Feinguss - Konstruieren und Gießen - Bundesverband der ...

4Konstruieren und
Gestalten
Feingießen erweitert die Freiheit des konstruktiven
Gestaltensaußerordentlich.Es
sind sehr kompliziert und komplex ausgeführte
Werkstücke mit geringen Wanddicken,
hoher Oberflächengüte und engen
Maßtoleranzen herstellbar. Zusammen mit
der Werkstoffvielfalt werden für Konstruktionsaufgaben
der verschiedensten Art mit
Feinguss oft neue, vor allem aber wirtschaftliche
Lösungen gefunden.
Ein unter allen technischen und wirtschaftlichen
Gesichtspunkten optimal gestaltetes
Feingussteil setzt den engen Kontakt
zwischen dem Gestaltenden und dem Feingießer
voraus: hier die konstruktiven Forderungen,
dort die fertigungstechnischen
Möglichkeiten.Das Ergebnis einer solchen
Zusammenarbeit sind anwendungstechnisch
optimierte Bauteile, hergestellt mit
möglichst geringem Fertigungsaufwand.
Gestaltende in diesem Sinne sind Konstrukteure
und Entwicklungsingenieure,
betriebliche Führungskräfte sowie technische
Kaufleute und Einkäufer, die neue
und rationelle Wege suchen, wirtschaftlich
zu fertigen.
Trotz aller Freizügigkeit beim Konstruieren
in Feinguss empfiehlt es sich imInteresse
verbesserter Wirtschaftlichkeit,
einige Hinweise zu beachten, um den Fertigungsaufwand
möglichst niedrig zu halten.
Damit werden einerseitsdie physikalischen
Gesetzmäßigkeiten beim Gießen
sowie der Arbeitablaufvom Werkzeug bis
zum Gussstück berücksichtigt, andererseits
zeigen sie weitere Potenziale auf,
die mit dem Feingießen zu erreichen sind.
Ein „richtig“ konstruiertes Feingussteil
sollte demnach folgenden Gesichtspunkten
gerecht werden:
- wirtschaftlich,
- funktions- und beanspruchungsgerecht,
- feingießgerecht,
- bearbeitungsgerecht,
- montagegerecht,
- formschön.
Bild 70: Je nach den betrieblichen Anforderungen
(z. b.Turbolader, Kältetechnik) werden
Verdichterräder aus Al- und Ti-Basis-
Legierungen feingegossen, Maße bis etwa
Dmr. 900 mm, Gewicht bis rund 35 kg (Bild:
Tital, Bestwig)
4.1 Wirtschaftlichkeit
In jedem Fall gilt die Faustregel: Je komplizierter
ein Werkstück und/oder je schwieriger
es zu bearbeiten ist, desto wirtschaftlicher
ist es, feinzugießen. Beste Wirtschaftlichkeit
und optimale Gestalt werden
jeweils so erreicht.
Der Konstrukteur lässt das im Blickpunkt
stehende Teil vor seinem geistigen Auge
sozusagen „schrumpfen“ beziehungsweise
abmagern, um so die kleinstmögliche,
noch vertretbareGestalt (Form, Kontur) zu
erreichen. Er vermeidet Materialanhäufungen
und schroffe Querschnittsübergänge,
verringert sinnvoll Wanddicken,
sieht Aussparungen vor und nutzt die hohen
technologischen Werte feingegossener
Werkstoffe. Hierzu kommen heute
verstärkt die computerunterstützten Techniken
zum Einsatz, auf die unter Punkt
4.3 eingegangen wird.
Besonders geeignetist für die Herstellung
kosten- und masseoptimierter Gussteile
auch die bionisch orientierte Bauteilgestaltung
[16].
Die allgemeinen Preis bestimmendenFaktoren
werden unter Kapitel 5dargelegt.
Im Wesentlichen werden sie gebildet
aus Stückzahlen pro Gießeinheit, Sperrigkeitsgrad,
Werkstoff, Toleranzen sowie
den Abnahmekriterien.
Bild 71: Zangeneinsätze für den Werkzeugbau
aus G51CrV4 (W.-Nr. 1.8159) (Bild: Buderus,
Moers)
4.2 Konstruktive Aspekte
4.2.1 Außenkontur
Das Feingießen ermöglicht, wie schon
mehrfach erwähnt, die Herstellung sehr
komplexer und filigraner Bauteile. Für die
optimale Ausnutzung dieser Möglichkeiten
sind folgende Regeln zu beachten.
I. Räumlich gekrümmte Flächen
Räumlich gekrümmte Flächen lassen sich
im Feingießverfahren genau und formtreu
reproduzieren. Die Wirtschaftlichkeit ist
dadurch gegeben, dass der dafür notwendige
hohe Bearbeitungsaufwand nur einmal,
nämlich beim Herstellen des Werkzeuges,
erforderlich ist.
II. Teilefamilien
Bei entsprechender Konstruktion können
sogenannte Teilefamilien gebildet werden,
wenn es für ähnliche Teile möglich
ist, mit einem Werkzeug und mehreren
auswechselbaren Kernschiebern zu arbeiten.
Die Werkzeugkosten verringern
sich dadurch spürbar (Bilder 70 und 71).
Andererseits kommt es aber auch zum
Beispiel bei Elektronikgehäusen vor (Bild
72), dass alle Details ein- und angegossen
werden, die für mehrere, ähnliche Einbausätze
gebraucht werden. Im Einzelfall
werden sie selten alle genutzt. Das betreffende
Gussstückist dann aber vielseitig ver-
Bild 72: Elektronikgehäuse aus EN AC-AlSi7-
Mg.0,3 wa (W.-Nr.ENAC-42100),Abmessungen:
330 x280 x240 mm, Gewicht: 5400 g(Bild:
Zollern, Soest)
Bild 73: Bildung von Teilefamiliendurch verschiedene Kernschieberausführungen
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