Feinguss

Filigrane und komplexe Strukturen mit hochwertigen Oberflächen

Im Spritzgussverfahren hergestelltes Feinguss-Wachsmodell und Gussspule hergestellt, aus Aluminium.
© Fraunhofer IFAM

Im Spritzgussverfahren hergestelltes Feinguss-Wachsmodell und Gussspule, hergestellt aus Aluminium.

Gegossene Spulen aus Aluminium (links) und Kupfer (rechts), hergestellt im Feinguss.
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Gegossene Spulen aus Aluminium (links) und Kupfer (rechts), hergestellt im Feinguss.

Gussteile, die im Feinguss gefertigt werden, zeichnen sich durch hohe Detailstärke, Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität aus. Der Feinguss verwendet das Wachsausschmelzverfahren zur Herstellung von kleinen und kleinsten Gussteilen.

Zum Einsatz kommt das Feinguss-Verfahren insbesondere dann, wenn filigrane Strukturen oder besonders hochwertige Oberflächen beim Gussteil gefordert sind.

Wachsspritzguss

Der Feinguss verwendet das Wachsausschmelzverfahren zur Herstellung von kleinen und kleinsten Gussteilen.

Ausgangspunkt des Feingussverfahrens sind verlorene Wachsmodelle, die in großen Stückzahlen in Spritzgussverfahren hergestellt werden. Diese werden benötigt, um die temperaturstabile Gießform für den Metallguss herzustellen. Die aus Wachs hergestellten Positivmodelle werden mit einem ebenfalls aus Wachs hergestellten Gießlauf verbunden und zu einer sogenannten Gusstraube zusammengefügt. Die Erstellung der Gießform erfolgt anschließend durch schichtweisen Aufbau einer keramischen Schale (Schalenfeinguss) auf dem Wachsmodell, oder durch das Umgießen desselben mit einer Einbettmasse (Blockformverfahren). Im Dampfautoklav wird durch Erhitzen der Gießform das Wachs entfernt und die Kavität für den Metallguss freigelegt. Anschließend wird die Gießform zur vollständigen Aushärtung im Ofen gebrannt. Der Guss erfolgt unmittelbar nach Ofenentnahme in die noch heiße Form. Nach dem Gießen und Erstarren des Bauteils wird die keramische Form mittels mechanischer Verfahren entfernt.

Die benötigten Wachsmodelle werden in der Regel im Wachsspritzguss hergestellt. Hierbei kommen Formen und Formeinsätze aus Aluminiumlegierungen, Stahl und Messing zum Einsatz. Zur Herstellung der Modelle wird flüssiges oder pastöses Wachs in die Kavität der Metallform eingespritzt. Nach der Verfestigung des Wachses wird die Form geöffnet und das Modell, der sogenannte »Wachsling«, entformt. Dieses Verfahren ist schnell, kostengünstig, etabliert und für die Serienfertigung geeignet.

Allerdings müssen zur Unterstützung des Entformungsprozesses Trennmittel, z.B. in Form von Silikonen bzw. Silikonsprays, eingesetzt werden. Ohne den Einsatz von Trennmitteln ist eine vollständige und zerstörungsfreie Entformung des Wachsmodells aus dem Formwerkzeug nach dem Stand der Technik nicht möglich. Bei Verwendung von Trennmitteln kommt es jedoch beim Entformungsvorgang zum Übertrag des Trennmittels auf die Oberfläche des Wachsmodells, als auch zur Bildung des sogenannten Formenaufbaus, einem Belag aus Trennmittel und Wachs.

Mit der Verwendung von Trennmitteln sind erhebliche Nachteile verbunden: Turnusmäßige Kosten für Reinigung der Spritzgusswerkzeuge, die Freisetzung von Silikon-Aerosolen, Kosten für das Abwaschen der Silikonanhaftungen von den Wachslingen, Qualitätsmängel in der Oberfläche der keramischen Schalen.

Die ReleasePLAS®- Trennschichten ermöglichen den Feingiessern die Herstellung von Wachsteilen ohne den Einsatz von Trennmitteln. 

Weitere Gießtechnologien am Fraunhofer IFAM

Das Gießereitechnikum am Fraunhofer IFAM stellt eine Vielfalt an flexibel einsetzbaren Gießverfahren zur Verfügung.