Modell- und Formenbau, Gussprodukte
  Fein- und Aluminiumguss
  - Otto Kälin CH-4552 Derendingen

Formenbau im eigenen Atelier
Anschauungsmodelle, Versuchsmodelle, Designmodelle, was auch immer Sie brauchen.
Wir beraten Sie gerne, nehmen Sie mit uns Kontakt auf.

Gussprodukte - der kürzeste Weg vom flüssigen Werkstoff zum Fertigprodukt bei grösster Freizügigkeit in der Bauteilgestaltung.
Wir bieten Ihnen eine kompetente Werkstoffberatung, Konstruktionsberatung und Anwendungsberatung.

technische Formteile Gross- oder Kleinserien, die exakt Ihren technischen und wirtschaftlichen Anforderungen entsprechen.

Modellbau aus Holz, Epoxidharz, Kunststoff und Schaumstoff.
Giesserei-Modelleinrichtungen
Formen für Polyesterverarbeitung

Feinguss
Generalvertretung der Firma Dörrenberg Edelstahl für die Schweiz
Fordern Sie uns bereits im Planungsstadium, um Werkstücke mit hervorragenden Funktions- und Gebrauchseigenschaften zu erzeugen.

Tabellen für Konstrukteure 
- Feinguss Werkstoffe
- Oberflächenrauheiten
- Lineare Toleranzen
- Ebenheit und Winkelmasse
- Wanddicken Toleranzen
- Tips für Konstrukteure

Formenbau

- Segnale

Anfertigen von Formen und Modellen nach Ihren Zeichnungen im eigenen Formenbauatelier für:
Giesserei-Modelleinrichtungen
Anschaungs-, Funktions- und Designmodelle
Schäumwerkzeuge für Polyurethan-Formteile
(Hartschaum, Weichschaum und Integralschaum)
Vakuumtiefziehformen
Formen für Polyesterverarbeitung
Epoxidharz - Verarbeitung

Wir beraten Sie gerne, nehmen Sie mit uns Kontakt auf.
Wir stehen Ihnen mit grossem Know-how und langjähriger Erfahrung beratend zur Seite

Gussprodukte

wirtschaftlich und bewährte Konstruktionsteile

Konstruieren ist eine schöpferische Tätigkeit in der sich die Gestaltungskraft des Menschen bei der Verwirklichung neuer Ideen offenbart. Bei der Vielfalt der heute zur Verfügung stehenden Werkstoffe und Verfahrenstechniken ist es für Einkäufer und Konstrukteure oft schwerer den je, die für ein marktkonformes Produkt geeigneten Materialien auszuwählen.

Die Zusammenarbeit mit Spezialisten verschiedenster Wissensgebiete in einem möglichst frühen Entwicklungsstadium eines Produktes sparen Zeit und Geld, wobei gleichzeitig deren Fertigung wirtschaftlicher realisiert kann.

Von neuen Fertigungsverfahren erwartet man im Zeitalter der Rohstoffverknappung und der Energieverteuerung einen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit und zur Kosteneinsparung.
Die Vielfalt der heutigen Giessverfahren, zusammen mit der fast unüberschaubaren Materialvielfalt erfüllt die steigenden Ansprüche und Forderungen der modernen Technik.

Zum anfertigen von Gussteilen ist immer ein entsprechendes Modell oder Werkzeug nötig. Bevor mit der Modellfertigung eines Konstruktionsteils begonnen wird, sollte das wirtschaftlichste Giessverfahren sowie die dafür in Frage kommende Giesserei feststehen.

technische Formteile

Wirtschaftliches fertigen von komplex geformten Halbproduktenund oder Fertigprodukten nach Ihren Zeichnungen.
Wir finden immer eine intelligente Lösung

Grossserien oder Kleinserien, die exakt Ihren technischen und wirtschaftlichen Anforderungen entsprechen
Nutzen Sie unser Know-how und unsere jahrzentelange Erfahrung.
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Oder telefonieren Sie einfach... 032 682 42 83

Modellbau

Anfertigen von Modellen nach Ihren Zeichnungen für:
Giesserei-Modelleinrichtungen
Anschauungsmodelle
Versuchsmodelle
Designmodelle
Beratung

