Vollformgießen in neuer Form
Das Vollformgießen ist ein Verfahren zum Schmieden von Formen für die Produktion von Komponenten aus Aluminiumlegierungen und Gusseisen. Ein typisches Material, das sich zum Anfertigen von Gießformen eignet, ist Polystyrol. Es wird in die gewünschte Form gebracht und anschließend in einen Kasten mit Sand gelegt. In die so entstehende Gussform wird flüssiges Metall eingefüllt, das beim Abkühlen die Form des Polystyrols annimmt. Dabei brennt das Polystyrol entweder ab oder verdampft. Die Schwierigkeiten dieses Verfahrens ergeben sich aus der Tatsache, dass es eine sehr genaue Prozesssteuerung erfordert. Das flüssige Metall muss eine ganz bestimmte Temperatur aufweisen, damit das richtige Fließverhalten innerhalb der Form erzielt wird und es zu keiner vorzeitigen Abkühlung kommt, die zu Materialfehlern führen würde. Auch die Gießverfahren müssen sorgfältig geplant werden, damit keine Kohlenstoffeinschlüsse entstehen, und ebenso große Aufmerksamkeit ist der Auslegung der erforderlichen Strömungskanäle zu widmen. Stimmt diese nicht, so kann die Polystyrolform unvollständig verbrennen, wobei die Rückstände zu Fehlern des hergestellten Werkstücks führen. Mit den Möglichkeiten zur Vermeidung solcher Defekte hat sich jetzt das Centro Ricerche Fiat SCpA in Italien beschäftigt und dabei eine neue Verfahrensweise entwickelt. Ein Schwerpunkt des Projekts war die Herstellung von Stahlgussprodukten für die Automobil- und Transportindustrie, von denen die größten Anforderungen an die Qualität der Werkstücke gestellt werden. Durch die Anwendung dieser Technologie beim Vollform-Gießverfahren wurde ein bedeutender technologischer Fortschritt erzielt. Gegenwärtig besteht das am besten geeignete Verfahren zur Herstellung von Stahlteilen im Schmieden und Stanzen. Die heute angewandten Gießverfahren haben dagegen in der Transportindustrie keine Verbreitung gefunden, da sie nicht gerade kostengünstig sind und sich zudem nicht für eine Großserienproduktion eignen. Im Gegensatz dazu stellt die Vollform-Technologie für Stahlgussteile eine innovative und wettbewerbsfähige Technologie dar. Sie eignet sich nicht nur zum Gießen von Teilen mit der in dieser Branche geforderten komplexen Formgebung, sondern bietet auch unter technologischen, ökologischen und ökonomischen Aspekten Vorteile. So sind beispielsweise die hohe Qualität der Gussteile, die niedrigen Anforderungen an die Werkzeugausrüstung sowie der geringere Energieeinsatz und die niedrigeren Schadstoffmengen einige der Vorteile, durch die sich das neue Verfahren auszeichnet - abgesehen von seiner Kosteneffizienz. Durch die Lösung der Probleme, die Stahl bei diesem Verfahren macht, dürfte die Technologie höchst praxistauglich sein. Fiat ScpA hat bereits erfolgreich eine hohle Kurbelwelle nach dem neuen Verfahren hergestellt. Diese zeichnet sich durch eine Gewichtsreduktion um 15-20% aus und braucht nicht nachbearbeitet zu werden. Die Tatsache, dass sich auch zahlreiche andere Komponenten nach diesem Verfahren herstellen lassen, und die Anwendbarkeit des Verfahrens in der Herstellung von Bauelementen für die Luft- und Raumfahrtindustrie machen deutlich, welche Anwendungsmöglichkeiten es für diese Technologie gibt.
