Feinguss von Aluminium und Zink
Wenn bei kleinen Losgrößen das Druckgusswerkzeug zu teuer oder der Sandguss zu grob ist.
Feine Oberflächen, gedruckte Ausschmelzteile, kurze Reaktionszeiten
✓ gedruckte Ausschmelzteile | ✓ Aluminium, Zink, Messing | ✓ kleine Losgrößen | ✓ Produktion in Deutschland
Feinguss (Aluminium & Zink) für Prototypen und Kleinserien
Der Feinguss – auch Wachsausschmelzverfahren oder Lost Wax-Verfahren genannt – ist eine wirtschaftliche Gießtechnik. Sie eignet sich perfekt für komplexe Metallteile mit herausragender Oberflächenqualität.
Ihr Vorteil: Die Bauteile sind direkt nach dem Guss einsatzbereit. Oft ist keine weitere Nachbearbeitung nötig. Das spart Zeit und Kosten. Wir fertigen Ihre Einzelteile und Kleinserien in Aluminium (AlSi10Mg), welche auch im Metall 3D-Druck möglich ist und Zink (Zamak Z410). Andere NE-Metalllegierungen sind auf Anfrage möglich.
Unsere Expertise liegt in der Fertigung von Bauteilen mit speziellen Anforderungen. Dazu setzen wir unter anderem unser internes HSC-Fräsen ein, um hochpräzise und funktionale Aluminium- und Zinkkomponenten zu erzeugen.
- Eine Alternative zu Aluminiumdruckguss von Einzelteilen und Kleinserien
- Ebenfalls eine echte Alternative zu Zinkdruckguss von Einzelteilen und Kleinserien
- Es können auch Metall wie Edelstahl gegossen werden
- Wenn Ihre Prototypen seriennah gefertigt werden sollen
Wachsausschmelzteile oder 3D-Druckteile zum Ausbrennen?
Komplexe Bauteile aus Aluminium und Zink lassen sich in relativ kurzer Zeit durch das Feingussverfahren und im Kokillenguss herstellen. Hierbei gibt es im wesentlichen 2 Wege, um zu einem Metallteil zu gelangen. Der eine Weg führt wie beim über eine Silikonform, die mit einem geschmolzenen Wachs befüllt wird. Nach dem Erkalten des Wachses wird das Modell (Wachsling) der Form entnommen und an einem Gießbaum befestigt. Dieses Vorgehen empfiehlt sich bei größeren Stückzahlen und gewährleistet eine ansprechende Oberflächenqualität, welche mit Druckgusswerkzeugen vergleichbar ist.
Die andere alternative ist die Modelle in Polystyrol, PMMA oder Resin auf entsprechenden 3D-Druckern zu drucken. Diese Materialien lassen sich ebenso wie Wachs ausschmelzen bzw ausbrennen. Auch diese Modelle werden an einen Gießbaum angewachst. Der Vorteil ist, dass dies meist schneller geht und weniger Aufwand mit sich bringt. Das reduziert oftmals die Kosten für die Urmodelle. Ein Nachteil ist die Oberflächenstruktur und die Layerbildung, welche in 3D-Druckbauteilen vorhanden sind. Beim Punkt Oberfläche sind Wachsausschmelzteile besser.
Werkstoffe im Feinguss: Fokus auf Aluminium und Zink
Der Feinguss eignet sich für viele verschiedene Metalle und Legierungen. Besonders hervorzuheben sind Aluminium und Zink.
Aluminium – leicht und korrosionsbeständig:
- Geringes Gewicht bei hoher Festigkeit
- Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit
- Gute mechanische, thermische und elektrische Eigenschaften
- Ideal für Medizintechnik und Automobilbau
Zink (Zamak) – präzise und verschleißfest:
- Hervorragende Gießbarkeit für feine Details
- Hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit
- Energieeffiziente Verarbeitung (niedrige Schmelztemperatur)
- Perfekt für Elektronik und Konsumgüter
In besonderen Fällen können wir auch Bronze und Kupfer Bauteile gießen. Sollten Sie hier interesse haben, sprechen Sie uns gerne an.