Feinguss

Details
Verfahren   Werkzeug und Modelle   Werkstoffe   Gestaltung   Kostenfaktoren   Zukunft
Tabellen für Konstrukteure   Tips für Konstrukteure

Bis ins feinste Detail
Wo Umweltschutz und Energiekosten gross geschrieben werden, erwartet man von traditionellen Fertigungsverfahren einen entsprechenden Beitrag zur Kosteneinsparung.
Feinguss, hergestellt nach dem Wachsausschmelxverfahren, erfüllt die zunehmenden Forderungen der modernen Technik.
Feingussteile werden heute in praktisch allen Industriebereichen für Einzelteile und Serienteile eingesetzt.
Eine Vielzahl von Gusswerkstoffen, angefangen bei den Leichtmetallen über Eisen und Stahl bis hin zu sog. Superlegierungen, stehen dem Konstrukteur zur Verfügung. Zudem kann das Anwendungsgebiet durch Wärme- oder Oberflächenbehandlung der Teile erheblich erweitert werden. Denn es ist möglich, die Gefügeausbildung so zu verändern, dass Gussstücke optimale Gebrauchseigenschaften aufweisen. Die moderne Gusskonstruktion integriert viele Einzelfunktionen, verringert erheblich den Fügeaufwand und erübrigt eine Reihe von Fertigungsarbeitsgängen. Durchlaufzeiten in der Produktion werden durch Gussteile erheblich verkürzt.
Bei Feinguss werden nicht nur die Herstellungskosten gesenkt, sondern auch Teilegewichte beträchtlich verringert, es ist weniger Bearbeitungsaufwand vonnöten und oftmals grössere Betriebssicherheit zu erwarten.
Die Ursprünge des Verfahrens reichen bis in die Frühgeschichte der Menschheit zurück.
Doch erst mit der Entwicklung hochfeuerfester, keramischer Formmassen zu Beginn der vierziger Jahre dieses Jahrhunderts wurde der industrielle Einsatz möglich.
Begonnen wurde in den USA mit der Fertigung von Axialturbinenschaufeln für den Flugzeugmotorenbau, später folgte dann auch die breite industrielle Anwendung in Europa.

Verfahrensmerkmale
Feingiessen gehört wie das Druck- und Kokillengiessen zu den Präzisionsgiessverfahren,mit dem Vorteil, dass auch Stahl und andere Werkstoffe vergossen werden können.
Kennzeichnend für das Verfahren ist die aus einer einteiligen Keramikschale bestehende Gussform. Auf Spritzgiessmaschinen werden Wachsmodelle hergestellt und in der Regel zu «Trauben» montiert. Die Anzahl der Wachsmodelle ist abhängig von der Auftragsmenge der Gussteile. An das Wachsmodell werden sehr hohe Forderungen gestellt:

- gute Formstabilität
- ausreichende Temperaturbeständigkeit
- geringe Schwindung
- günstiges Ausdehnungsverhalten
- rückstandloses Verbrennen
Im anschliessenden Brennprozess bei über 1000 Grad C werden noch verbliebene Modellwerkstoffreste vollständig verbrannt und die für das Giessen erforderliche Festigkeit und Gasdurchlässigkeit der Formschale erreicht. Für das Erschmelzen und Vergiessen von Stählen, Co-, Ni- und Ti-Basislegierungen werden Induktionsöfen bzw. Vakuum-Induktionsöfen eingesetzt. Zum Schmelzen von Al- und Cu-Basislegierungen dienen Gas, Öl oder elektrisch beheizte Tiegelöfen mit Chargengewichten von 15 bis 600 kg.
Durch das Vergiessen in die noch heisse Brennkeramik (900 bis 1200 Grad C) können Gussteile mit sehr dünnen Wandstärken, feinsten Oberflächen sowie komplizierten Formen hergestellt werden. Das Entfernen der keramischen Form, Trennen des Gussteils vom Giesssystem, Abschleifen der Angussreste und die thermische Behandlung bilden den Abschluss des Verfahrens.
Viele der erwähnten Arbeitsschritte sind heute bereits weitgehend automatisiert. Die Anwendung der Robotik ist Stand der Technik. Ein gleichbleibendes Qualitätsniveau der Herstellung, auch beim Einsatz einer durchlaufenden (kontinuierlichen) Produktion ist damit gewährleistet.

