Gießen in Dauerformen: Konstruktion, Toleranzen und Kosten

Der Permanentformguss ist ein metallverarbeitendes Verfahren, bei dem wiederverwendbare Formen aus Stahl oder Gusseisen zur Herstellung hochdichter Nichteisenmetallteile zum Einsatz kommen. Er bietet eine höhere mechanische Festigkeit und engere Toleranzen als der Sandguss und ist daher die optimale Wahl für Aluminium- und Zinkbauteile in mittleren bis hohen Stückzahlen.

Die Stahlbaufertigung ist der industrielle Prozess, bei dem Standard-Rohstahl zu spezifischen tragenden Bauteilen geschnitten, gebogen und geschweißt wird. Durch diesen Prozess werden Rohstoffe in montagefertige Rahmen für Gewerbegebäude, Industrieanlagen und Infrastrukturprojekte umgewandelt.

Das spitzenlose Schleifen ist ein Verfahren zur Bearbeitung des Außendurchmessers (OD), bei dem Material von zylindrischen Werkstücken abgetragen wird, ohne dass Spindeln oder Spannfutter zum Einsatz kommen. Stattdessen wird das Werkstück zwischen einer Schleifscheibe, einer Regelscheibe und einem Arbeitsmesser gehalten, was eine Serienfertigung mit höchster Maßgenauigkeit ermöglicht.

Zu den häufigen Fehlern beim WIG-Schweißen zählen unzureichende Oberflächenreinigung, falsches Schleifen der Wolframelektrode, ein zu hoher Schutzgasdurchfluss und eine mangelhafte Wärmekontrolle. Diese Fehler führen zu Porosität, Lichtbogenwandern und starker Verformung des Werkstücks. Um sie zu beheben, sind eine sorgfältige Nahtvorbereitung, eine Optimierung der Gasabdeckung sowie ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Stromstärke und Schweißgeschwindigkeit erforderlich.

Das Stabelektrodenschweißen (SMAW) eignet sich hervorragend für Edelstahl in windigen Außenbereichen oder bei umfangreichen Strukturreparaturen, bei denen das WIG-Schweißen nicht praktikabel ist. Durch die Verwendung von kohlenstoffarmen Elektroden wie E308L bleibt die Korrosionsbeständigkeit erhalten. Aufgrund der hohen Wärmezufuhr und der erforderlichen Schlackeentfernung ist dieses Verfahren jedoch für dünne Bleche unter 1,5 mm oder die Serienfertigung ungeeignet.

In der Blechbearbeitung werden beim CNC-Stanzen mechanische Kraft und Stanzwerkzeuge eingesetzt, um schnell Löcher und Formteile zu stanzen, wodurch sich dieses Verfahren ideal für große Stückzahlen eignet. Beim Faserlaserschneiden wird ein thermischer Strahl für präzise, werkzeuglose Schnitte verwendet, wodurch sich dieses Verfahren am besten für Prototypen in kleinen Stückzahlen und komplexe Profile eignet.

Für das MIG-Schweißen von Aluminium sind ein kontinuierlich zugeführter Aluminiumdraht (z. B. ER4043 oder ER5356), reines Argon (100%) als Schutzgas sowie eine Spool-Gun oder ein Push-Pull-System erforderlich, um ein Verwickeln des Drahtes zu verhindern. Der Erfolg hängt von der Entfernung von Oxidablagerungen vor dem Schweißen und einer präzisen Wärmezufuhr ab, um ein Durchbrennen dieses hochleitfähigen Metalls zu vermeiden.

Das elektrische Widerstandsschweißen (ERW) ist ein Hochgeschwindigkeits-Fertigungsverfahren, bei dem Bleche durch Druck und durch elektrischen Strom erzeugte lokale Wärme miteinander verbunden werden. Da hierfür keine Zusatzwerkstoffe benötigt werden, ist es eine kostengünstige und in hohem Maße reproduzierbare Lösung für maßgefertigte Blechgehäuse und Baugruppen in Großserien.

Heliarc-Schweißen ist der ursprüngliche Handelsname für das Wolfram-Inertgasschweißen (GTAW) oder TIG-Schweißen. Dabei werden eine nicht abschmelzende Wolframelektrode und ein inertes Schutzgas verwendet, um hochpräzise, spritzerfreie Schweißnähte zu erzielen. In der modernen Fertigung sind Heliarc und TIG genau dasselbe Verfahren.

Das Transferpressen ist ein mehrstufiger Metallumformungsprozess, bei dem Rohlinge vom Band abgetrennt und mechanisch durch einzelne Werkzeugstationen geführt werden, um komplexe, tiefgezogene Teile herzustellen. Auf diese Weise kann das Teil nachgezogen, neu positioniert, gestanzt, beschnitten und umgeformt werden, ohne dass es am Trägerband verbleibt.

Das Stanzen von Messing ist ein Kaltumformungsverfahren, bei dem mithilfe einer mechanischen oder hydraulischen Presse und maßgefertigter Stahlwerkzeuge Messingbleche oder -bänder geschnitten, gebogen und geformt werden, um präzise Teile in großen Stückzahlen für industrielle und elektrische Anwendungen herzustellen.

Das MIG-Schweißen wird in der Edelstahlverarbeitung häufig eingesetzt, da es ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Produktionsgeschwindigkeit und Prozesswiederholbarkeit bietet,