| Werkstoff | Werkstoffklasse | Eigenschaften | Typische Vorteile im Feinguss | Anwendungsbeispiele |
|---|---|---|---|---|
| AlSi10Mg | Aluminiumlegierung | Hohe Festigkeit, geringes Gewicht, gut wärmebehandelbar | Sehr gute Maßhaltigkeit, gute Oberflächenqualität, ideal für funktionale Bauteile | Prototypen, Strukturbauteile, Maschinenbau, Automotive |
| AlSi9Mg | Aluminiumlegierung | Gute Gießbarkeit, korrosionsbeständig, ausgewogene mechanische Eigenschaften | Wirtschaftlich bei komplexen Geometrien, geringe Nacharbeit | Gehäuse, Halterungen, technische Bauteile |
| AlSi7Mg | Aluminiumlegierung | Hohe Korrosionsbeständigkeit, gute Gießbarkeit | Sehr gute Oberflächen, hohe Maßhaltigkeit | Maschinenbau, Gehäuse, komplexe Bauteile |
| AlSi8Cu3 | Aluminiumlegierung | Hohe Festigkeit, gute Wärmeleitfähigkeit, korrosionsbeständig | Ideal für mechanisch beanspruchte Bauteile, gute Gießbarkeit | Technische Komponenten, Funktionsbauteile |
| Zamak Z410 | Zinklegierung | Sehr gute Gießbarkeit, hohe Detailtreue, gute Festigkeit | Hervorragende Oberflächen, enge Toleranzen, ideal für filigrane Bauteile | Präzisionsteile, Funktionskomponenten, Kleinserien |
| Zamak Z430 | Zinklegierung | Höhere Festigkeit als Z410, gute Verschleißbeständigkeit | Robuste Bauteile mit hoher Maßgenauigkeit | Belastete Funktionsteile, Gehäuse, Verbindungselemente |
| Bronze | Kupferlegierung | Sehr gute Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit, hohe Festigkeit | Langlebige Bauteile, gute Gleiteigenschaften | Lager, Buchsen, mechanisch beanspruchte Komponenten |
| Messing | Kupferlegierung | Gute Korrosionsbeständigkeit, hohe Gießbarkeit, gute mechanische Eigenschaften | Einfach zu bearbeiten, attraktive Oberfläche, vielseitig einsetzbar | Armaturen, Dekor- und Präzisionsteile, Verbindungselemente |
3D-Druck als Alternative zum Feinguss
Optional zum Feinguss in Aluminium könnte auch der Metall 3D-Druck und das Metall 3D-Druck Verfahren eine interessante Alternative für kleine Stückzahlen, Prototypen und Muster sein. Im Metall 3D-Druck fallen keine Werkzeugkosten / Formkosten an. Die im 3D-Druck erreichten Oberflächen sind sehr fein. Gerade bei Einzelstücken oder bei kleinen Bauvolumen ist der 3D-Druck in Aluminium oftmals auch preislich sehr interessant und eine echte Alternative.
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Wenn Sie noch Fragen haben oder Hilfe bei Ihren Projekten benötigen, zögern Sie nicht uns zu kontaktieren. Wir helfen Ihnen hier gerne weiter und unterstützen Sie bei der Umsetzung von Kunststoffteilen und NE-Metall Bauteilen. Wir sind die Experten rund um die Themen 3D-Druck, HSC-Fräsen, Feinguss und Vakuumguss. Nutzen Sie unsere Expertise für Ihre Herausforderungen und Anfragen.
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Wir unterstützen Sie bei Ihren Projekten. Egal ob es um die richtige Auswahl des Verfahrens, die Materialauswahl oder die konstruktive Auslegung geht, mit uns haben Sie den richtigen Partner für Ihre Anforderungen. Gemeinsam lösen wir Ihre Herausforderungen und Anforderungen.
Wie funktioniert das Feingussverfahren?
Das Feingussverfahren besteht aus mehreren aufeinanderfolgenden Schritten:
- Modellherstellung: Zunächst erstellen wir ein exaktes Modell Ihres Bauteils. Meist nutzen wir dafür den 3D-Druck.
Aus diesem Modell fertigen wir eine Silikonform. Diese Form kann auf zwei Wegen genutzt werden:
- Traditionell: Die Silikonform wird mit Wachs ausgegossen. So entstehen Wachsreplikate des Urmodells.
- Modern: Wir drucken Kunststoffmodelle direkt per 3D-Druck. Diese ersetzen den Wachsgussprozess komplett. Das ist schneller und kosteneffizienter.
