Was ist Schleuderguss?

Schleuderguss ist ein spezielles Metallgussverfahren, das die Zentrifugalkraft nutzt, um hochintegrierte Komponenten mit gleichmäßigen Mikrostrukturen herzustellen. Aufgrund ihrer Fähigkeit, Teile mit minimalen Fehlern und verbesserten mechanischen Eigenschaften herzustellen, wird diese Methode häufig in Branchen wie der Fertigung, der Luft- und Raumfahrt sowie der Energiebranche eingesetzt. Durch das Rotieren einer Form mit hoher Geschwindigkeit sorgt das Schleudergießen für eine gleichmäßige Verteilung der Metallschmelze, was zu dichten und zuverlässigen Produkten führt.

Der Prozess des Schleudergusses

Der Schleudergussprozess umfasst mehrere aufeinanderfolgende Schritte, um eine präzise Bauteilformung zu erreichen. Es beginnt mit der Herstellung einer Form, die typischerweise aus Stahl oder Graphit besteht und um ihre Achse gedreht wird. Die Schritte sind wie folgt:

• Schmelzen des Metalls: Rohstoffe werden in einem Ofen erhitzt, bis sie einen geschmolzenen Zustand erreichen.

• Gießen des Metalls: Das geschmolzene Metall wird in die rotierende Form eingeführt, während diese sich mit kontrollierter Geschwindigkeit dreht.

• Verteilung der Zentrifugalkraft: Während sich die Form dreht, drückt die Zentrifugalkraft das Metall nach außen gegen die Formwände, wodurch eine gleichmäßige Dicke gewährleistet und Verunreinigungen beseitigt werden.

• Abkühlung und Erstarrung: Das Metall kühlt und erstarrt unter Rotation und bildet je nach Formdesign eine hohle oder feste Form.

• Extraktion: Sobald das Gussstück erstarrt ist, wird es für Endbearbeitungsprozesse wie maschinelle Bearbeitung oder Wärmebehandlung aus der Form entnommen.

Arten des Schleudergusses

Das Schleudergießen kann je nach Formausrichtung und Anwendungsanforderungen in verschiedene Verfahren eingeteilt werden. Jeder Typ erfüllt spezifische industrielle Anforderungen:

• Echter Schleuderguss: Bei dieser Methode wird eine Form horizontal oder vertikal gedreht, um symmetrische Teile wie Rohre und Röhren ohne Verwendung eines zentralen Kerns herzustellen. Es beruht ausschließlich auf der Zentrifugalkraft, um das Metall zu formen.

• Halbzentrifugalguss: Dieser Ansatz wird zur Herstellung rotationssymmetrischer Teile wie Räder oder Zahnräder verwendet. Dabei wird ein zentraler Kern verwendet, um interne Merkmale zu formen, während die Zentrifugalkraft den Formhohlraum füllt.

• Zentrifugenguss: Bei dieser Technik werden mehrere Formen um einen zentralen Guss angeordnet und gedreht, um kleine, komplizierte Komponenten wie Schmuck oder Zahnimplantate herzustellen, wobei die Zentrifugalkraft für eine detaillierte Nachbildung genutzt wird.

Anwendungen des Schleudergusses

Schleuderguss wird in verschiedenen Branchen zur Herstellung von Bauteilen eingesetzt, die eine hohe Festigkeit und Zuverlässigkeit erfordern. Zu den gängigen Anwendungen gehören:

• Produktion von Rohren und Röhren für die Wasserversorgung sowie die Öl- und Gasindustrie, bei der die nahtlose Konstruktion das Risiko von Leckagen verringert.

• Herstellung von Lagerhülsen und -buchsen in der Automobil- und Maschinenindustrie, wobei wir von der Fähigkeit des Verfahrens profitieren, verschleißfeste Oberflächen zu erzielen.

• Herstellung von Zylinderlaufbuchsen und -ringen für Motoren, die konstante Materialeigenschaften erfordern, um thermischen und mechanischen Belastungen standzuhalten.

• Herstellung von Komponenten für die Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, wie z. B. Turbinenteile, da das Verfahren zur Herstellung fehlerfreier Strukturen geeignet ist.

Vorteile und Grenzen des Schleudergusses

Schleuderguss bietet mehrere Vorteile, bringt aber auch gewisse Einschränkungen mit sich, wie im Folgenden erläutert:

Vorteile:

• Verbesserte Dichte und mechanische Eigenschaften: Die Zentrifugalkraft reduziert Porosität und Gaseinschluss, was zu stärkeren und langlebigeren Gussteilen führt.

• Gleichmäßige Mikrostruktur: Die Rotation fördert eine gleichmäßige Kornausrichtung und verbessert die Korrosions- und Ermüdungsbeständigkeit.

• Materialeffizienz: Es entsteht nur minimaler Abfall, da überschüssiges Metall zurückgewonnen werden kann und der Prozess oft weniger Bearbeitung erfordert.

Einschränkungen:

• Hohe anfängliche Einrichtungskosten: Spezialgeräte und Formen können teuer sein und sind daher für die Produktion in kleinem Maßstab weniger geeignet.

• Geometrische Einschränkungen: Das Verfahren ist ideal für zylindrische oder symmetrische Formen, eignet sich jedoch möglicherweise nicht für komplexe, asymmetrische Designs.

• Betriebskomplexität: Eine präzise Steuerung von Rotationsgeschwindigkeit und Temperatur ist erforderlich, um Defekte wie Entmischung oder unebene Wände zu vermeiden.

Schleuderguss ist eine robuste Fertigungstechnik, die die Zentrifugalkraft nutzt, um hochwertige Metallkomponenten herzustellen. Seine Anwendungen erstrecken sich über kritische Branchen, und obwohl es hinsichtlich Kosten und Geometrie Einschränkungen gibt, machen es seine Vorteile bei der Materialintegrität zu einem wertvollen Prozess. Mit fortschreitender Technologie entwickelt sich das Schleudergussverfahren weiter und bietet Lösungen für anspruchsvolle technische Herausforderungen.