Nahaufnahme einer Wachsspritzform von FErrox GmbH.

Das Feingussverfahren bekannt auch als Wachsausschmelzverfahren.

Ein traditioneller und doch innovativer Weg zu Gussteilen von höchster Maßgenauigkeit. Jetzt anfragen

Die Definition des Feinguss-, oder Wachsausschmelzverfahren.

Die Herstellung hochpräziser Gussteile, mit erstklassiger Oberflächengüte, erfolgt im Feinguss, auch als Wachsausschmelzverfahren bekannt. Dieses traditionelle Gussverfahren hebt sich besonders durch seine hohe Maßgenauigkeit und seine innovativen, gestalterischen Möglichkeiten hervor. Dort wo Feingusstoleranzen an Grenzen stoßen, sind für eine nachgeschaltete mechanische Bearbeitung nur geringe Materialzugaben erforderlich.

So entstehen im Feingussverfahren unter anderem dünnwandige und blechartige Gussteile von circa 2,00 mm Wandstärke, die weitestgehend nahezu einbaufertig sind und nur gering nachbearbeitet werden müssen. Zeit und Kosten werden gespart. Doch auch dickwandige Bauteile lassen sich nach dem Verfahren herstellen.

Die genaue Definition des Feingussverfahrens lautet: „Die Herstellung von Gussteilen auf Basis verlorener Modelle und Formen.” Die Ursprünge dieses Verfahrens gehen zurück bis circa 3.000 v.Chr., folglich also bis in die Bronzezeit.

Die enorm hohe Werkstoffauswahl macht das Verfahren zusätzlich attraktiv. Im Feinguss entstehen zu 100% recyclefähige Werkstoffe als Endprodukt.

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Das Wachsausschmelzverfahren erklärt

Element "In 14 Schritten zum perfekten Gussteil."

Icon Herstellung der Wachsspritzform. Einer der 14 Schritte im Feingussverfahren - FErrox GmbH

Schritt 1

Herstellung der Wachsspritzform

Das Werkzeug (Wachsspritzform) wird angefertigt, um das Wachsmodell des Gussteils gestalten zu können. Es wird zwischen Einfachwerkzeugen und Mehrfachwerkzeugen für Großserien unterschieden. Die Materialien Werkzeugstahl und hochfestes Aluminium kommen bei der Werkzeugfertigung zum Einsatz. Da es hohe Anforderungen an die Wachsspritzform gibt, muss bei der Herstellung sowohl auf die spätere Entformbarkeit, als auch auf die gießtechnischen Grundlagen und Toleranz geachtet werden.

Icon Wachsmodell herstellen. Einer der 14 Schritte im Feingussverfahren - FErrox GmbH

Schritt 2

Wachsmodell herstellen

Um das Wachsmodell zu formen, wird flüssiges Wachs in das Wachsspritzwerkzeug injiziert. Ein exaktes Abbild des späteren Gussteils entsteht. Das Wachsmodell ist dabei um die physikalische Schwindung skaliert und enthält den oder die gießtechnischen Anschnitt/Anschnitte. Bei diesem Schritt ist ganz besonders auf die Temperatur des eingespritzten Wachses als auch auf den Druck des Vorgangs zu achten.

Icon Wachsmodelle werden zu einer Traube vereint. Einer der 14 Schritte im Feingussverfahren - FErrox GmbH

Schritt 3

Wachsmodelle werden zu einer Traube vereint

Mit Fokus auf die Wirtschaftlichkeit werden die einzelnen Wachsmodelle durch kleben oder schweißen vorsichtig zu einer Traube zusammengesetzt. So entstehen die Zufuhren für den späteren Gießvorgang. Eine exakt zusammengeführte Traube und eine präzise Angusstechnik sind entscheidend für das Herstellen exzellenter Feingussteile.

Icon Mit Keramik ummanteln. Einer der 14 Schritte im Feingussverfahren - FErrox GmbH

Schritt 4

Mit Keramik ummanteln

Um die Modelle mit Keramik zu ummanteln wird die Traube nun mehrfach in Formstoffschlicker eingetaucht. Im Zusammenspiel mit dem nachfolgenden Besanden und Trocknen bildet sich darauf eine feste keramische Maske.

Icon Wachs ausschmelzen. Einer der 14 Schritte im Feingussverfahren - FErrox GmbH

Schritt 5

Wachs ausschmelzen

Im Dampfautoklaven wird das Wachs mit Wasserdampfdruck aus der keramischen Form ausgeschmolzen. Das Wachsmodell geht verloren. Für eine nachhaltige und optimale Nutzung wird das „verlorene” Wachs recycelt und wieder neu eingesetzt.

