Das Feingussverfahren von Deloro

Feinguss

Ob atmosphärischer Guss oder Vakuumguss, der Gießereiprozess wird streng kontrolliert, um die Qualität und korrekte Beschaffenheit der Teile zu gewährleisten.

Atmosphärischer Feinguss ist für bestimmte Legierungen wie Stähle oder Kobaltlegierungen geeignet. Deloro Microfusione gießt Teile an Luft, wenn die Konstruktion und die Legierung dies zulassen. In der Regel handelt es sich dabei um Strukturteile für Flugzeuge oder Triebwerke mit geringem Gewicht. Das Metall wird unter einer Schutzgasdecke geschmolzen, um die Oxidation während des Gießprozesses zu minimieren. Die Formen werden über den Schmelztiegeln platziert, welche mit kontrollierter Geschwindigkeit über Kopf gedreht werden, wobei der Guss in die Form erfolgt. Dies ist ein schneller und kostengünstiger Weg, um hochpräzise komplexe Teile herzustellen, die die Anforderungen unserer Kunden erfüllen.

Das Vakuumgießen ist unseren superlegierten Teilen vorbehalten oder findet Anwendung, wenn die Konstruktion es erfordert. Hier wird das Metall unter sehr niedrigem Druck geschmolzen und gegossen, um zu gewährleisten, dass zu keinem Zeitpunkt des Gießprozesses eine Oxidation stattfindet. Die 2 Retech-Gießanlagen, über die wir verfügen, sind zweikammerig ausgelegt, so dass die Legierung geschmolzen und stabilisiert werden kann, bevor die Form über die zweite Kammer eingebracht wird. Mit dieser Methode können wir Teile bis zu einem Gewicht von über 100 kg gießen und auch sehr dünnwandige Konstruktionen mit filigranen Abschnitten erzeugen. Ein gut kontrollierter Prozess erzeugt ein fehlerfreies Teil und die bestmögliche Qualität.

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Das Feingussverfahren

Wachsmusterspritzguss & 3 D Druck

Das Feingussverfahren (Wachsausschmelzverfahren) beginnt mit dem Einspritzen von geschmolzenem Wachs unter hohem Druck in eine Metallform (in der Regel aus Aluminium), um ein Wachsmodell des vom Kunden gewünschten Teils zu erhalten. Wenn das Teil interne Kanäle zur Kühlung oder Gewichtsreduzierung hat, werden Keramikkerne in der Metallform positioniert und das geschmolzene Wachs wird um den Kern herum gespritzt. Die Keramikkerne werden nach dem Gießen durch ein chemisches Auslaugverfahren entfernt. Für Teile mit komplexen Formen hat Deloro Microfusione eine Produktion mit eigenen 3D-Wachsdruckern eingerichtet. Diese sind nützlich, um kleine bis mittelgroße Wachsdruckmodelle mit einer Geometrie zu erstellen, die zu komplex für die Standardinjektion in Metallformen ist. Der Wachsdruck wurde auch eingesetzt, um die Entwicklungszeit für die Kunden zu verkürzen.

Wachs-Montage

Die Wachsmodelle werden nach verschiedenen Kontrollen (Röntgen, Maßkontrolle und Ultraschall) und Vorbereitungen in einem "Baum" oder "Cluster", der aus den Wachsmodellen besteht, durch ein Zuführungssystem und einen Angussbecher, durch den die Legierung gegossen wird, zusammengefügt.

Beschichtung (Schlämmen und Stuckieren)

In der nächsten Phase wird eine keramische Hülle um das Wachsgebilde aufgebaut, die durch Eintauchen des Wachsgebildes in keramische Schlämme entsteht. Die so entstandene Schicht wird mit Sand bedeckt, der auf die nasse Oberfläche der Baugruppe gestreut wird.

Die beschriebenen Vorgänge finden zu unterschiedlichen Zeitpunkten statt, und zwischen jeder Schicht liegt eine Wartezeit zum Trocknen. Die endgültige Schale wird also aus mehreren Schichten aufgebaut, deren Anzahl variiert, bis die gewünschte Schalendicke erreicht ist. Bei Deloro garantiert der Einsatz eines automatisierten Vollroboter-Schalensystems für den Aufbau der Keramikform und die tägliche/periodische Kontrolle der Schlämme die Wiederholbarkeit und Stabilität des Prozesses, die Verbesserung der Prozesskontrolle der kritischen ersten Keramikschalentäfelung und die Steigerung der Produktivität in diesem Bereich, was sowohl eine Zeitersparnis als auch die Freisetzung von Ressourcen und Personal für andere kritische Bereiche bedeutet.

