Wie funktioniert der Wachsausschmelzguss?

Wachsausschmelzguss, auch Feinguss genannt, ist ein altehrwürdiges und hochpräzises Metallgussverfahren, das seit Tausenden von Jahren angewendet wird. Als führender Anbieter von Wachsausschmelzverfahren freue ich mich, Ihnen die Funktionsweise dieses bemerkenswerten Prozesses näher zu bringen.

Die Ursprünge und Bedeutung des Wachsausschmelzverfahrens

Der Wachsausschmelzguss hat eine reiche Geschichte, die bis in die Antike zurückreicht. Archäologische Beweise zeigen, dass es um 3000 v. Chr. in Ägypten und etwa zur gleichen Zeit in Indien und China verwendet wurde. Dieses Verfahren wurde ursprünglich zur Herstellung komplizierter Schmuckstücke, religiöser Artefakte und kleiner Skulpturen eingesetzt. Im Laufe der Zeit hat sich seine Anwendung auf verschiedene Branchen ausgeweitet, darunter die Automobilindustrie, die Luft- und Raumfahrt sowie die Schifffahrt.

Die Bedeutung des Wachsausschmelzverfahrens liegt in seiner Fähigkeit, komplexe und detaillierte Teile mit hoher Präzision herzustellen. Es ermöglicht die Herstellung von Teilen mit dünnen Wänden, feinen Details und komplexen Geometrien, die mit anderen Gussverfahren nur schwer oder gar nicht zu erreichen wären.

Schritt-für-Schritt-Prozess des Wachsausschmelzverfahrens

1. Mustererstellung

Der erste Schritt beim Wachsausschmelzverfahren besteht darin, ein Muster des gewünschten Teils zu erstellen. Muster werden typischerweise aus Wachs hergestellt, es können jedoch auch andere Materialien wie Kunststoff verwendet werden. Es gibt verschiedene Methoden zum Erstellen von Wachsmodellen:

• Spritzguss: Dies ist die gebräuchlichste Methode zur Massenproduktion von Wachsmodellen. Wachs wird in eine Metallform eingespritzt, die die Form des gewünschten Teils hat. Die Form wird abgekühlt und das erstarrte Wachsmodell ausgeworfen.
• 3D-Druck: Mit der Weiterentwicklung der 3D-Drucktechnologie ist es möglich geworden, Wachsmuster direkt aus digitalen Modellen zu erstellen. Diese Methode eignet sich besonders für die Erstellung von Prototypen oder Kleinserien.

Sobald die Wachsmodelle erstellt sind, werden sie auf einem Wachsgusskanal montiert, der als Kanal für den Fluss des geschmolzenen Metalls in die Form dient. Diese Anordnung wird Wachsbaum genannt.

2. Rohbau

Nachdem der Wachsbaum zusammengebaut ist, wird er mit einer Keramikschale überzogen. Dies geschieht durch einen Prozess namens Eintauchen und Stuckieren.

• Eintauchen: Der Wachsbaum wird in eine Keramikaufschlämmung getaucht, die eine Mischung aus feinem Keramikpulver und einem Bindemittel ist. Die Aufschlämmung bedeckt das Wachsmuster gleichmäßig.
• Stuckarbeiten: Nach dem Eintauchen wird der beschichtete Wachsbaum mit einer Schicht aus groben Keramikpartikeln, dem sogenannten Stucco, überzogen. Dieser Vorgang wird mehrmals wiederholt, um eine dicke und starke Keramikschale aufzubauen. Jede Schicht lässt man trocknen, bevor die nächste aufgetragen wird. Die Anzahl der Schichten hängt von der Größe und Komplexität des Teils ab, liegt jedoch typischerweise zwischen 5 und 10 Schichten.

3. Entparaffinierung

Sobald die Keramikschale vollständig geformt ist, wird sie in einen Autoklaven oder einen Ofen gegeben, um das Wachs zu entfernen. Durch die Hitze schmilzt das Wachs und fließt durch den Guss aus der Schale. Dieser Vorgang wird Entparaffinierung genannt. Temperatur und Dauer des Entparaffinierens werden sorgfältig kontrolliert, um sicherzustellen, dass das gesamte Wachs entfernt wird, ohne die Keramikschale zu beschädigen.

4. Vorheizen

Nach dem Entparaffinieren wird die Keramikschale auf eine hohe Temperatur vorgeheizt. Das Vorheizen dient mehreren Zwecken. Es entfernt restliches Wachs oder Feuchtigkeit aus der Schale, stärkt die Keramikschale und verringert den Thermoschock, wenn das geschmolzene Metall in die Schale gegossen wird. Die Vorwärmtemperatur kann je nach Art des zu gießenden Metalls zwischen 800 °C und 1200 °C liegen.

5. Metallgießen

Der nächste Schritt besteht darin, das geschmolzene Metall in die vorgewärmte Keramikschale zu gießen. Die Art des verwendeten Metalls hängt von den Anforderungen des Teils ab. Zu den gängigen Metallen, die beim Wachsausschmelzguss verwendet werden, gehören Edelstahl, Kohlenstoffstahl, Aluminium und Zinklegierungen.

• Schmelzen: Das Metall wird in einem Ofen bei einer Temperatur geschmolzen, die hoch genug ist, um es flüssig zu machen. Die Schmelztemperatur variiert je nach Metall. Beispielsweise hat Edelstahl einen Schmelzpunkt von etwa 1400 °C – 1500 °C, während Aluminium bei etwa 660 °C schmilzt.
• Gießen: Sobald das Metall geschmolzen ist, wird es vorsichtig durch den Guss in die Keramikschale gegossen. Der Gießvorgang muss schnell und reibungslos erfolgen, um sicherzustellen, dass das Metall den gesamten Hohlraum der Schale ohne Luftblasen oder Defekte ausfüllt.

