Zwar werden seit über 5000 Jahren Metalle in Formen gegossen, jedoch sind in den letzten 60 Jahren grundlegende Entwicklungen in der Gießereitechnik getätigt worden. Es hat hier ein Wandel von der empirisch geprägten, handwerklichen Gussherstellung zur wissenschaftlich fundierten industriellen Gussfertigung stattgefunden.
Einen fundamentalen Beitrag hierzu leistete Johannes Carl Adolf Croning mit seinem Patent Nummer 832 937 "Verfahren zur Herstellung von Giessereihohlkernen und Giessereiformhäuten" vom zweiten Februar 1944. Dieses revolutionierte die Kernfertigung und begründete den Beginn der Verwendung und Entwicklung von kunstharzgebundenen Formstoffen in der Gussfertigung. Vor dieser revolutionären Entwicklung wurde in der Kernfertigung hauptsächlich Ölsand eingesetzt.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Grundlagen, Stand der Technik
2.1 Übersicht der Kernherstellungsverfahren
2.1.1 Begasungshärtende Verfahren
2.1.2 Heiß- und Warmhärtende Formverfahren
2.1.3 Verfahren mit anorganischen Bindern
2.2 Verfahrensablauf in der maschinellen Kernfertigung
2.3 Maschinen- und Anlagenbestandteile
2.4 Probleme bei der maschinellen Kernherstellung und deren Abhilfemaßnahmen
2.4.1 Blattrippen
2.4.2 Formerosion (Sandeinschlüsse)
2.4.3 Gasblasen
2.4.4 Grat
2.4.5 Kaltriß
2.4.6 Kernbruch
2.4.7 Kernversatz
2.4.8 Glanzkohlenstoffeinschlüsse
3 Ausblick, Trends und Herausforderungen
Zielsetzung & Themen
Diese Arbeit befasst sich mit den verfahrenstechnischen Grundlagen und Abläufen der maschinellen Kernfertigung in der Gießereiindustrie. Ziel ist es, den Stand der Technik zu erläutern, die Prozessschritte sowie die eingesetzten Anlagenteile zu beschreiben und gängige Fertigungsfehler sowie deren Abhilfemaßnahmen fundiert darzulegen.
- Grundlagen chemisch härtender Formverfahren
- Prozessschritte der maschinellen Kernfertigung
- Funktionsweise und Komponenten von Kernschießmaschinen
- Analyse typischer Gussfehler durch Kernprobleme
- Automatisierung und technologische Zukunftstrends (z.B. 3D-Druck)
Auszug aus dem Buch
2.4.1 Blattrippen
Blattrippen sind dünne, rippenartige metallische Erhebungen in Winkeln oder in Ecken und Kanten von Gussstücken. Sie entstehen primär durch die thermisch bedingte Ausdehnung, meist an chemisch verfestigten Formstoffen.
Durch die Ausdehnung entstehen Risse an der Kernoberfläche, in welche Metall eindringen kann. Da Quarzsand sich oberhalb von 400°C sehr stark ausdehnt, sind Formteile daraus sehr gefährdet. Auch der Binder und ggf. Zusätze und deren Hochtemperaturverhalten haben Einfluss auf die Bildung von Blattrippen.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Die Einleitung gibt einen Überblick über die historische Entwicklung der Kernfertigung von der handwerklichen Gussherstellung bis hin zu den heutigen kunstharzgebundenen Verfahren.
2 Grundlagen, Stand der Technik: Dieses Kapitel erläutert die verschiedenen chemisch härtenden Formverfahren, den typischen Ablauf der maschinellen Kernfertigung, die benötigten Anlagenkomponenten sowie Ursachen und Gegenmaßnahmen für diverse Gussfehler.
3 Ausblick, Trends und Herausforderungen: Abschließend werden aktuelle Trends in Richtung Nachhaltigkeit sowie technologische Innovationen wie das 3D-Drucken von Kernen zur Verkürzung von Entwicklungszeiten beleuchtet.
Schlüsselwörter
Kernfertigung, Gießereitechnik, Kernschießmaschine, Formstoff, chemische Bindung, Cold-Box-Verfahren, Anorganik, Gussfehler, Blattrippen, Gasblasen, Kernbruch, Automatisierung, 3D-Druck, Nachhaltigkeit, Formsand
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit behandelt die Verfahrensabläufe und technischen Grundlagen der maschinellen Kernfertigung, die für die Herstellung von Gussteilen mit Innenkonturen unerlässlich ist.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Schwerpunkte liegen auf der Verfahrenstechnik der Kernherstellung, den verwendeten Maschinen, der systematischen Analyse von Gussfehlern sowie aktuellen Trends wie der Automatisierung.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Ziel ist es, ein umfassendes Verständnis über den modernen industriellen Kernfertigungsprozess, dessen Prozessparameter und die Fehlerbehebung in der Praxis zu vermitteln.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es handelt sich um eine systematische Aufarbeitung des Standes der Technik, basierend auf Fachliteratur, gießereitechnischen Handbüchern und industriellen Standards.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Übersicht der Verfahren, die Darstellung der Prozessschritte (wie das Kernschießen und Härten), die Beschreibung der Maschinenkomponenten sowie eine detaillierte Fehleranalyse.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Kernfertigung, Gießereitechnik, Kernschießmaschine, chemische Bindung, Gussfehler, Automatisierung und 3D-Druck.
Welche Rolle spielen anorganische Bindersysteme in der aktuellen Entwicklung?
Anorganische Systeme gewinnen aufgrund ihrer Umweltvorteile (keine Gefahrstoff- und Geruchsfreisetzung beim Abguss) an Bedeutung, wobei jedoch die höheren Werkzeugkosten eine Herausforderung darstellen.
Wie lassen sich Gussfehler wie "Blattrippen" verhindern?
Blattrippen können durch den Einsatz von Sanden mit niedrigerem Gleichmäßigkeitsgrad, die Verwendung von Formstoffzusätzen (z.B. Eisenoxid) oder eine Anpassung der Verdichtungsintensität reduziert werden.
Warum ist das 3D-Drucken von Kernen für die Industrie interessant?
Das 3D-Druckverfahren ermöglicht enorme Zeit- und Kostenersparnisse insbesondere bei der Prototypenfertigung, da keine klassischen Kernkästen (Modelle) benötigt werden.
Wie unterscheidet sich das offene vom geschlossenen System bei der Begasung?
Beim offenen System treten Restgase frei aus und werden abgesaugt, während beim geschlossenen System die Restdämpfe direkt in eine Absaugung geleitet werden, was jedoch aufwendigere Werkzeugabdichtungen erfordert.
- Citation du texte
- Florian Piehler (Auteur), 2015, Maschinelle Kernfertigung. Grundlagen, Verfahrensablauf und Abhilfe bei möglichen Problemen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/315451