Werkzeuge und Modelle
Wachsmodelle werden mehrheitlich mit Hilfe von Al-Werkzeugen erstellt. Für Grossserien werden Stahl- sowie auch Mehrfachwerkzeuge eingesetzt.
Da gleichzeitig die Schwindung des Modellwerkstoffes, des zu vergiessenden Metalles sowie andere Faktoren wie behinderte Schwindung, Verzug usw. berücksichtigt werden müssen, kommt der Erfahrung des Werkzeugbaus eine wichtige Rolle zu. Hergestellt werden die Ausschmelzmodelle auf einer Wachsspritzmaschine (ähnlich dem Kunststoffspritzguss). Haupteinflussgrössen für das Schwinden des Wachsmodelles sind:
- die Teilegeometrie,
- die Wachstemperatur,
- der Spritzdruck und die Haltezeit sowie,
- die Wachszusammensetzung.
Meist werden den Wachsen Füllstoffe zugesetzt, um die Schwindung auf 0,4 bis 1,5% zu senken. Normale, ungefüllte Wachse schwinden dagegen bis zu 5%.
In der Reihe der Giessverfahren für Stahl- und andere hochschmelzende Legierungen bietet Feinguss die grösste Gussgenauigkeit. Die erreichbaren Masstoleranzen sind jedoch verfahrensabhängig. In Ausnahmefällen ist es möglich, durch nachträgliches Korrigieren der Form die Toleranzen einzuengen.
Ein vom VDG-Fachausschuss erstelltes Merkblatt «Feinguss P 690» (Masstoleranzen, Oberflächen, Bearbeitungszugaben) gibt Aufschluss über die erzielbaren Genauigkeiten, die allgemein als Feingussrichtlinien gelten.
Die Oberflächengüte der Feingussprodukte ist abhängig vom Werkstoff sowie vom Volumen der Teile. Falls eine feinere Oberfläche als die durch das Giessen entstehende gewünscht wird, kann man dies beim Entfernen der Keramikschale durch die Verwendung eines feineren Strahlmittels erreichen. Meist wird mit Edelstahlkies oder Korund gestrahlt. Die Oberflächenbeschaffenheit liegt dann nach DIN ISO 1302 in der Rauheitsklasse zwischen N7 und N9

Werkstoffe
Optimale Werkstoffwahl, zweckmässige Wärmebehandlung und richtige Oberflächenbehandlung sind wesentliche Kriterien für wirtschaftlichen Feinguss.
Für das Feingiessverfahren lässt sich eine fast unübersehbare Vielfalt von Guss- und Knetwerkstoffen verarbeiten.
Die in Tabelle 1 aufgeführten Werkstoffe gehören zu den am meisten eingesetzten.
Es ist möglich, mit nur einem Modellwerkzeug gleiche Bauteile aus verschiedenen Werkstoffen - auch aus Legierungen auf unterschiedlicher Basis - herzustellen.
So lässt sich z.B. für gleiche Armaturen und Pumpenteile der Werkstoff auf die Aggressivität des jeweiligen Mediums abstimmen.
Die problemlose Werkstoffumstellung erweist sich auch dann von Vorteil, wenn unbekannte Teilebeanspruchungen zu erwarten sind, die nur durch mehrere Materialeinsätze und -tests die bestmögliche Werkstoffindung gewähren.
Oftmals werden besonders für kleinere Teile korrosionsbeständige Werkstoffe verwendet, die ein aufwendiges Oberflächenveredeln ersetzen.
Solche Teile bleiben nämlich auch dann chemisch beständig, wenn ihre Oberfläche beschädigt wird.

Gestaltungsmerkmale
Enge Zusammenarbeit zwischen Auftraggeber und Feingiesser im Entwicklungsstadium eines Konstruktionselements, ist Voraussetzung dafür, dass alle Vorteile des Feingiessverfahrens optimal genutzt sowie unnötige Entwicklungs- und Produktionskosten erspart bleiben.
Nur so lässt sich das Ziel, ein technisch perfektes und im höchsten Masse rentables Ergebnis, erreichen. Die wirtschaftlich günstigste Herstellstückzahl ist abhängig vom Amortisationsrahmen der Werkzeugkosten.
Bei Verwendung hochlegierter Stähle oder bei komplizierten Konstruktionen können jedoch schon geringe Stückzahlen rentabel sein.
Normal liegen Stückgewichte zwischen 50 g und 5 kg. Jedoch werden auch Stückgewichte von weniger als 1 g, bzw. Teile zwischen 5 kg und 15 kg, ja sogar bis über 100 kg im Feingussverfahren hergestellt. Wirtschaftlich von Bedeutung sind Feingiessteile mit hohem Stückgewicht jedoch nur, wenn hochlegierte Stähle oder komplizierte Formen erstellt werden müssen.
Vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten und der hohe Qualitätsstandard des Feingusses bieten dem Konstrukteur grossen Freiraum.

