Wachsausschmelzguss aus Stahl

Beim Stahl-Wachsausschmelzguss handelt es sich um ein Gießverfahren zur Herstellung hochpräziser Stahlteile mit feiner Oberflächenbeschaffenheit und Maßhaltigkeit anhand eines Wachsmodells. Das Verfahren wird häufig zur Herstellung von Stahlteilen mit komplizierten Formen und hohen Maßtoleranzen in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Verteidigung und der Automobilindustrie eingesetzt.
Zu den Hauptschritten beim Stahl-Wachsausschmelzguss gehören:
Erstellung eines Wachsmusters: Es wird ein Wachsmuster erstellt, das die endgültige Form des Produkts darstellt.
Wachsmontage: Mehrere Wachsmodelle werden an einer zentralen Nabe befestigt, die als Anguss- oder Anschnittsystem bezeichnet wird.
Beschichtung: Die Baugruppe aus Wachsmodellen und Anschnittsystem ist mit einer Keramikschale beschichtet. Man lässt die Keramikschale trocknen und aushärten und wiederholt die Schritte, bis sich eine dicke Schicht bildet.
Entparaffinieren: Die Keramikschale mit dem Wachsmodell und der Anschnittsystembaugruppe wird in einen Ofen gegeben, um das Wachs auszuschmelzen, wobei eine Keramikschale mit der Form des Wachses zurückbleibt.
Gießen von geschmolzenem Stahl: Anschließend wird geschmolzener Stahl in die Keramikschale gegossen.
Abkühlung und Erstarrung: Der geschmolzene Stahl im Inneren kühlt ab und erstarrt in der Keramikhülle und nimmt die Form des Musters an.
Knockout: Die Keramikschale ist abgebrochen und gibt den Blick auf die fertigen Stahlgussteile frei.
Endbearbeitung: Überschüssiges Material wird entfernt und die Oberfläche des Modells wird nach Bedarf bearbeitet und poliert.
Mit dem Wachsausschmelzguss aus Stahl lassen sich schnell präzise und komplizierte Bauteile mit einer geringen Wandstärketoleranz und mehreren Oberflächenbearbeitungen herstellen. Aufgrund der Flexibilität des Verfahrens eignet es sich für verschiedene Arten von Stählen wie Edelstahl, Kohlenstoffstahl und andere Legierungen. Der Wachsausschmelzguss aus Stahl eignet sich auch ideal für die Herstellung komplexer Formen wie Schaufeln, Pumpen und Laufräder.

Der Stahl-Wachsausschmelzguss wird so genannt, weil bei diesem Verfahren mithilfe von Wachs ein Muster oder eine Nachbildung des Endprodukts erstellt wird, das dann von einer Keramikhülle umgeben und mit geschmolzenem Stahl gefüllt wird. Sobald der Stahl erstarrt, wird die Keramikhülle entfernt, wodurch das Wachs während des Prozesses verloren geht oder wegschmilzt.

Im ersten Teil des Prozesses wird ein Wachsmodell erstellt, das eine Nachbildung des Endprodukts darstellt. Dieses Wachsmodell wird verwendet, um in der Keramikschale eine Form zu schaffen, in die der geschmolzene Stahl gegossen wird. Die Keramikschale wird abgebrochen, wodurch der endgültige Stahlguss oder die endgültige Komponente sichtbar wird.

Der Begriff „Stahl“ wird im Namen verwendet, da dieses Verfahren hauptsächlich zum Gießen von Stahlteilen verwendet wird, das Verfahren jedoch auch für andere Legierungen verwendet werden kann. Der Begriff „Wachsausschmelzverfahren“ wird verwendet, weil das Wachsmodell während des Prozesses geschmolzen wird und verloren geht, wodurch ein Hohlraum in der Keramikschale zurückbleibt, der dazu dient, geschmolzenen Stahl zum Endprodukt oder Bauteil zu formen.

Das Wachsausschmelzverfahren für Stahl umfasst die folgenden Schritte:
Erstellen des Wachsmusters: Es werden Wachsmuster erstellt, die die endgültige Form des Produkts darstellen. Dies kann durch Einspritzen von geschmolzenem Wachs in eine Metallform oder durch manuelles Formen des Wachses erfolgen.
Zusammenbau des Wachsmodells: Mehrere Wachsmodelle werden an einem zentralen Wachskanal oder Angusssystem befestigt, das geschmolzenen Stahl zu den Wachsmodellen leitet.
Auftragen des Keramikmaterials: Der Wachsbaum oder die Wachsbaugruppe wird dann in eine Keramikaufschlämmung getaucht, die man trocknen und aushärten lässt. Dieser Vorgang wird mehrmals wiederholt, bis sich eine dicke Keramikschicht um das Wachsmodell herum gebildet hat.
Schmelzen des Wachses: Die gesamte Baugruppe wird dann in einem Ofen erhitzt, um das Wachs aus der Keramikschale zu schmelzen. Zurück bleibt eine Hohlform mit der Form des Wachsläufers und der Wachsmuster.
Vorwärmen: Die Keramikschale wird vorgewärmt, um sicherzustellen, dass sie der Temperatur des geschmolzenen Stahls standhält.
Gießen des geschmolzenen Stahls: Die vorgewärmte Keramikschale wird über das Angusssystem mit geschmolzenem Stahl gefüllt.
Abkühlung und Erstarrung: Der geschmolzene Stahl im Inneren kühlt ab und verfestigt sich in der Keramikhülle und nimmt die Form des Wachsmusters an.
Knockout: Nachdem der Stahl erstarrt und abgekühlt ist, wird die Keramikschale auf verschiedene Weise entfernt und die Gussteile werden aus der Form entnommen.
Endbearbeitung: Der Stahlguss wird dann je nach Endproduktanforderungen gereinigt, endbearbeitet und poliert.
Beim Stahl-Wachsausschmelzverfahren können Stahlkomponenten mit komplexen Geometrien und feiner Oberflächenbeschaffenheit hergestellt werden. Das Verfahren bietet eine hohe Maßgenauigkeit bei geringen Toleranzen und eignet sich perfekt für kleine bis mittlere Produktionsserien. Wachsausschmelzguss aus Stahl wird häufig in der Luft- und Raumfahrt-, Automobil- und Militärindustrie zur Herstellung von Präzisionsstahlkomponenten verwendet.