Icon Festigkeit durch Brennen. Einer der 14 Schritte im Feingussverfahren - FErrox GmbH

Schritt 6

Festigkeit durch Brennen

Die finale Stabilität und Festigkeit erhalten die entstandenen Keramikformen, die zu diesem Zeitpunkt nur eine Grünstandfestigkeit haben, durch einen Brennprozess bei 1.100 bis 1.200°C.

Icon Jetzt der Feinguss. Einer der 14 Schritte im Feingussverfahren - FErrox GmbH

Schritt 7

Jetzt der Feinguss

Im Induktionsofen wird die Stahllegierung erschmolzen. Die Schmelze wird in die heißen Keramikformen, welche eine Temperatur von 900°C bis  1.100°C haben, abgegossen. Es ist besonders darauf zu achten, dass auch feinste Konturen, vollends mit der heißen Metallschmelze befüllt werden. Durch hohe Aufmerksamkeit in punkto Genauigkeit und Temperatur sind Qualität und Werkstoffgüte im Feinguss gewährleistet. Die Gießtemperatur beträgt dabei 1.580°C bis zu 1.680°C.

Icon Entfernen der Keramikform. Einer der 14 Schritte im Feingussverfahren - FErrox GmbH

Schritt 8

Entfernen der Keramikform

Nachdem die Traube mit unseren Modellen abgekühlt und formfest ist, wird nun auch die keramische Maske mit Hilfe von z.B. einem automatisch gesteuerten Druckluftfrequenzhammer oder durch chemische Bäder entfernt. Die Keramikform wird so zur traditionell bekannten „verlorenen Form”.

Icon Wachsmodelle werden zu einer Traube vereint. Einer der 14 Schritte im Feingussverfahren - FErrox GmbH

Schritt 9

Trennung von Traube und Gussteil

Behutsam werden die Gussteile von der Traube getrennt. Auch in diesem Schritt wird darauf geachtet, mögliche Stahlreste aufzufangen, nach Möglichkeit zu recyceln und erneut zum Einsatz zu bringen.

Icon Keramik Rückstände entfernen. Einer der 14 Schritte im Feingussverfahren - FErrox GmbH

Schritt 10

Keramik Rückstände entfernen

Durch Strahlen z.B. mit Stahlkies und/oder Edelkorund werden auch die letzten Keramik Rückstände am Gußteil entfernt. Schließlich ist eine exzellente Oberfläche im Feinguss von essentieller Wichtigkeit.

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Schritt 11

Gussteil veredeln

Die Veredelung des Gussteiles umfasst das Abschleifen der Angussreste, sowie Wärmebehandlungen entsprechend der einzelnen Werkstoffgruppen, als auch finale Oberflächenbearbeitungen.

Icon Kalibrieren der Gussteile. Einer der 14 Schritte im Feingussverfahren - FErrox GmbH

Schritt 12

Kalibrieren der Gussteile

Bei der Erstarrung der Gussteile kann es durch unterschiedliche Schwindungen der Bauteilegeometrie zu leichten Verzügen im Millimeter Bereich kommen. Diese werden durch einen Kalibrierprozess wieder kompensiert. Hierzu werden für eine hohe Wiederholgenauigkeit genau auf das Bauteil abgestimmte Kalibriervorrichtungen eingesetzt.

Icon Mechanische Bearbeitung. Einer der 14 Schritte im Feingussverfahren - FErrox GmbH

Schritt 13

Mechanische Bearbeitung

Wo die allgemeinen Feingusstoleranzen nicht ausreichen, werden in diesem Schritt die gewünschten Toleranzen durch eine mechanische Nachbearbeitung der Gussteile in Teilbereichen eingestellt. Hier werden hochmoderne CNC Drehzentren und Fräszentren mit 3 bis 5 Achsbearbeitung eingesetzt.

Icon Akkurate Endkontroll. Einer der 14 Schritte im Feingussverfahren - FErrox GmbH

Schritt 14

Akkurate Prüfung durch sensible Endkontrolle

Die Endkontrolle umfasst die visuelle Prüfung der Gussoberfläche, sowie der mechanisch nachbearbeiten Flächen. Kritische Maße werden nach ZG-Vorgabe geprüft. Lehren werden nach Absprache oder Vorgabe begutachtet. Je nach besonderer Kundenspezifikation werden die folgenden Punkte durchgeführt: Gesonderte Attestierung der Schmelzanalyse und/oder der mechanischen Kennwerte, Leckage Prüfung, Prüfung der inneren Beschaffenheit als auch die Prüfung der äußeren Beschaffenheit durch das Magnetpulver- oder die Farbeindring-Prüfverfahren.

