Insights: Besanden im Wirbelbett

Um die Gussform zu erhalten, werden die Wachsmodelle/-trauben des Formteils in Schlicker und Sand getaucht

Ein entscheidender Produktionsschritt auf dem Weg zum Feingussbauteil ist die Herstellung einer keramischen Gussform. Hierzu wird um das Wachsmodell des Formteils mittels technischem Schlicker und speziellen Sanden eine mehrschichtige keramische Form aufgebaut. Das Wachsausschmelzverfahren bietet Ingenieuren und Designern vielfältige Vorteile wie etwa komplexe Geometrien mit Hinterschnitten. Doch genau diese stellen eine besondere Herausforderung im Formenbau bzw. der Schalenherstellung dar. Denn die Schale muss dicht und formstabil und dennoch luftdurchlässig sein und dazu müssen Sand und Schlicker in jeden kleinen Winkel.

tsf tübinger stahlfeinguss löst diese auf unterschiedliche Weisen:

1. Rainfall-Verfahren
2. Wirbelbett-Verfahren

Mit einem „Kombibesander“ sind bei tsf tübinger stahlfeinguss beide Verfahren in einer vollautomatisierten Anlage verfügbar. An dieser Stelle wollen wir einen Einblick in das Funktionsprinzip des Wirbelbett-Verfahrens (hier zum Video) geben:

An Gehängen werden die Wachsmodelle automatisiert in flüssigem Schlicker getaucht

Bei einer Wirbelschicht (engl. fluidized bed) wird eine Schüttung, die aus Feststoffpartikeln (hier Sand) besteht, durch einen gerichteten Fluidstrom (hier Luft) durchströmt und aufgelockert (fluidisiert). Die Feststoffschicht zeigt dabei ein flüssigkeitsähnliches Verhalten, so dass in die Schicht eingebrachte spezifisch schwerere Objekte versinken während leichtere aufschwimmen.

Vollautomatisiert werden die beschlickerten Wachsmodelle in das Wirbelbett getaucht

Der Wirbelbettbesander greift dieses Prinzip auf. Er besteht aus einem mit Sand gefüllten Becken, durch dessen porösen, luftdurchlässigen Boden von einer darunter befindlichen Druckluftkammer gleichmäßig Luft in den Sand geblasen wird. Dieser Sand wird aufgewirbelt. Bei korrekter Einstellung des Luftstroms (Volumenstrom und Druck), wenn die Sandkörner schweben, verhält sich das Sand-Luft-Gemisch quasi wie eine Flüssigkeit und dringt so in die hintersten Winkel ein und erlaubt damit auch die gleichmäßige Besandung schwieriger Geometrien.

Der besondere Vorteil dieser Besandungsart liegt in der Art der entstehenden Keramik­schale. Der aufgebrachte Sand hat die richtige Dichte um die Schale, hinreichend porös und luftdurchlässig und dennoch stabil zu machen, eine wichtige Eigenschaft um beim Abguss keine Lufteinschlüsse zu verursachen.

Tsf kann so auf filigranste Werkstückstrukturen eingehen und mit geringen Schrott- und Nacharbeitsquoten optimale Produktionskosten erzielen. Gerne nehmen wir ihre Herausforderung entgegen und zeigen ihnen was wir können.