Der Stahl-Wachsausschmelzguss wird hauptsächlich für Stahlwerkstoffe verwendet, aber auch andere Metalle und Legierungen können mit diesem Verfahren gegossen werden. Zu den Materialien, die beim Stahl-Wachsausschmelzguss verwendet werden können, gehören: Edelstahl: Ein beliebtes Material für den Wachsausschmelzguss von Stahl, das für seine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und hohe Festigkeit bekannt ist.
Kohlenstoffstahl: Aufgrund seiner hohen Festigkeit und Haltbarkeit ist er ein weit verbreitetes Material in der Automobil- und Bauindustrie.
Niedriglegierter Stahl: Mehrere niedriglegierte Stähle, die Chrom, Molybdän und andere Elemente enthalten, können zum Gießen von Stahlprodukten mit einzigartigen Leistungseigenschaften verwendet werden.
Werkzeugstahl: Dieses Material bietet eine hohe Härte, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit und eignet sich daher für die Herstellung von Werkzeugkomponenten.
Kupferlegierungen: Diese Materialien können zum Gießen von Teilen verwendet werden, die eine hervorragende elektrische Leitfähigkeit oder eine hohe Wärmeleitfähigkeit erfordern, wie z. B. Wärmetauscher, elektrische Kontakte und elektrische Steckverbinder.
Mit dem Wachsausschmelzverfahren können neben Stahl auch andere Materialien gegossen werden, am häufigsten werden jedoch Legierungen auf Stahlbasis verwendet. Die Wahl des verwendeten Materials hängt von den endgültigen gewünschten Eigenschaften des Bauteils ab, wie z. B. Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Härte. Die Auswahl des beim Gussvorgang zu verwendenden Metalls oder der Legierung hängt auch von der Zusammensetzung und Dicke des Wachsmodells sowie der Größe des Bauteils ab.

Mit dem Wachsausschmelzverfahren werden hochpräzise Stahlteile mit ausgezeichneter Oberflächengüte und Maßhaltigkeit hergestellt. Dazu gehören Teile, die hohem Druck, hoher Temperatur und rauen Umgebungen standhalten müssen. Wachsausschmelzguss aus Stahl wird in verschiedenen Branchen eingesetzt, wie zum Beispiel:
Luft- und Raumfahrt: Wachsausschmelzguss aus Stahl bietet eine hervorragende Methode zur Herstellung hochpräziser Metallteile für die Luft- und Raumfahrtindustrie. Beispiele für Komponenten könnten Fahrwerksteile, Turbinenschaufeln, Laufräder und Steuerungssystemkomponenten sein.
Automobil: Wachsausschmelzguss aus Stahl wird in der Automobilindustrie zur Herstellung hochfester und maßgenauer Teile wie Motorteile, Getriebeteile und Aufhängungskomponenten verwendet.
Medizin: Das Verfahren eignet sich für die Herstellung hochpräziser medizinischer Geräte und Implantate, da es möglich ist, komplizierte Geometrien mit engen Toleranzen zu erstellen, die für einige Komponenten erforderlich sind.
Militär: Wachsausschmelzguss aus Stahl wird für die Herstellung militärischer Ausrüstung, einschließlich Waffen, Rüstungen und Fahrzeugkomponenten, verwendet.
Industriell: Das Verfahren kann für die Herstellung einer breiten Palette industrieller Komponenten verwendet werden, wie z. B. Ventilkomponenten, Pumpenkomponenten und andere Maschinenteile, die eine hohe Festigkeit und Genauigkeit erfordern.
Insgesamt eignet sich der Wachsausschmelzguss aus Stahl ideal für die Herstellung komplexer, hochpräziser Stahlkomponenten für kritische Anwendungen, bei denen Genauigkeit, Festigkeit, Dimensionsstabilität und Haltbarkeit erforderlich sind. Das Verfahren ermöglicht eine effiziente Produktion hochwertiger Teile mit hervorragender Wiederholgenauigkeit und eignet sich daher ideal für Produktionsmengen von kleinen bis großen Stückzahlen.

Der Wachsausschmelzguss aus Stahl bietet mehrere Vorteile, darunter:
Hohe Präzision: Beim Wachsausschmelzguss aus Stahl entstehen hochpräzise und präzise Teile mit hervorragender Oberflächengüte.
Flexibilität: Dieses Gussverfahren bietet Flexibilität hinsichtlich der Größe, Form und Komplexität der herstellbaren Teile.
Kostengünstig: Der Wachsausschmelzguss aus Stahl ist eine kostengünstige Alternative zu anderen Gussverfahren wie Sandguss oder Feinguss.
Festigkeit: Die resultierenden Stahlteile sind für ihre Festigkeit und Haltbarkeit bekannt und eignen sich daher für mechanische und strukturelle Anwendungen.
Materialauswahl: Dieses Verfahren bietet eine große Auswahl an Stahlmaterialien, darunter Kohlenstoffstahl, Edelstahl und legierter Stahl.
Reduzierter Abfall: Beim Wachsausschmelzguss aus Stahl entsteht nur minimaler Abfall, da übrig gebliebenes Wachs in zukünftigen Abgüssen wiederverwendet werden kann.