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Urformen

Urformen. Wolfgang Mzyk. Urformen. Fertigen eines festen Körpers aus formlosen Stoff durch Schaffen des Stoffzusammenhaltes. Hierbei treten die Stoffeigenschaften bestimmbar in Erscheinung. Urformen. Formen aus dem flüssigen oder teigigen Zustand. Übersicht der wichtigsten Gusswerkstoffe.

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Presentation Transcript

  1. Urformen Wolfgang Mzyk HFH/Mzyk

  2. Urformen Fertigen eines festen Körpers aus formlosen Stoff durch Schaffen des Stoffzusammenhaltes. Hierbei treten die Stoffeigenschaften bestimmbar in Erscheinung. HFH/Mzyk

  3. Urformen HFH/Mzyk

  4. Formen aus dem flüssigen oder teigigen Zustand HFH/Mzyk

  5. Übersicht der wichtigsten Gusswerkstoffe • Eisengusswerkstoffe • Gusseisen (z.B. GGG,GGL) • Temperguss (z.B. weißer-, schwarzer GT) • Stahlguss (z.B. unlegierter,hitzebeständiger GS) • Nichteisengusswerkstoffe (NE-) • Schwermetallguss (z.B. Kupfer, Blei, Zinn, Zink) • Leichtmetallguss (z.B. Al, Mg, Titan) HFH/Mzyk

  6. Verfahrensablauf beim Urformen HFH/Mzyk

  7. Erzeugung des flüssigen Gießmetalls • Schachtschmelzen Es ist das wichtigste Verfahren für Gusseisen und Temperguss ca. 2 bis 15t/h kontinuierliches Verfahren • Induktionsschmelzen Einsatz für alle Gusswerkstoffe – Ausnutzung – Wechselstrom – magnetische Wechselfeld – Sekundärstrom ca. 0,2 bis 10t/h • Lichtbogenschmelzen Einsatz bei Stahlguss – große Badoberfläche ca. 0,6 bis 11t/h diskontinuierlich • Tiegelschmelzen Einsatz von Vorlegierungen aus Nichteisenmetallen – kleinere Mengen ca. 1,5 bis 3h bis 200kg/h HFH/Mzyk

  8. Gießerschachtofen HFH/Mzyk

  9. Induktions - Tiegelofen HFH/Mzyk

  10. Lichtbogenofen HFH/Mzyk

  11. Tiegelofen HFH/Mzyk

  12. Bestandteile der Formstoffe • Formgrundstoff meist Quarzsand, aber auch Korund, Zirkon u.a. • Formstoffbindemittel z.B. silikatische Binder (Ton, Zement, Wasserglas u.a.), Kohlehydratbinder (z.B. Stärke), Ölbinder, Kunstharzbinder (z.B. Phenolharz, Furanharz) • Zuschlagstoffe z.B. Wasser, das die Bindekraft des Formstoffbindemittels freisetzt, und Steinkohlestaub zur Bindung einer Glanzkohlenstoffschicht auf den Quarzkörnern, die eine Verbindung von Schmelze und Quarzsand verhindert und die Oberfläche des Gussteils verbessert. HFH/Mzyk

  13. Arbeitsablauf zur Herstellung einer gießfertigen Form(1) • Unterkasten herstellen Modellhälften auf Modellplatte legen, pudern, Unterkasten auflegen, Modellsand einfüllen und an Modell andrücken, Formstoffmischung einfüllen und durch Stampfen verdichten, abstreichen, Luft stechen, Kasten wenden, Teilungsebene polieren, Trennmittel aufbringen • Oberkasten herstellen Obere Modellhälfte auflegen und pudern, Oberkasten aufsetzen, Modellsand einfüllen und andrücken, Modellen für Eingusssystem und Speiser stellen, Formstoffmischung einbringen, verdichten, abstreichen, Luft stechen, Einguss und Speisermodelle entfernen. HFH/Mzyk

  14. Arbeitsablauf zur Herstellung einer gießfertigen Form(2) • Fertigstellen der Form Oberkasten abheben und wenden, Modellhälften aus Unter- und Oberkasten entfernen, Eingusstümpel und Zuläufe anbringen, Form säubern, gefährdete Formteile mit Stiften sichern, Kerne einlegen, Form zulegen (Oberkasten aufsetzen, belasten oder verklammern, Form gießen. • Zerstören der Form Nach Erstarren und Abkühlen des vergossenen Werkstoffes Oberkasten abheben, Gussstück entnehmen, Ober- und Unterkasten vom Formstoffmischung befreien. Das Gussstück wird wieder aufbereitet und wird ebenso wie die Formkästen (Ober- und Unterkasten) zur Herstellung einer neuen verlorenen Form wiederverwendet. HFH/Mzyk

