Sachverständige Gießereiwesen

Das Gießen ist ein Urformverfahren und ist auch vermutlich eines der ältesten Verfahren. Bei diesem Vorgang verwandelt man einen flüssigen Werkstoff in eine beliebigen, erstarrten, festen Körper durch schnelles Eingießen und erkalten in einer gewünschten Form.

Werkstücke werden gegossen, wenn sich andere Fertigungsverfahren als unwirtschaftlich oder unmöglich gestalten oder ein besonderer Werkstoff benutzt werden soll. Für die Massenproduktion ist das Gießen perfekt sowohl für einfache, als auch für komplizierte Bauteile aller Art.

Hohlkörper können dabei auch sehr leicht eingegossen werden. Dafür setzt man einen Kern ein. Zwar sind die Kosten für den Metall- oder Formenbau sehr hoch, relativieren sich aber durch die Quantität bei der Fertigung und des verschiedenen Verfahren. Leider sind die Produktionskosten für Gießereien in Deutschland sehr hoch, auch der Wettbewerb wuchs weltweit an. Somit wurden insbesondere viele deutsche Eisengießereien geschlossen und mit ihrer Produktion ins günstigere Osteuropa oder Asien verlagert.

Ausbildungsberufe Deutschland und Österreich

Die Gießereibranche bildet selbstverständlich auch aus. Umgangssprachlich heißt ein Arbeiter in einer Gießerei ‚Gießer‘. Allerdings lauten die offiziellen Bezeichnungen folgendermaßen:

• Gießereimechaniker/-in: Die Ausbildung des Gießereimechanikers dauert 3,5 Jahre und enthält die Spezialisierungen für die Bereiche Druck-, Handformguss-, Maschinen- und Kokillenformguss
• Metall- und Glockengießer/-in: Ausbildung dauert 3,0 Jahre und enthält die Spezialisierungen Glocken-, Kunst-, Metall- und Zinngusstechnik

Beide sind trotz der maschinellen Unterstützung körperlich sehr anspruchsvolle Berufe.  Unsere österreichischen Nachbarn bilden den Beruf ‚Gießereitechnik‘ aus seit 2010 (vorher GießereimechanikerIn, FormerIn und GießerIn). Dieser neue Beruf zweigt sich auf in zwei verschiedene Spezialisierungen mit dualer Ausbildungsdauer von 4 Jahren:

- Eisen- und Stahlguss: angestellt in Betrieben für Eisen-, Stahl- und Metallbauindustrie, Herstellung von Gussteilen aus Eisen und Stahl
- Nichteisenmetallguss: angestellt in Betrieben für Leichtmetall- undBundmetallgießereiindustrie, Maschinenbauindustrie, Herstellung von Gussteilen aus Legierungen und Nichteisenmetallen, wie z. B. Bronze, Kupfer, Messing, Aluminium

Werkstoffe zum Gießen

• Eisen-Kohlenstoff-Verbindungen (Gusseisen und Stahl)
• Nichteisenmetalle (Kupfer, Blei, Zinn, Zink, Nickel und deren Legierungen)
• Leichtmetalle (Aluminium, Magnesium und Titan und deren Legierungen)
• Gussformteile aus anderen Materialien (Kunststoff, Ton, Keramik und Gips)

Schmelztechnik

Um die Werkstoffe zu verflüssigen, nutzt man die Schmelzaggregate (Kupolöfen, Siemens-Martin-Öfen, Flammöfen, Lichtbogenöfen, Induktionsöfen), Beheizung mit Gas, Öl, Koks oder elektrisch.

Technik des Formens und Gießens

Gussformen werden thermisch und mechanisch so beansprucht, dass Formänderungen auftreten können (je nach Temperatur, Beschaffenheit, Masse der Gussstückes.

Zu Berücksichtigen ist auch der Schwund des Werkstoffes, der bei diesem Vorgang eintreten kann.

Beachten muss man die chemische Zusammensetzung des Werkstoffes und die Verhaltensweise beim Gießen, in Verbindung mit der gewünschten Form. Auch der Erstarrungs- und Abkühlungsvorgang ist unterschiedlich je nach fertiger Form.

Deshalb ist auch vorab eine feste Zusammenarbeit zwischen dem Bauteilkonstrukteur und dem Gussfachmann wünschenswert und wichtig.

Die Fertigungsverfahren lassen sich in zwei Gruppen einteilen:

Guss in verlorener Form

Dauermodelle - von Formsand umgeben, wird durch Pressen und Schütteln so verdichtet, dass der Formsand stabil wird. In der Regel beidseits geformt und bestehend aus Ober- und Unterkasten, passgenau, erkennbar durch ‚Teilfuge‘. (Handformen, Maschinenformen, Maskenformen, Vakuumformen) Verlorenen Modelle - werden vor Abguss nicht entnommen, können einteilig sein, Werkstoffe werden nach Eingießen des Gusswerkstoffes zerstört oder aufgelöst (Wachs, Kunstharze etc.)benötigen ein Vormodell (Feingießen, Sondertechnologie Vollformgießen)

Guss in Dauerform (Kokillen)

Weil die Formen durch den Guss Vorgang nicht zerstört werden, können damit eine höhere Anzahl gefertigt werden. Formen sind metallisch.
Aufgrund der thermischen bzw. mechanischen Beanspruchung, ist es nötig, dass der Kokillen-Werkstoff folgende Eigenschaften mitbringt:

• Geringe Dehnung bei Wärme
• Temperaturbeständigkeit
• Gute mechanische Bearbeitbarkeit
• hoher Schmelzpunkt
• Hohe Temperaturwechselbeständigkeit
• Anlassbeständig
• Nicht warmrissanfällig
• Maximale Verschleißfestigkeit
• Gute Temperatur- und Wärmeleitfähigkeit
• Maximale Verschleißfestigkeit

Verwendet werden dafür :

• Gusseisenlegierungen
• Stahllegierungen
• Kupferlegierungen
• Stahlguss.

Einsetzen von Kernen bei einfachen Innenkonturen, bei komplizierteren werden verlorene Kerne benutzt.

Vorteile:

• Nur geringe Produktionsfläche werden benötigt
• Das Ausbringen ist erhöht
• Höhere Arbeitsproduktivität
• Formstoff nicht mehr nötig
• Geringer Kernformstoff
• Die Oberflächengüte it besser
• Rasche Abkühlung und bessere mechanische Eigenschaften
  Reproduzierbare Genauigkeit
• niedrigerer Putzaufwand
• wenig Ausschuss

Nachteile:

• Die Formen aus Metall sind recht teuer
• Die Werkstücke besitzen eine hohe Warm- und Entspannungsrissigkeit
• Kaum Gasdurchlässigkeit oder Nachgiebigkeit
• Die Oberflächen besitzen einen hohen Härtewert

In der Regel wird dieses Verfahren hauptsächlich bei der Herstellung von Großproduktionen genutzt, da sich der Ertrag aufgrund der hohen Produktionskosten erst dann rechnet. Gießverfahren sind Kokillengießen, Druckguss, Spritzguss, Schleudergießen, Stranggießen und Vakuumgießen (bei Kleinserien aus Kunststoff oder niedrigschmelzenden Legierungen).