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Vom Weichling zum Gussteil

Präzisionsguss: Filigrane Konstruktionen geben Schwierigkeitsgrad vor
Vom Weichling zum Gussteil

In der Medizintechnik sind kurze Entwicklungszeiten ein wichtiger Wirtschaftsfaktor geworden. Rapid Prototyping Modelle, Vorserien und Kleinserien haben sich als fester Bestandteil der Entwicklung eines medizintechnischen Produkt etabliert.

Ist das Gießen von Modellen an sich schon eine Kür, so hatten es die Ingenieure der Promod Prototypenzentrum GmbH, Eutingen im Gäu, mit zwei besonders kniffligen Guss-Aufträgen zu tun. Noppen als Kühlkörper und filigrane Stege gaben den hohen Schwierigkeitsgrad eines Gehäuses für die Medizintechnik vor. In ihm wird die Technik für die Röntgenquelle montiert. Und auch das Turbo-Rad einer Vakuumpumpe, das von Hand nachgearbeitet werden musste, erforderte in allen Entwicklungsstufen hohe Präzision. In beiden Fällen handelte es sich um anspruchsvolle Konstruktionen. Ausgangsbasis waren die 3D-Daten der Kunden.

Für die Produktion der Gussteile wurde zunächst ein Urmodell mit Hilfe des Stereolithographie-Verfahrens hergestellt. Darauf aufbauend entstand die Silikonform für den Wachsling, der gleich 25 Mal für die komplette Kleinserie angefertigt werden musste. Denn beim abschließenden Brennen der Keramikform, die durch das Tauchen des Wachslings in einen Schlicker und das mehrmalige Besanden schichtweise aufgebaut wird, schmilzt das verlorene Modell aus der Keramikform.
Eine Herausforderung ist stets aufs Neue, solche Wachslinge mit ihrer feingliedrigen Geometrie ohne Beschädigungen aus der Silikonform zu befreien und sie dann unbeschadet zur Gießerei zu bringen. Ein Wachsling ist schnell verbogen; er muss jedoch zu 100 % den errechneten Maßen entsprechen. Ansonsten ist die Keramikform für den Küvettenguss/Feinguss unbrauchbar. Nach dem Ausbrennen des Wachslings entsteht ein Hohlraum, in den das Aluminium (AlSiMg 0,6) gegossen wird. Ist die Keramikform ausgekühlt, wird sie zerstört – und das Gussrohteil ist fertig.
Das Prototypenzentrum hat die gesamte technische Koordination des Projekts übernommen, die Daten fachtechnisch aufbereitet und auch das Aufmaß berechnet. Den Schwundmaßen wird beim Gießen besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Je nach Geometrie können sie nämlich in jeder Richtung unterschiedlich ausfallen, weshalb die Ingenieure engen Kontakt zur Gießerei halten. Auch der leichte Schwund des Wachslings muss vorab exakt definiert werden. Wie „rohe Eier“ werden die Wachslinge beim Beladen des klimatisierten Transportfahrzeugs behandelt. Sowohl Hitze als auch Minustemperauren können sie auf dem Weg zur Gießerei unbrauchbar machen, denn durch extreme Temperaturschwankungen können sie entweder zu schmelzen anfangen oder womöglich spröde werden.
Beim Turbo-Rad für die Vakuumpumpe, das nach dem gleichen Verfahren hergestellt wurde, kam noch ein weiterer Schritt in der Dienstleistungskette des Prototypenzentrums hinzu: Das Gussteil musste noch fein nachgefräst und gedreht werden, bis es im Verdichtergehäuse der Vakuumpumpe seine Funktion aufnehmen konnte. su

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