Metallguss ist ein allgemeiner Begriff für Metallteile, die flüssig in eine Form gegossen und durch Erstarren geformt werden; in der Fachsprache heißen diese Teile je nach Werkstoff Gusseisen, Stahlguss, Aluminiumguss oder Kupferlegierungsguss. Dieser Beitrag fasst im Überblick zusammen, für welche Teile sich das Gießverfahren eignet und wie Gussteile in den wichtigsten Branchen verwendet werden.
Für welche Teile eignet sich das Gießverfahren?
Guss ermöglicht es, Teile mit komplexer Geometrie, Hohlräumen oder großen und schweren Abmessungen in einem Stück herzustellen. Dasselbe Teil durch Schmieden oder spanende Bearbeitung zu fertigen, bedeutet oft mehr Materialverlust oder mehrere Arbeitsgänge. Dafür erfordert Guss Investitionen in Modell und Form und wird mit steigender Stückzahl vorteilhafter.
In der Serienfertigung wird Guss wirtschaftlich, weil sich die Formkosten auf das einzelne Teil verteilen; bei Einzelteilen oder sehr kleinen Stückzahlen kann die spanende Bearbeitung oder eine Schweißkonstruktion geeigneter sein. Die Schwelle, die dieses Gleichgewicht bestimmt, ist von Teil zu Teil verschieden, sodass sich keine allgemeine Stückzahlgrenze angeben lässt.
Hinsichtlich des Einsatzes sind Gussteile überwiegend Gehäuse, Sockel und Anschlusselemente, die statische oder dynamische Lasten aufnehmen; präzise Flächen entstehen durch Bearbeitung nach dem Guss.
Die Verfahrenswahl bestimmen vor allem folgende Fragen:
- Enthält die Geometrie des Teils Innenkanäle oder Hohlräume?
- Wie sind Gewicht und Größenbereich, wie hoch ist die Jahresstückzahl?
- Welche Belastungsart liegt vor (statisch, Schlag, Ermüdung, Verschleiß, Wärme)?
- An welchen Flächen sind Bearbeitungstoleranz und Oberflächenqualität erforderlich?
- Gibt es Anforderungen an Korrosions- oder Oberflächenschutz?
Gussteile nach Werkstofffamilien
Die Werkstoffwahl hängt ebenso von den Einsatzbedingungen des Teils wie vom Fertigungsverfahren ab. Für dünnwandige, leichte Teile kommt Aluminium infrage, für hohe Temperaturen oder Verschleiß Sonderlegierungen; bei Gehäuseteilen, bei denen die Kosten entscheidend sind, steht Gusseisen im Vordergrund.
Gussteile bieten je nach verwendetem Metall unterschiedliche Eigenschaften. Das Tätigkeitsfeld von SYC ist der Eisenguss; die übrigen Werkstoffgruppen werden nur zum allgemeinen Kontext genannt. Der allgemeine Rahmen sieht so aus:
- Gusseisen (Grauguss und Sphäroguss): Maschinengehäuse, Pumpen- und Armaturenteile, Automobilkomponenten; wegen des Gleichgewichts von Kosten und Gießbarkeit die am weitesten verbreitete Gruppe.
- Stahlguss: schweißbare Teile, die hohe Festigkeit und Zähigkeit erfordern.
- Aluminiumguss: Fahrzeug- und Maschinenteile, bei denen Leichtigkeit gefordert ist.
- Kupferlegierungen (Bronze, Messing): Gleitlager, Schiffs- und Wasserarmaturen.
Anwendungsbeispiele nach Branchen
Die Einteilung in Branchen ist nicht scharf: Dieselbe Teileart findet sich in mehreren Branchen, und entscheidend ist, welche Belastung das Teil aufnimmt und an welche Norm oder Spezifikation es gebunden ist.
Die folgenden Beispiele zeigen verbreitete Anwendungen; Werkstoff und Verfahren werden in jedem Projekt anhand der Spezifikation des Teils festgelegt.
- Automobil: Motorblöcke, Bremsteile, Fahrwerks- und Achskomponenten.
- Maschinenbau: Maschinengestelle, Getriebe- und Zahnradkastengehäuse, Sockel.
- Pumpen und Armaturen: Gehäuse-, Deckel- und Laufradteile.
- Landmaschinen: Gewichte, Getriebekästen und Anschlussteile.
- Energie: große Gussteile wie Rotornaben und Gehäuse von Windkraftanlagen.
- Bau und Infrastruktur: Abdeckungen, Roste und Armaturen für Versorgungsnetze.
Der Prozess bei der Beschaffung von Gussteilen
Die Qualität eines Gussteils wird nicht allein beim Gießen bestimmt; Modell- und Formkonstruktion, Gießsimulation, Kernherstellung, Schmelzen, Abguss, Putzen, mechanische Bearbeitung und Kontrolle wirken sich alle auf das Ergebnis aus. Werden diese Stufen im selben Unternehmen durchgeführt, vereinfacht das Verantwortung und Kommunikation.
Auch die Gießgerechtheit der Zeichnung sollte früh bewertet werden: Wanddickenübergänge, Querschnittswechsel und Bearbeitungszugaben beeinflussen sowohl die Kosten als auch das Fehlerrisiko.
Wegen der gegenseitigen Abhängigkeit der Stufen lässt sich eine Maßabweichung nach dem Guss manchmal bis auf die Konstruktion von Modell oder Form zurückverfolgen. Deshalb beschleunigt es die Korrekturmaßnahmen, wenn Modell-, Form- und Gussinformationen in einer Hand liegen.
Bei Teilen, die spanend fertigbearbeitet werden, ist die richtige Bearbeitungszugabe wichtig: Ist die Zugabe zu gering, bleiben Fehler der Gussoberfläche auch nach der Bearbeitung sichtbar; ist sie zu groß, werden Material und Bearbeitungszeit verschwendet.
Fazit: Wie wird das Verfahren für ein Gussteil gewählt?
Guss wird in vielen Branchen eingesetzt, weil sich komplexe und schwere Teile kostengünstig herstellen lassen; Verfahren und Werkstoff werden nach Geometrie, Belastung und Stückzahl des Teils gewählt. Ob ein Teil gießgeeignet ist, können wir anhand einer Zeichnung oder einer kurzen Beschreibung bewerten: Der SYC-Modellbau führt die Modell- und Formarbeiten durch, die Gießerei Schmelzen und Abguss.