- Zusammenbau zur Wachstraube: Mehrere Wachs- oder Kunststoffmodelle werden mit Wachsangüssen zu einer Wachstraube / Wachsbaum zusammengefügt. An einem Wachsbaum können mehrere Bauteile gleichzeitig hängen. Diese Konstruktion optimiert den Gießprozess und minimiert den Materialaufwand.
- Herstellung der Blockküvette: Die Wachstraube wird im Anschluss unter Vakuum in eine Gips-Keramik Masse (Schlicker) getaucht. Beim Blockguss, härtet die gesamte Blockküvette aus und schließt das Wachs innen ein.
- Wachsausschmelzen: Der Gips-Keramik Block (Küvette) mit dem Wachs wird nun in einem Ofen erhitzt. Dadurch wird das Wachs oder der Kunststoff ausgeschmolzen. Zurück bleibt ein exakter Hohlraum in der Küvette.
- Keramikbrennen: Im selben Ofen wird jetzt die Temperatur weiter angehoben, um die Festigkeit der Küvette für den Gießprozess zu erhöhen. Außerdem verbrennen die Wachs- und Kunststoffreste indessen vollständig aus.
- Gießen: Die vorgewärmte Küvette wird in die Feingussanlage eingebracht. Das bereits aufgeschmolzene Metall kann jetzt unter Vakuum in den Hohlraum der Küvette gefüllt werden. Die flüssige Metallmasse nimmt die exakte Form des Modells an und bildet auch feinste Details ab.
- Entfernen der Keramik und Nachbearbeitung: Nach dem Abkühlen wird die Gips-Keramik entfernt. Die Bauteile werden von der Gießtraube getrennt, mechanisch nachbearbeitet und einer Qualitätskontrolle unterzogen. Wenn nötig können die Bauteile nun auch weiteren Nacharbeitsprozesse wie dem HSC-Fräsen, dem Gleitschleifen oder einer Lackierung unterzogen werden.
| Stückzahl | Feinguss | Druckguss | Metall-3D-Druck | Empfehlung |
|---|---|---|---|---|
| 1–10 | €€ wirtschaftlich | ✗ nicht wirtschaftlich (Werkzeugkosten zu hoch) | €€ bei kleinem Volumen | Feinguss oder Metall-3D-Druck |
| 10–100 | € sehr gut geeignet | ✗ nicht wirtschaftlich (Amortisation nicht möglich) | €€ möglich bei Optimierung | Feinguss (beste Kosten-Nutzen-Relation) |
| 100–250 | €€ gut geeignet | ✗ noch zu teuer (Break-Even nicht erreicht) | €€ bedingt (nur mit DfAM-Optimierung) | Feinguss (ideal für Kleinserien) |
| 250–500 | € Einzelfallprüfung (abhängig von Komplexität) | €€ Break-Even-Bereich (Werkzeug Amortisation möglich) | ✗ selten wirtschaftlich (Nur noch mit DfAM wirtschaftlich) | Einzelfallprüfung (Vergleichsangebot einholen) |
| >500 | ✗ nicht mehr wirtschaftlich (zu hohe Stückkosten) | € wirtschaftlich (beginn der Amortisation) | ✗ selten wirtschaftlich (nur für Spezialfälle) | Druckguss (Eventuell auch Sandguss) |
Moderne Entwicklung: 3D-Druck Modelle im Wachsausschmelzverfahren
Traditionell arbeitet der Feinguss mit Wachsmustern. Heute nutzen wir zunehmend 3D-gedruckte Kunststoffmodelle. Diese werden ebenfalls je nach Material ebenfalls ausgeschmolzen oder ausgebrannt.
Ihre Vorteile durch 3D-Druck:- Geschwindigkeit:
Prototypen entstehen in wenigen Tagen statt Wochen. Designänderungen setzen wir sofort um. - Kosteneffizienz:
Keine Werkzeugkosten für neue Muster. Ideal für Einzelteile und Kleinserien unter 100 Stück. - Designfreiheit:
Komplexe Geometrien sind problemlos realisierbar. Auch innere Strukturen stellen keine Herausforderung dar.
Fragen Sie uns hierzu gerne an. Wir prüfen, wann sich welche Technologie und welches Verfahren am meisten für Ihre Anwendung und Anforderungen lohnt.
