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Neuartiges Metallformverfahren funktioniert mit Magnetfeld

EU-finanzierte Wissenschaftler haben ein neuartiges Gießverfahren entwickelt, bei dem Formen zum Einsatz kommen, die durch "Binden" von Metallteilchen unter Anwendung eines Magnetfelds gebildet werden. Der Prozess ergibt qualitativ hochwertige, komplexe Teile bei äußerst konkurrenzfähigen Kosten.
Neuartiges Metallformverfahren funktioniert mit Magnetfeld
Die meisten von uns wären wohl nicht an einer Kuchenform interessiert, die nach dem Backen und Abkühlen des Kuchens "abgebrochen" werden muss. Bei der Herstellung von Metallteilen sind derartige Formen allerdings sehr häufig zu finden.

Das Material wird üblicherweise in zwei verschiedene Teile eines ausgestalteten Modells eingebracht, das die Form hat, die hergestellt werden soll. Der Werkstoff härtet dann aus und wird von dem Modell entfernt und die beiden Teile werden zusammengefügt, um die Form in gewünschter Gestalt zu bilden.

Nachdem das Metallteil in der Form hergestellt wurde, wird die Form selbst weggebrochen und das Teil entnommen. Zu den drei häufigsten Gießereiprozessen mit verlorenen Formen zählen der Sandguss, das Wachsausschmelzverfahren und das Lost-Foam-Verfahren (Gussverfahren mit verlorenem Schaum).

Beim Sandguss verwendet man als Formmaterial Sand. Das Wachsausschmelz- und Schaumverfahren (mit Polystyrolkügelchen) funktioniert mit Wachs- bzw. geschäumten Formen.

Europäische Forscher entwickelten mit Hilfe der Finanzmittel des Magnet-Projekts ("Magnetic moulding: Innovative technology to improve the competitiveness and working conditions of the European foundries") einen innovativen Gießprozess mit verlorender Form, das auf magnetischen Formen beruht. Magnetische Formen kombinieren die Vorteile des Lost Foam-Verfahrens mit denen von Dauerformen. So konnten auf umweltfreundliche und kostengünstige Weise qualitativ hochwertige, komplexe Teile in verschiedensten Größen und aus zahlreichen Materialien hergestellt werden.

In dieser Technologie kam ein verlorenes Modell zum Einsatz , um das die metallischen Partikel durch Anlegen eines Magnetfelds miteinander verbunden werden. Sobald das gegossene Metall in der Form ausgehärtet war, wurde das Magnetfeld entfernt. Die Metallpartikel fielen ab und konnten bei nachfolgenden Gussvorgängen wiederverwendet werden und das Teil selbst wurde geborgen.

Die Fertigung von fünf verschiedenen Teilen aus vier verschiedenen Metalllegierungen bestätigte, dass mit dem Verfahren komplexe Formen hergestellt werden können. Die Bauteile zeigten bessere metallurgische und mechanische Eigenschaften als Teile, die unter Einsatz der drei häufigsten Methoden mit verlorener Form erzielt wurden. Außerdem konnte im Vergleich zu den anderen Gießereiprozessen mit dem magnetischen Formprozess die Zykluszeit reduziert werden.

Für europäische Gießereien präsentiert sich die Technologie aufgrund der geringen Investitionskosten, ohne dass wesentliche Änderungen an den Lost-Foam-Anlagen erforderlich wären, als sehr attraktiv; hier können qualitativ hochwertigere, komplexere Teile hergestellt und somit die Wettbewerbsfähigkeit auf einem riesigen Markt gesteigert werden.

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