Entwicklung und Konstruktion von Bauteilen mittels moderner Techniken wie FEM oder CAD erstellt (Volumenmodelle), führen fast zwangsläufig in vielen Bereichen zum Giessen.
Die neuesten ErkenntnisKonstruktions- auch grössere Fertigungssicherheit.
Für Konstrukteure sei an dieser St elle erwähnt, dass die Broschüre «Feinguss für alle Industriebereiche», ein wertvolles Nachschlagwerk ist. (Zentrale für Gussverwendung, 4000 Düsseldorf)
Es zeigt detailliert die Möglichkeiten und die Grenzen des Verfahrens auf.

Kostenfaktoren für Feingussteile
Kostenschwerpunkte in der Feingussfertigung bilden die Arbeitszeiten, der Formstoff sowie die Werkzeuganteile.
Der Giesswerkstoff beeinflusst den Preis nur bei Verwendung von hochlegiertem Stahl, Kobalt-, Kupfer-, Nickel- und Titan-Basislegierungen. Kostenerhöhend um 100 bis 150% wirken sich aber im Vakuum erschmolzene und vergossene Legierungen aus. Zum Anfertigen der Wachsmodelle sind Dauerformen nötig. Je nach Seriengrösse werden Einfach- oder Mehrfachwerkzeuge aus Stahl, Aluminium oder Weichmetall benötigt. Für Grossserien, welche von vornherein Stahlwerkzeuge erfordern, sind die Kosten in etwa mit denen von Spritzgiesswerkzeugen fur Kunststoffe vergleichbar. Sind Werkzeuge aus Alu- oder Weichmetall möglich, fallen Werkzeugkostenanteile entsprechend günstiger aus.
Geschickt konstruiert können oft mehrere Einzelteile eines Produktes in einem Feingussteil integriert werden. Weniger Prüfaufwand und höhere Betriebssicherheit sind dadurch gewährleistet.
Grundlage für die Abnahme bilden Prüfspezifikationen gemäss den geltenden Vorschriften für Feingiessereien. Werkstoff- sowie Massprüfungen sollten der Funktion des Werkstücks angepasst sein, damit wird eine wesentliche Kostenersparnis erzielt.
Es gilt zu bedenken, dass zu enge, nicht erforderliche Toleranzgrenzen die Kosten für Feingussteile entscheidend beeinflussen. Formhohlräume und Hinterschneidungen zu giessen, sind ein Vorteil des Feingusses. Es können wasserlösliche oder keramische Kerne verwendet werden. Wenn es jedoch möglich ist, ohne solche Kerne auszukommen, verringern sich die Werkzeugkosten spürbar.

Die gebräuchlichsten Feinguss-Werkstoffe
Optimale Werkstoffwahl, zweckmässige Wärmebehandlung und richtige Oberflächenbehandlung sind wesentliche Kriterien für wirtschaftlichen Feinguss.

Marktlage und Zukunftsaussichten
Gussstücke aus speziellen Legierungen mit fertigen Konturen, zum Teil sogar einbaufertig einzukaufen, ist in vielen Kreisen auf reges Interesse gestossen.

Denn es zeigt sich, dass durch Feingiessen im Vergleich zur spanenden Fertigung wesentliche Material- und Energieeinsparungen resultieren.