  15. Arbeitsablauf zur Herstellung einer gießfertigen Form(1) HFH/Mzyk

  16. Arbeitsablauf zur Herstellung einer gießfertigen Form(2) HFH/Mzyk

  17. Schablonen – Gießverfahren HFH/Mzyk

  18. Urformen durch Zentrifugalkraft HFH/Mzyk

  19. Urformen durch äußere Druckwirkung HFH/Mzyk

  20. Gefüge von Gusseisen HFH/Mzyk

  21. Eisengusswerkstoffe HFH/Mzyk

  22. Maschinenform mit Kasten HFH/Mzyk

  23. (Formen durch Schießen und Hochdruckpressen Kerne) HFH/Mzyk

  24. Vakuumformverfahren HFH/Mzyk

  25. Maskenformverfahren HFH/Mzyk

  26. Feingießen (Wachsausschmelzverfahren) HFH/Mzyk

  27. Kokillengießen HFH/Mzyk

  28. Beispiel für Gussteile HFH/Mzyk

  29. Guss – Fehler HFH/Mzyk

  30. Anwendungen HFH/Mzyk

  31. Gestaltung allgemein HFH/Mzyk

  32. Gestaltung – Beispiele 1 HFH/Mzyk

  33. Gestaltung – Beispiele 2 HFH/Mzyk

  34. Gestaltung – Beispiele 3 HFH/Mzyk

  35. Gestaltung – Beispiele 4 HFH/Mzyk

  36. Pullvermetallurgische Teilefertigung Pressen und Sintern Vorteile: • Es sind Sonderwerkstoffe aus hochausschmelzenden Metallen, wie Wolfram und Molybdän, sowie Hartmetallen und hochfesten keramischen Werkstoffen herstellbar. • Es können Werkstoffzusammensetzungen erzielt werden werden, die schmelzmetallurgischen nicht möglich sind (nicht legierbaren Stoffmischungen), wie Kupfer-Grafit als Kontaktwerkstoff, Kupfer-Zinn-Blei als Gleitlagerwerkstoff oder Eisen mit Grafit u. a. als Reibwerkstoff für Bremsbeläge und dgl. • Es können poröse Werkstoffe für feinste Filter oder wartungsfreie Gleitlager (Tränklager) erzeugt werden. • Es sind eine material- und energiesparende Fertigungen von Teilen aus Sintereisen und Sinterstahl möglich, wobei gegenüber der Fertigung durch Gießen oder aus Halbwerkzeugen die Materialausnutzung von ca. 50-70% auf nahezu 100% gesteigert und der Energiebedarf etwa halbiert wird. HFH/Mzyk

  37. Pulvermetallurgische Teilefertigung Pressen und Sintern Nachteile: • Hohe Herstellkosten für das Pulver • Hohe Kosten bei Herstellung von Werkzeugen Anwendung besonders für die Herstellung kleinerer Teile (bis ca. 2kg) Pressen: Kaltpressen – bei genügend großen Pressdrücken tritt ein mechanischen Klammern der Pulverteilchen ein (Adhäsionskräfte) – Resultat: Pulverpressteil oder Grünling Sintern: Beim Sintern,d. h. unter Einfluss erhöhter Temperatur, gehen die Teilchen eines Pulverformteils eine chemische Verbindung zu einem festen Körper ein. Al 580°C Bronze 760 °C Messing 900 °C Sinterzeit ca. 30min bis 2h HFH/Mzyk

  38. Generieren (Rapid Prototyping) Rapid Prototyping sind Fertigungsverfahren für die Musterteilefertigung. Ziel ist die Verkürzung von Entwicklungsverfahren! Aufzählung von Verfahren: • Laser – Stereolithographie • UV – Stereolithographie • Selektives Laserstrahlsintern • Binder – Injektionsverfahren • Material – Auftragsverfahren • Folienschichtverfahren HFH/Mzyk

  39. Zusammenfassung Urformen Das Urformen als Fertigen eines festen Körpers aus formlosen Stoff durch Schaffen des Stoffzusammenhaltes steht in beiden Wegen am Beginn des Gesamtprozesses. Es wird untergliedert nach der Art des formlosen, u. a. in Urformen aus dem flüssigen Zustand (Gießen) und Urformen aus dem pulverförmigen Zustand (Pressen und Sintern). Die Formgebung des formlosen Stoffes erfordert eine Form mit entsprechendem Formhohlraum. Die Merkmale der Form- und Gießverfahren bestimmen ihre technischen und ökonomischen Anwendungsbereich und –grenzen (auch konstruktiven Gestaltung). HFH/Mzyk

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