Produktübersicht
Sandguss ist ein wirtschaftliches Verfahren zum Herstellen von Metallteilen mit rauer Oberfläche. Die Raugussteile werden anschließend maschinell bearbeitet, um die fertigen Produkte oder Komponenten herzustellen. Sandguss ist von allen Gussverfahren einschließlich Druckguss und Präzisionsguss am kostengünstigsten. Der Sandguss benötigt unter Umständen bei hohen Produktionsraten (1–20 Stück/ Stunde/ Gussform) eine längere Durchlaufszeit, ist aber ungeschlagen bei der Produktion von großen Teilen. Beim Sandgießen gibt es so gut wie kein Höchstgewicht für die Teile, und das Mindestgewicht liegt zwischen 0,075–0,1 kg. Der Sand wird mittels Lehm oder chemischen Bindemitteln gebunden. Bei den meisten Arbeiten kann der Sand mehrmals wiederverwendet werden, wobei jeweils nur kleine Mengen hinzugefügt werden müssen.
Die Vorbereitung der Sandgussform dauert nicht lange, aber sie erfordert ein Muster, das auf der Gussvorlage aufgedrückt werden kann. Normalerweise wird Sandguss bei der Verarbeitung von Niedertemperaturmetallen wie Eisen-, Kupfer-, Aluminium-, Magnesium- und Nickellegierungen angewandt. Er kann auch bei Hochtemperaturmetallen angewandt werden, wenn andere Mittel unpraktisch wären. Der Sandguss ist bei weitem die älteste und am besten erforschte Technik. Daher kann das Produktionsverfahren leicht automatisiert werden, obwohl das Design und die Vorbereitung der Formen nicht ganz so einfach ist.
Das Sandguss-Verfahren
Beim Sandguss-Verfahren wird ein Modell in Form des gewünschten Teils hergestellt. Das Modell lässt sich mit PolyJet™-Modellen mühelos herstellen. Ein einzelnes Stück oder Vollmodell wird für einfache Designs verwendet. Komplexere Muster werden in zwei Teilen hergestellt, so genannte geteilte Modelle. Auch dies kann auf CAD-Niveau erstellt und mit den Objet-Systemen gedruckt werden. Der obere Teil eines geteilten Modells wird als Oberkasten und der untere Teil als Unterkasten bezeichnet. An der Stelle, an der Ober- und Unterkasten voneinander getrennt sind, liegt die Formteilung. Bei Vollmodellen und auch bei geteilten Modellen können Kerne eingesetzt werden, um die endgültige Form des Teils fertig zu stellen. Beim Erstellen eines Modells muss man die Kanten abschrägen, damit das Modell entnommen werden kann, ohne dabei die Gussform zu beschädigen.
Formen des Hohlraums
Das Modell wird in einen Kasten, auch Flasche genannt, eingelegt und dann mit Sand eingepackt. Ein Binder hilft dabei, dem Sand eine halbpermanente Form zu verleihen. Sobald der Sandguss gehärtet ist, wird das Modell entfernt. Dies hinterlässt im Sand einen Hohlraum, die der Form des gewünschten Teils entspricht. Das Modell muss größer als das Gussteil sein, um beim Abkühlen Spielraum für den Schwund zu lassen. Sandkerne können in die Gussform eingesetzt werden, um Löcher zu produzieren und die Gestalt des Gusses insgesamt zu verbessern. Einfache Modelle sind normalerweise oben offen, damit geschmolzenes Metall hineingegossen werden kann. Gussformen aus zwei Stücken werden zusammengespannt. Geschmolzenes Metall wird in einen Gussbecher gegossen, von wo aus es durch einen Gießtrichter in das Angussystem wandert. Entlüftungslöcher dienen dazu, heiße Gase während des Eingießens abzuleiten. Die Gießtemperatur des geschmolzenen Metalls sollte am besten ein paar hundert Grad über dem Schmelzpunkt liegen, damit es gut fließt. Der Temperaturunterschied verhindert zudem ein vorzeitiges Abkühlen und die damit verbundenen Leerräume und Porositäten. Nachdem das Metall abgekühlt ist, wird die Sandform entnommen, und das Metallteil ist für weitere Schritte wie Schneiden und Schleifen bereit.
Eingüsse und Trichter
Das geschmolzene Material wird in den Gießbecher eingegossen, der zum Angusssystem gehört. Durch dieses System wird das geschmolzene Material in die Formhöhle geleitet. Der senkrechte Teil des Angusssystems, der mit dem Gießbecher verbunden ist, ist der Einguss, und die vertikalen Teile nennt man Trichter. Die verschiedenen Punkte, an denen das Material in die Formhöhle eingegossen wird, nennt man Einguss. Hinzu kommen Erweiterungen des Angussystems, die als Entlüftung bezeichnet werden. Hierdurch können die sich bildenden Gase und die verdrängte Luft in die Atmosphäre entweichen.
Die Höhle ist normalerweise größer, damit sich das Material beim Abkühlen auf Raumtemperatur zusammenziehen kann. Dies wird dadurch erreicht, dass man das Modell größer konzipiert. Um Toleranz für den Schwund zu haben, muss das Modell entsprechend bestimmter Durchschnittsfaktoren größer sein. Es gibt lineare Faktoren, die in jeder Richtung gelten. Diese Schwundtoleranzen sind nur Schätzwerte, weil die genaue Toleranz von Form und Größe des Gusses abhängen. Hinzu kommt, dass verschiedene Teile des Gusses eine andere Schwundtoleranz benötigen können.