Dass die als sensationell angepriesenen neuen Superwerkstoffe, wie Polymerblend, Keramik, spezielle Kunststoffasern usw. als Metallersatz auf breiter Basis Anwendung finden, ist in naher Zukunft kaum zu erwarten. Auch Recyclingmöglichkeiten ohne Qualitätseinbussen sind bei neuen Werkstoffen mit ähnlich hochstehenden, technologischen Werten wie die traditionellen Werkstoffe kaum vorhanden.
Eisengussteile erfüllen noch immer die meisten Anforderungen.
Sie überwiegen im japanischen wie auch im europäischen Werkzeugmaschinenbau derart, dass alle Versuche mit den «alternativen Werkstoffen» noch nicht den entscheidenden Durchbruch erreichten.
Autor:
Otto Kälin, Feinguss Formenbau Gussprodukte
CH-4552 Derendingen

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Aluminiumguss
Temperguss
Gusseisen
mit Kugelgraphit
Eisenguss
Gusseisen mit
Lamellengraphit
Stahlguss
Feinguss

Aluminiumguss

- Vorteile von Aluminiumguss:
Hervorragende Bearbeitbarkeit
Zeitgewinn beim Drehen bis zu 80%
beim Fräsen bis zu 87%
beim Bohren bis zu 56%
Gewichtsersparnis bis zu 2/3 gegenüber Grau / Temper- oder Stahlguss
Erhebliche Einsparung bei bewegten Massen
höchste Wärmeleitfähigkeit, gute elektrische Leitfähigkeit

Temperguss

- hohe Festigkeit, Bruchdehnung, Streckgrenze, Kerbschlag- bzw. Schlagbiegezähigkeit und plastische Verformbarkeit charakterisieren seine Duktilität, besonders geeignet für dünnwandige, stossbeanspruchte Bauteile. Eignet sich besonders gut für die Herstellung formgenauer, schwierig gestalteter und dünnwandiger Gussstücke. Weisser Temperguss ist darüber hinaus schweissbar und erlaubt Konstruktionsschweissen von Werkstücken

Gusseisen

- Gusseisen mit Kugelgraphit,
duktiler Werkstoff mit hoher Festigkeit und guten Voraussetzungen für werkstoffsparenden Leichtbau, gute Eigenschaften bei dynamischer Belastung, gute Oberflächenhärtbarkeit. Eignet sich gut für verschleissbeanspruchte Werkstücke.

Eisenguss Grauguss

- (Gusseisen mit Lamellengraphit),
überragender Konstruktionswerkstoff mit guten Gebrauchseigenschaften und vielen Verwendungszwecken. Besonders geeignet für konturenreiche, komplizierte und dünnwandige Werkstücke. Aussergewöhnlich hohe Druckfestigkeit, grosse Dämpfungsfähigkeit, Verschleissfestigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit

Stahlguss

- grosse Werkstoffvielfalt (rund 150 genormte Sorten).
Besondere Eigenschaften:
Schweissbarkeit, Zähigkeit, Festigkeit, Tieftemperaturzähigkeit, Hitze- und Zunderbeständigkeit, Korrosions- und Verschleissbeständigkeit.

Tips zu Feinguss - Konstruktionen und Kostenfaktoren

damit Ihre Perfektion wirtschaftlich wird.

Feinguss erzeugt Gussteile nahe der Endkontur
Versuchen Sie, mit Ihren Funktionsmassen so weit wie möglich in den Feinguss-Toleranzfeldern zu bleiben
Eine Reduzierung der mechanischen Fertigbearbeitung erhöht die Wirtschaftlichkeit

Feinguss rechnet sich in kleinen und grossen Serien
Insbesondere grössere Teile lassen sich bereits in kleinen Stückzahlen wirtschaftlich produzieren

Feinguss ermöglicht die Realisierung komplizierter Konturen und Hinterschnitte
Die konstruktiven Lösungsmöglichkeiten sind zahlreich, lassen Sie sich von uns beraten

Feinguss erzeugt sehr gute Oberflächen.

Feinguss bietet enge Toleranzen
Wirtschaftliche Toleranzfelder für kleine und mittlere Serien entnehmen Sie der Tabelle Lineare Toleranzen

Feinguss lässt den Einsatz vieler Werkstoffe zu
Die wesentlichsten Legierungstypen sehen Sie in der Tabelle Feinguss Werkstoffe

Schon durch einfaches Umgestalten in der Entwicklungsphase kann oft aufwendige und teure Bearbeitung ganz oder teilweise entfallen.
Nutzen Sie unser Know-how und unsere jahrzentelange Erfahrung, wir analysieren Ihre Bauteile auf Feingusstauglichkeit.
Nehmen Sie mit uns Kontakt auf.

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