Formstoffe gießen. Kontinuierliche Durchlaufmischer sind ausschließlich für feuchte Formstoffe geeignet. Die Formstoffe werden dabei nicht verdichtet, sondern vielmehr physikalisch und chemisch gehärtet.

  1. Die Kokillengießmaschine

Hiermit werden Teile aus Gusseisen im sogenannten Kippkokillengießverfahren hergestellt. Dieses Verfahren punktet vor allem bei Gießwerkstoffen, die schnell oxidieren oder Schaum bilden, wie beispielsweise Aluminium.

  1. Die Niederdruckgießmaschine

Und hier werden Gussteile nach dem Niederdruck-Kokillengießverfahren gefertigt. Die Vorteile der Maschine sind ein sehr sauberes und präzises Gießen sowie eine hohe Produktivität. Hier ist auch eine Fertigung mit gleich mehreren Kokillen machbar, sodass die Geschwindigkeit noch einmal gesteigert wird. Auch die Wartungsfreundlichkeit ist ein Vorteil dieser Gießereimaschine.

  1. Der Schmelzofen

Hier wird die Energie, die zum Schmelzen des Werkstoffs nötig ist, direkt im Ofen erzeugt. Vor allem Metalle sowie Legierungen auf Basis von Eisen sowie Leicht- und Schwermetall kommen hier zum Einsatz. Es kommen zwei Arten von Öfen in Betracht: der Elektro-Ofen und der brennstoffbeheizte Ofen, der in der Regel mit Gas oder Koks, seltener mit Öl beheizt wird.

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