Feinguss

Feinguss ist ein Gießverfahren, bei dem Bauteile endkonturnah und mit minimierter Nachbearbeitung gegossen werden können. Das Wort „Feinguss“ wird meist mit einem Zusatz verwendet: „nach dem Wachsausschmelzverfahren“. Zuerst wird ein Wachsmodell, ein Ebenbild des späteren Gussteils, erstellt. Dieses Wachsmodell wird dann mit einem Formstoff umhüllt. Im Anschluss wird das Wachs wieder ausgeschmolzen, um in den dann entstehenden Hohlraum das Guss-Material zu gießen. Deshalb der Zusatz „nach dem Wachsausschmelzverfahren“. Das Wachsmodell und die Form gehen dabei immer verloren. Deshalb wird das Feinguss-Verfahren auch in die Gruppe der „verlorenen Formen“ eingruppiert
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Feinguss-Bauteile zeichnen sich durch gute Oberflächenqualität und hohe Maßgenauigkeit aus. Häufig kann die mechanische Bearbeitung eingespart werden. Feingussstücke haben keine Formteilung und sind gratfrei. Im ersten Schritt der Feingussteil-Fertigung werden Werkzeuge für die Herstellung der Wachsmodelle erstellt. Dabei sind die beim Formen und Gießen auftretenden Volumenänderungen, die Werkstoff- und geometrieabhängig sind, zu berücksichtigen. Bei den Werkzeugen handelt es sich um Dauerformen für Spritzgussmaschinen, vornehmlich aus Stahl. Ähnlich der Spritzgusstechnik bei Kunststoffen, werden dann auf den Maschinen die erforderliche Anzahl an Wachsmodellen erzeugt – je ein Wachsmodell für jedes benötigte Stück.
Bei dem Wachs, der für die Herstellung der Modelle verwendet wird, handelt es sich um Spezialwachse. Diese müssen zum Beispiel die folgenden Eigenschaften erfüllen: Ausbildung glatter, gleichmäßiger Oberflächen, niedrige Viskosität in der Schmelze zum problemlosen Ausschmelzen und ausreichende Festigkeit und Härte im festen Zustand.
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Daraufhin werden die Wachstrauben in einen Formstoff eingetaucht. Dieser Formstoff ist eine zähflüssige, feinkeramische Masse, meist aus einem feinen feuerfesten Mehl als Formgrundstoff und einem Bindemittel, zum Beispiel Ethylsilikat. Dieser Formstoff bildet einen temperaturbeständigen Überzug über dem Wachsmodell. Die Qualität dieses ersten Überzugs, der Feinschicht, entscheidet später über die Oberflächengüte des späteren Gussstücks. Die Modelltraube wird nach dem Abtropfen und Vortrocknen der dünnen Feinschicht besandet. Sechs bis zehn Mal wird der Vorgang des Eintauchens, Abtropfens, Vortrocknen und besanden wiederholt, so dass sich die Schalendicke um das Wachsmodell immer weiter, bis auf eine Schichtstärke von ca. 5 – 8 mm, erhöht. Danach wird die Modelltraube für mehrere Stunden zum Trocknen aufgehängt.
Im Anschluss erfolgt das Auswachsen. Bei Temperaturen um 120° C wird das Wachs flüssig und läuft aus der Form. Zu einem großen Teil kann das Wachs aufgefangen und wiederverwendet werden. Damit die Form seine endgültige Festigkeit erhält, wird die Modelltraube noch einmal bei Temperaturen zwischen 650° C und 1.000° C gebrannt. Noch im warmen Zustand der Form wird der zu verwendende Werkstoff in die Traube eingegossen. Nach der vollständigen Erstarrung der Schmelze wird die Keramikschale von der Gießtraube abgeschlagen und die Gussstücke mit Hilfe von Bandsägen oder Trennschleifer von den Einlauftrichtern getrennt.
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Anschließend erfolgen noch notwendige Nacharbeiten wie Putzen, Schleifen und Strahlen. Zusätzlich können die Bauteile noch einer Wärmebehandlung unterzogen werden. Der große Vorteil von Feingussteilen ist, dass sie sehr maßgetreu sind und deshalb in der Regel nur wenig nachträgliche mechanische Bearbeitung erfordern. Feingussteile sind vielseitig einsetzbar. Vor allem in Bereichen, bei denen glatte Oberflächen und einbaufertige Funktionsflächen, ohne großen Bearbeitungsaufwand benötigt werden, ist die Ausführung als Feinguss wirtschaftlich sehr interessant. Viele Feingussteile werden unter anderem im allgemeinen Maschinenbau, der chemischen Industrie oder in der Armaturenindustrie verwendet. Die Werkstoffauswahl für Feingussteile ist vielfältig. Unter anderem können Leichtmetalle, Eisen, Stahl oder Superlegierungen vergossen werden. Kleine wie große Bauteile (bis zu mehreren 100 kg) sind im Feinguss-Verfahren umsetzbar. Die Losgrößen reichen von Kleinmengen bis hin zu Großserien.