In der Gussindustrie sind das Schalenformsandverfahren und das Sandgussverfahren zwei gängige Gusstechniken. Obwohl sie sich in einigen Anwendungsbereichen überschneiden, gibt es erhebliche Unterschiede hinsichtlich des Prozessablaufs, der technischen Anforderungen und der Gussqualität. Für Hersteller in der mechanischen Industrie kann das Verständnis der Eigenschaften und Unterschiede zwischen diesen beiden Verfahren bei der Auswahl der am besten geeigneten Gießmethode hilfreich sein und so die Produktqualität und Produktionseffizienz verbessern.
1. Überblick über den Schalenformsand- und Sandgussprozess
1) Schalenformsandverfahren
Beim Schalenformsandverfahren wird Sand mit duroplastischen Harzen, Härtern und anderen Chemikalien gemischt, die dann bei hohen Temperaturen gehärtet werden, um eine Schale zu bilden. Diese Hülle macht die Sandpartikel hart und hitzebeständig. Schalenformsandguss wird hauptsächlich zum Guss von Teilen verwendet, die eine hohe Präzision und Oberflächenqualität erfordern.
2) Sandgussverfahren
Beim Sandgussverfahren (traditioneller Sandformguss) wird Sand mit einem Bindemittel vermischt, um Sandformen zu bilden, in die geschmolzenes Metall zum Gießen gegossen wird. Das Sandgussverfahren ist relativ einfach und eignet sich für die Massenproduktion von Gussteilen mit geringer Präzision.
2. Prozessvergleich
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Prozessablauf |
Schalenformsandverfahren |
Sandgussverfahren |
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Sandvorbereitung |
Es werden hochwertige Quarzsande oder andere feuerfeste Sande verwendet |
Es werden gewöhnlicher Sand und einfache Bindemittel verwendet |
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Beschichtungsmaterial |
Harz- und Härterbeschichtungen bilden eine Harzhülle |
Es werden nur Sand und Bindemittel verwendet, es bildet sich keine Schale |
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Aushärtemethode |
Duroplastische Harzhülle, die eine bestimmte Temperatur und Zeit erfordert |
Natürlich trocknende oder Niedertemperaturhärter für die Sandform |
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Schimmelbildung |
Präzise Kontrolle der Dicke und Gleichmäßigkeit der Harzhülle |
Gröbere Formen mit geringerer Präzision, einfacherer Formprozess |
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Casting-Prozess |
Nach dem Gießen von geschmolzenem Metall werden feine Oberflächendetails und hohe Präzision erzielt |
Raue Oberfläche auf Gussteilen, potenzielle Fehler wie Porosität |
3. Vergleich der wichtigsten Merkmale
1) Qualität und Präzision der Gussoberfläche
▶ Shell-Formsand-Prozess:
Der Hauptvorteil von Schalenformsand ist seine Fähigkeit, Gussteile mit glatten Oberflächen und feinen Details herzustellen. Die Harzhülle verhindert den direkten Kontakt zwischen Sandpartikeln und geschmolzenem Metall und reduziert Fehler wie Porosität und Sandeinschlüsse, was zu einer hohen Oberflächenqualität und Maßgenauigkeit führt. Es ist ideal für Gussteile, die eine hohe Oberflächenqualität und Präzision erfordern, wie z. B. Triebwerkskomponenten für die Luft- und Raumfahrt, mechanische Präzisionsteile usw.
▶Sandgussverfahren:
Im Gegensatz dazu führt Sandguss in der Regel zu einer geringeren Oberflächenqualität und Präzision. Gussteile haben oft raue Oberflächen und können Mängel wie Porosität, Kaltstellen und Sandeinschlüsse aufweisen. Daher eignet es sich besser für Gussteile mit geringeren Präzisionsanforderungen, wie z. B. große Gusseisenteile und Strukturbauteile, bei denen eine hohe Oberflächengüte kein entscheidender Faktor ist.