Vergleich: Feinguss vs. Druckguss
Wann lohnt sich Feinguss und ab wann der Druckguss? Diese Fragen möchten wir Ihnen hier kurz erläutern und die wesentlichen Unterschiede näher bringen:
- Werkzeugkosten und Produktionsvolumen:Der Feinguss hat deutlich niedrigere Werkzeugkosten. Die Formen sind einfacher und günstiger herzustellen. Dies ist ein Vorteil bei Kleinserien. Der Druckguss hingegen benötigt teure, komplexe Gussformen. Diese lohnen sich erst bei großen Stückzahlen. Die Kosten amortisieren oftmals erst ab 500+ Teilen. Bei Großserien hat der Druckguss seine Vorteile.
- Designfreiheit: Der Feinguss bietet maximale Gestaltungsfreiheit – ähnlich wie der 3D-Druck. Sie können Hinterschnitte und komplexe Geometrien realisieren. Der Druckguss ist oft geometrisch eingeschränkt. Hinterschnitte erfordern zum Beispiel Schieber und erhöhen so die Werkzeugkosten.
- Oberflächenqualität: Der Feinguss ist das einzige Verfahren, welches vergleichbare glatte Oberflächen im Vergleich zum Druckguss herstellen kann. Ähnlich, wie der Vakuumguss / Polyamidguss und der Kunststoffspritzguss, verhält es sich hier auch mit dem Feinguss und dem Druckguss.
| Kriterium | Feinguss | Druckguss | Metall-3D-Druck |
|---|---|---|---|
| Werkzeugkosten | gering | hoch | keine |
| Stückzahlen | Einzelteile, Kleinserien | Großserien | Einzelteile |
| Komplexe Geometrien | sehr gut | eingeschränkt | sehr gut |
| Oberflächenqualität | sehr gut | gut | mittel |
| Wirtschaftlichkeit | niedrig–mittel | hoch ab Serie | mittel, Geometrieabhängig |
| Nachbearbeitung | gering | gering | oft erforderlich |
Fazit: Der Feinguss – Ihre Lösung für hochwertige Kleinserien
Der Feinguss ist ein unverzichtbares Verfahren in der modernen Fertigungstechnik. Er kombiniert drei entscheidende Vorteile:
- Flexibilität – ideal für Einzelteile und Kleinserien
- Vielseitigkeit – für unterschiedlichste Branchen geeignet
- Wirtschaftlichkeit – niedrige Werkzeugkosten
Die Integration des 3D-Drucks revolutioniert das Verfahren weiter. Prototypen entstehen noch schneller. Designänderungen sind unkompliziert möglich. Unser Angebot: Ob Aluminium, Zink oder andere NE-Legierungen – wir finden die optimale Lösung für Ihr Projekt.
FAQ: Häufig gestellte Fragen zum Feingussverfahren
1. Wie funktioniert das Feingussverfahren?
2. Welche Vorteile bietet das Wachsausschmelzverfahren?
Das Verfahren ermöglicht komplexe Geometrien und eine hervorragende Oberflächenqualität. Zudem reduziert es oft den Nachbearbeitungsaufwand erheblich.
3. Können auch Prototypen im Feingussverfahren hergestellt werden?
Ja, insbesondere durch den Einsatz von 3D-gedruckten Modellen eignet sich das Verfahren hervorragend für die schnelle und kostengünstige Produktion von Prototypen und Kleinserien.
4. Welche Metalle können im Feingussverfahren verwendet werden?
5. Welche Vorteile bietet Aluminium im Feinguss?
6. Warum wird Zink für den Feinguss verwendet?
7. Können Legierungen wie Edelstahl oder Titan im Feinguss verwendet werden?
8. Welche Einschränkungen hat der 3D-Druck für optische Bauteile?
3D-Druck kann Transparenz oft nur durch Nachbearbeitung erreichen. Zudem sind Acrylate weniger stabil als andere Materialien, und die Bauteilgröße ist durch den Drucker begrenzt. Außerdem können die Schichten aus dem 3D-Druck zu ungewollten Lichtstreuungen erzeugen.
9. Kann man diese Verfahren kombinieren?
10. Welche Faktoren beeinflussen die Wahl der Fertigungsmethode?
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