Entparaffinierung und Vorbrand

Nach dem Aufbau der keramischen Schale folgt das Entparaffinieren und Vorbrennen, indem das Wachs aus der Form entfernt wird (wobei der innere Hohlraum für den Metallguss frei wird) und um die mechanischen Eigenschaften der Form durch das Sintern der feuerfesten Materialien zu verbessern.

Bei Deloro werden spezielle Arbeiten durchgeführt, um die innere Qualität der Keramikschale zu prüfen und zu bewerten und um die Keramikform für den Metallguss vorzubereiten.

Gießen

Nach dem Vorheizen der keramischen Form bei hoher Temperatur wird das geschmolzene Metall in die Form gegossen, um dann abzukühlen und zu erstarren. Deloro Microfusione führt den Äquiax-Guss mit Hilfe von Luft- und Vakuumöfen mit einer Gießkapazität von bis zu 160 kg durch. Die gegossenen Legierungen sind rostfreier Stahl und Superlegierungen auf Nickel- und Kobaltbasis.

Entformen und Trennen der Gussteile

Nach der Abkühlung wird die keramische Schale mit verschiedenen Verfahren entfernt (z. B. durch Vibrationen eines Presslufthammers oder durch Ausschlagen mit Druckwasser) und die Teile werden dann bei der Anschnittentfernung vom Zuführungssystem getrennt. Für diese letzten Phasen des Schneidens und der Entfernung der Anschnitte hat Deloro eine automatisierte Roboterzelle installiert, die für große Teile verwendet wird und Vorteile bei der Präzision des Schnitts und der Reduzierung der Handhabungsprobleme bietet. CNC-Schleifen kann dort durchgeführt werden, wo komplexe Formen wiederhergestellt werden müssen.

Kernauslaugung

Nach dem Schneiden werden alle Teile mit einem Keramikkern in einen unserer 2 Mitteldruckbehälter gelegt, wo eine Lauge den Keramikkern durch chemisches Auslaugen entfernen kann. Auf diese Weise können wir auch die kompliziertesten internen Durchgangsformen erzeugen.

Fertigstellung

An diesem Punkt gibt es verschiedene Endbearbeitungsstufen, die  fertige Teile erzeugen, welche in Bezug auf Form und Oberflächenbeschaffenheit den Spezifikationen des Kunden entsprechen, gefolgt von Wärmebehandlungen, die die entsprechenden mechanischen Eigenschaften und die Härte einstellen.

NDT-Inspektionen (zerstörungsfreie Prüfung)

Schließlich wird der Prozess durch eine Reihe von zerstörungsfreien Prüfungen abgeschlossen, d.h.:

  • Fluoreszierende Farbeindringprüfung (FPI), um Defekte auf der Oberfläche von Teilen aufzuspüren
  • Röntgenaufnahmen, um Defekte im Inneren der Stücke zu erkennen
  • Maßkontrolle, bei der die Übereinstimmung der Teile in Bezug auf die Abmessungen überprüft wird
  • Visuelle Endkontrolle

Um die Qualität der Maßkontrollen zu verbessern, hat Deloro vor kurzem eine 3D-Blaulicht-Scanmaschine installiert, die die Kontrollvorgänge beschleunigt und die Genauigkeit der Prüfung erhöht. Nach diesen Tests wird die vollständige Konformität der fertigen Teile bescheinigt, und die Gussteile sind bereit für den Versand.

Modellierungsfähigkeiten für die Erstarrung

ProCAST ist ein Computersimulationsprogramm für das Gießen. Es basiert auf einer Finite-Elemente-Methode-Berechnung. Es erlaubt die Erstellung von Hypothesen und diese auf die physikalische Entwicklung im Voraus zu testen.

ProCAST reduziert Zeit und Ausschuss bei der Entwicklung neuer Produkte. Mit dieser Anlage passt Deloro Microfusione die interne Ausrüstung an das an, was als hoher Industriestandard für technische Versuche und Entwicklungen angesehen wird. Dadurch werden die Kundenbedürfnisse zum ersten Mal erfüllt.

LEGIERUNGEN

Maximales Gießgewicht 180 kg im Vakuum.

• Inconel* 718
• Inconel* 738
• Inconel* 792
• Inconel* 939
• René* 80
• René* 108
• MarM 247
• Legierungen 247
• Udimet* 500
• LegierungenC 263
• Legierungen C 1023
• Hastelloy* X

*Inconel und Udimet gehören zu Special Metals Corp, René by GE, Hastelloy by Haynes Int.

  • FSX 414
  • X40
  • X45
  • Stellite™

• 17-4 PH
• N 155
Bei Anfrage auch andere Legierungen vorhanden, e.g. Delfer™B, Delcrome™, Norem*

Broschüre

Broschüre Microfusione, englisch

pdf 2 MB