2) Anpassungsfähigkeit und Prozessflexibilität
▶ Shell-Formsand-Prozess:
Das Schalenformsandverfahren eignet sich für die Herstellung von hochpräzisen Gussteilen mittlerer und kleiner Stückzahlen. Es zeichnet sich durch die Herstellung von Gussteilen mit komplexen Details und hochwertigen Oberflächen aus. Allerdings führen die höheren Material- und Prozessanforderungen im Vergleich zum Sandguss zu höheren Erstinvestitionen und Produktionskosten.
▶ Sandgussverfahren:
Das Sandgussverfahren bietet eine breite Anpassungsfähigkeit und ist für die Produktion großer Stückzahlen kostengünstig. Es eignet sich besonders für einfach geformte Gussteile, die keine hohe Präzision oder Oberflächengüte erfordern. Für den Gussbedarf im großen Maßstab bleibt Sandguss eine effiziente und wirtschaftliche Option.
3) Gussfehlerkontrolle
▶ Shell-Formsand-Prozess:
Aufgrund des Vorhandenseins der Harzhülle werden beim Formensandverfahren Defekte wie Porosität, Sandeinschlüsse und Kaltabschlüsse beim Gießen effektiv reduziert. Die Gussausbeute ist höher und die Fehlerrate geringer, was es ideal für Branchen macht, die hochwertige Gussteile benötigen, wie z. B. Luft- und Raumfahrt, Automobil und medizinische Geräte.
▶ Sandgussverfahren:
Sandguss mit seinen gröberen Formen und geringerer Präzision ist anfälliger für Gussfehler wie Porosität, raue Oberflächen und thermische Risse. Diese Mängel sind für bestimmte Anwendungen akzeptabel, bei denen keine hohe Präzision erforderlich ist, bei hochpräzisen Anwendungen können sie jedoch eine Nachbearbeitung erforderlich machen, um Unvollkommenheiten zu korrigieren.
4) Kostenvergleich
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Artikel |
Schalenformsandverfahren |
Sandgussverfahren |
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Ausrüstungsinvestitionen |
Hoch, erfordert spezielle Ausrüstung und Technologie |
Geringe, herkömmliche Ausstattung ist ausreichend |
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Materialkosten |
Hoch aufgrund der Verwendung von Harzen und Härtern |
Niedrig, mit gewöhnlichem Sand und einfachen Bindemitteln |
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Produktionseffizienz |
Mittel, aufgrund der hohen Präzision ist der Produktionszyklus länger |
Hoch, bei einfachen Formen ist die Produktionsgeschwindigkeit schneller |
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Rendite |
Hoch, weniger Gussfehler |
Niedrig, mit mehr potenziellen Fehlern in den Gussteilen |
4. Fazit: Den richtigen Prozess wählen
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Empfehlung zur Prozessauswahl |
Schalenformsandverfahren |
Sandgussverfahren |
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Anforderungen an die Gusspräzision |
Hoch, ideal für Präzisionsteile und hohe Oberflächengüte |
Niedrig, geeignet für große, einfache Gussteile |
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Produktionsmaßstab |
Mittlere bis kleine Serien, kundenspezifische Gussteile mit hoher Qualität und Präzision |
Großserienfertigung, ideal für große Gussteile |
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Kostensensitivität |
Nicht kostensensibel, Fokus auf Qualität und Präzision |
Kostensensibel, wobei Produktionseffizienz und Kostenkontrolle im Vordergrund stehen |
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Casting-Komplexität |
Geeignet für komplexe Formen und hohe Detailanforderungen |
Geeignet für einfach geformte Gussteile |
Als professioneller Gusshersteller wählen wir stets das kostengünstigste Produktionsverfahren basierend auf den technischen Anforderungen der Kunden aus und liefern qualitativ hochwertige Produkte, die unsere Kunden zufriedenstellen.
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