Vorteile des Wachsausschmelzverfahrens

Einer der Hauptvorteile dieses Wachsausschmelzverfahrens ist die Fähigkeit, komplexe Geometrien und detaillierte Komponenten zu produzieren, die mit herkömmlichen Gießmethoden schwer zu erreichen wären. Das Verfahren ermöglicht die Herstellung von Teilen mit sehr glatten Oberflächen und engen Toleranzen, was Nachbearbeitungsschritte reduziert.

Im Wachsausschmelzverfahren werden Wachsmodelle verwendet, die genau die Geometrie des gewünschten Teils widerspiegeln. Diese Flexibilität in der Gestaltung ermöglicht es, auch komplizierte Designs und interne Strukturen ohne zusätzliche Werkzeuge oder Kernstücke zu realisieren. Daher ist der Feinguss besonders wirtschaftlich für kleine bis mittlere Serien und bietet gleichzeitig eine hohe Materialvielfalt, von verschiedenen Stahlsorten bis hin zu hochwertigen Legierungen.

Die Vorteile des Wachsausschmelzverfahrens im Überblick:

Icon Wachsmodell herstellen. Einer der 14 Schritte im Feingussverfahren - FErrox GmbH
Das Wachsausschmelz­verfahren ermöglicht die Herstellung komplexer Geometrien, die mit anderen Methoden nicht möglich sind.
Icon Wachsmodell herstellen. Einer der 14 Schritte im Feingussverfahren - FErrox GmbH
Es liefert sehr glatte Oberflächen, was eine geringe Nachbearbeitung erfordert.
Icon Wachsmodell herstellen. Einer der 14 Schritte im Feingussverfahren - FErrox GmbH
Das Verfahren ist gut geeignet für die Produktion kleiner bis mittelgroßer Serien.
Icon Wachsmodell herstellen. Einer der 14 Schritte im Feingussverfahren - FErrox GmbH
Es ermöglicht eine hohe Maßgenauigkeit und Detailtreue bei den Gussteilen.
Icon Wachsmodell herstellen. Einer der 14 Schritte im Feingussverfahren - FErrox GmbH
Das Wachsausschmelzverfahren ist vielseitig und kann für eine Vielzahl von Metallen und Legierungen verwendet werden.

Materialien für das Wachsausschmelzverfahren

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Im Wachsaus­schmelzverfahren lassen sich durch die Verwendung diverser Materialien unterschied­liche Härte­grade und Bestän­digkeiten von Guss­stücken erreichen. Entscheidend für das Endprodukt sind die gewählten Legierungen und deren spezifische Eigen­schaften. Hierbei kann das Spektrum von weichen, flexiblen Metallen bis hin zu extrem harten und verschleiß­resistenten Kompo­nenten reichen.

Wichtig ist die präzise Auswahl und Kombination der Werkstoffe, um die geforderten mechanischen Eigen­schaften und die Funktionalität der Guss­stücke sicherzustellen. Diese Flexibilität macht das Fein­guss­verfahren besonders attraktiv für komplexe Bauteile in vielfältigen Industrie­zweigen.

Vergleich des Wachsausschmelzverfahrens mit anderen Gießverfahren

Das Wachsausschmelzverfahren zeichnet sich gegenüber anderen Gießmethoden durch besondere Merkmale aus.

  • Präzision im Wachsausschmelzverfahren: Dieses Gießverfahren ermöglicht die Herstellung von Teilen mit höchster Präzision und einer erstklassigen Oberflächengüte.
  • Komplexität und enge Toleranzen im Wachsausschmelzverfahren: Im Vergleich zu anderen Gießverfahren wie Sand- oder Kokillenverfahren bietet das Wachsausschmelzverfahren die Möglichkeit, komplexe und feingliedrige Teile mit minimalen Toleranzen herzustellen.
  • Vielseitigkeit der Metalllegierungen im Wachsausschmelzverfahren: Das Wachsausschmelzverfahren ermöglicht die Verwendung einer breiten Palette von Metalllegierungen, was es zu einer flexiblen Lösung für diverse Anwendungen in verschiedenen Branchen macht.
  • Weniger Nachbearbeitung dank Wachsausschmelzverfahren: Die feine Oberflächenqualität und die engen Maßtoleranzen bei dem Wachsausschmelzverfahren führt zu einer reduzierten Notwendigkeit für Nachbearbeitung und verbessert gleichzeitig die mechanischen Eigenschaften der gegossenen Teile.
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