6. Abkühlung und Erstarrung

Nachdem das Metall in die Hülle gegossen wurde, lässt man es abkühlen und erstarren. Die Abkühlgeschwindigkeit ist ein wichtiger Faktor, der die Qualität des Gussteils beeinflusst. Eine langsame Abkühlgeschwindigkeit kann zu großen Korngrößen führen, die die Festigkeit und Härte des Teils verringern können. Andererseits kann eine sehr schnelle Abkühlungsgeschwindigkeit zu inneren Spannungen und Rissen führen. Die Abkühlzeit hängt von der Größe und Dicke des Teils sowie der Art des Metalls ab.

7. Entfernen der Schale

Sobald das Metall erstarrt ist, wird die Keramikschale entfernt. Dies kann durch mechanische Methoden wie das Vibrieren der Schale oder durch chemische Methoden wie das Auflösen der Schale in einem Säurebad erfolgen. Nachdem die Schale entfernt wurde, wird das Gussteil vom Anguss und etwaigem anderen überschüssigen Material getrennt.

8. Fertigstellung

Der letzte Schritt im Wachsausschmelzverfahren ist die Endbearbeitung. Dazu gehört das Entfernen aller verbleibenden Keramikpartikel sowie das Schleifen, Schmirgeln und Polieren des Teils, um die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit zu erzielen. Eine Wärmebehandlung kann auch angewendet werden, um die mechanischen Eigenschaften des Teils wie Härte und Festigkeit zu verbessern.

Anwendungen des Wachsausschmelzverfahrens

Wachsausschmelzguss wird aufgrund seiner Fähigkeit, hochpräzise Teile herzustellen, in verschiedenen Branchen häufig eingesetzt.

• Automobilindustrie: In der Automobilindustrie wird Wachsausschmelzguss zur Herstellung von Motorkomponenten, Getriebeteilen und Aufhängungskomponenten verwendet. Mit diesem Verfahren können beispielsweise komplexe Ventilkörper und Turboladergehäuse hergestellt werden.
• Luft- und Raumfahrtindustrie: Die Luft- und Raumfahrtindustrie benötigt Teile mit einem hohen Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht und komplexen Geometrien. Wachsausschmelzguss wird zur Herstellung von Turbinenschaufeln, Triebwerkslagern und Strukturbauteilen für Luft- und Raumfahrzeuge verwendet.
• Marineindustrie: Für die Schifffahrtsindustrie wird Wachsausschmelzguss zur Herstellung von Teilen wie verwendetPräzisions-Feinguss-Ventilpumpenteile aus 316L-Edelstahl im Wachsausschmelzverfahren für den Schiffbau. Diese Teile müssen korrosionsbeständig sein und rauen Meeresumgebungen standhalten.

Vorteile der Zusammenarbeit mit unserem Wachsausschmelzverfahren

Als Anbieter von Wachsausschmelzverfahren bieten wir unseren Kunden mehrere Vorteile:

• Hohe Präzision: Unsere hochmoderne Ausrüstung und erfahrenen Techniker stellen sicher, dass wir Teile mit äußerst hoher Präzision produzieren können. Wir können Toleranzen von bis zu ±0,05 mm erreichen, was für viele Anwendungen entscheidend ist.
• Anpassung: Wir verstehen, dass jeder Kunde einzigartige Anforderungen hat. Ganz gleich, ob Sie eine Kleinserienproduktion eines komplexen Prototyps oder eine Großserienproduktion eines Standardteils benötigen, wir können unsere Dienstleistungen an Ihre Bedürfnisse anpassen. UnserOEM-Präzisionsguss aus Edelstahl, Wachsausschmelzguss, FeingussDer Service ist darauf ausgelegt, maßgeschneiderte Lösungen für unsere Kunden bereitzustellen.
• Qualitätssicherung: Wir verfügen über ein strenges Qualitätskontrollsystem, um sicherzustellen, dass jedes von uns produzierte Teil den höchsten Qualitätsstandards entspricht. Von der Mustererstellung bis zur Endbearbeitung wird jeder Schritt des Prozesses sorgfältig überwacht und geprüft.
• Schnelle Bearbeitungszeit: Mit unseren fortschrittlichen Produktionsanlagen und effizienten Arbeitsabläufen können wir eine schnelle Bearbeitungszeit für Ihre Projekte bieten. UnserRapid Prototype Präzisions-Kohlenstoffstahlguss-Aluminium-Zink-Legierung für AutoteileDer Service ist ideal für Kunden, die schnelle Prototypen oder eine dringende Produktion benötigen.

Kontaktieren Sie uns für Ihren Bedarf an Wachsausschmelzverfahren

Wenn Sie auf der Suche nach einem zuverlässigen Lieferanten für Wachsausschmelzverfahren sind, würden wir uns freuen, von Ihnen zu hören. Egal, ob Sie ein bestimmtes Projekt im Sinn haben oder einfach nur mehr über unsere Dienstleistungen erfahren möchten, wenden Sie sich bitte an uns. Wir sind bestrebt, Ihnen qualitativ hochwertige Produkte und exzellenten Kundenservice zu bieten. Lassen Sie uns gemeinsam daran arbeiten, Ihre Ideen zum Leben zu erwecken.

Referenzen

• Campbell, J. (2003). Castings. Butterworth-Heinemann.
• Flemings, MC (1974). Erstarrungsverarbeitung. McGraw - Hill.
• Kalpakjian, S. & Schmid, SR (2010). Fertigungstechnik und Technologie. Pearson.