Was ist Aluguss? Das vielseitige Metall für die moderne Fertigung

Aluminiumguss ist einer der anpassungsfähigsten und gängigsten Werkstoffe in der modernen Fertigung. Es wird verwendet, um geschmolzenes Aluminium zu schmelzen und in Formen zu gießen, um die gewünschten Formen anzunehmen, und in diesem Prozess können komplexe und komplizierte Teile konstruiert werden, die andernfalls mit alternativen Techniken nur schwer herzustellen wären, und daher kann das Verfahren eine Menge solcher Teile zu relativ geringen Kosten erzeugen. Die Website Aluminiumgussprodukte haben ihren Wert durch verschiedene Verwendungszwecke gefunden, die sich auf Teile von Automotoren, Luft- und Raumfahrt, Kaffeekannen, Kochgeschirr und sogar den Haushalt erstrecken. Die unglaubliche Schwerelosigkeit sowie die gleichzeitige Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit und die gute Wärmeleitfähigkeit machen es zum besten Lieferanten für zahlreiche Branchen. Aluminiumguss bietet den Herstellern auch eine große Designflexibilität, die die Schaffung komplexer Geometrien ermöglicht, die die Leistung optimieren, ohne viel Material zu verbrauchen. 

Das Gussverfahren ist auch sehr effizient und wirtschaftlich, insbesondere wenn es um die Massenproduktion von Teilen geht. Außerdem gehört Aluminium zu den Metallen, die sich leicht recyceln lassen, was die ökologischen Kosten der Produktion senken kann. Obwohl gegossenes Aluminium viele Vorteile hat, weist es auch einige Nachteile auf, wie z. B. seine Sprödigkeit im Vergleich zu geknetetem Aluminium und die Schwierigkeit, es zu schweißen. Diese Faktoren müssen bei der Wahl von Aluminiumguss für bestimmte Anwendungen berücksichtigt werden.

Dieser Artikel gibt einen umfassenden Überblick über die Eigenschaften, Vorteile und Anwendungen von Aluminiumguss, einem der am weitesten verbreiteten Stoffe in der heutigen Welt.

Was ist Aluminiumguss?

Bei Aluminiumguss handelt es sich um das recht flüssige Aussehen von Aluminium, das in eine Produktform umgeformt wurde. Dieses Verfahren, das Gießen, ist ein sehr altes Herstellungsverfahren, das an die heutigen Praktiken angepasst wurde. Im Gegensatz zum Knetaluminium, das im Walzverfahren oder durch Strangpressen gegossen wird, wird das Aluminium als geschmolzenes Metall in die Form gegossen und härtet dann aus.

Durch Gießen lassen sich komplexere, hohle und sogar dreidimensionale Formen herstellen, die durch maschinelle Bearbeitung oder Schmieden nicht ohne Weiteres oder nur zu hohen Kosten geformt werden können, da es sich zunächst um eine Flüssigkeit handelt. Diese Vielseitigkeit macht Aluminiumgussprodukte so weit verbreitet in unserer gesamten Produktpalette, z. B. bei Motorenteilen, elektronischen Geräten und Kochgeschirr, um nur einige zu nennen.

Einfache Zusammensetzung aus Aluminiumguss

Aluminium ist in den meisten Fällen kein reines Aluminium. Stattdessen handelt es sich um eine Legierung, d. h. eine Mischung aus Aluminium und anderen Materialien, um die Festigkeit oder die Fließfähigkeit oder beides zu verbessern. Der häufigste Aspekt der Legierung ist

• Silizium: bewirkt, dass es fließt und die Schrumpfung eine geringe Rate zu geben. Thee rock, the rock, the rock, fempare, fempare.
• Magnesium 
• Zink und Mangan: Mit ihnen werden Festigkeit und Zähigkeit des Materials erreicht.
• Nickel, Eisen: nicht über eine bestimmte Härte hinaus.

Es handelt sich um eine besondere Kombination, die von der Verwendung abhängt. Zur Veranschaulichung: Legierungen mit hoher Wärmeleitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit werden für Hochtemperaturausrüstungen wie Kraftfahrzeugteile verwendet, und für Kochgeschirr wird die Legierung mit dem hohen Silizium-Aluminium-Gehalt verwendet, die eine hohe Wärmeleistung und Verschleißfestigkeit aufweist.

Geschichte und Entwicklung von Aluminiumguss

Das Gießen von Metallen hat eine jahrtausendealte Geschichte, da die frühen Gesellschaften Bronze und Gusseisen gossen, um Werkzeuge und Waffen herzustellen. Aluminium wurde erst zu Beginn des 19. Jahrhunderts gewonnen und war bis zur Entwicklung des Hall-Héoult-Verfahrens Ende des 19. Jahrhunderts unwirtschaftlich. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurde das Gießen von Aluminium zu einem der wichtigsten Verfahren in der Luftfahrt- und Kochgeschirrindustrie. 
Während des Zweiten Weltkriegs war die Nachfrage nach Aluminium am höchsten, da es sich aufgrund seines Verhältnisses von Festigkeit zu Gewicht besonders gut für Flugzeuge eignete. Nach dem Krieg fand der Aluminiumguss mehr kommerzielle Anwendungen bei Konsumgütern, im Automobilbau und in der Architektur.
Durch die Weiterentwicklung der Konstruktionstechnik von Formen, Metallurgie und Gussteilen ist Aluminiumguss heute Teil der Produktion.

Verfahren zum Gießen von Aluminium 

Aluminiumguss ist ein Prozess, der eine Reihe von wichtigen Schritten erfordert, um geschmolzenes Aluminium in Teile zu verwandeln, die in Form von spezifischen Formen verwendet werden können. Die Arbeit der grundlegenden Erklärung des Prozesses geht in der folgenden Weise:

1. Vorbereitung der Form

Der erste Schritt beim Gießen ist die Herstellung einer Form, in die das geschmolzene Aluminium gegossen wird. Je nach Gießverfahren kann die Form u. a. aus Sand, Metall oder Keramik bestehen. Eine gute Form muss auch die gewünschte Gestalt haben, damit das Aluminium in der richtigen Form erstarrt.

2. Aluminium schmelzen

Wenn die Form fertig ist, werden einige Aluminiumabfälle oder Aluminiumbarren in einen Ofen gelegt, wo sie bei einer Temperatur zwischen 660 und 750 °C geschmolzen werden. Das geschmolzene Aluminium wird außerdem kontinuierlich überwacht, um die richtige Gießtemperatur und Qualität zu erreichen.

3. Gießen des geschmolzenen Aluminiums in die Form

Sobald das geschmolzene Aluminium in den Hohlraum der Form gegossen ist, wird das geschmolzene Metall in den Hohlraum der Form gegossen. Das Gießen erfolgt je nach Art des Gusses, d. h. Druckguss, Sandguss oder Feinguss. Einige der angewandten Techniken sind das Druckgussverfahren, bei dem das geschmolzene Aluminium unter Druck eingespritzt wird, während bei anderen Techniken das geschmolzene Aluminium einfach in die Form gegossen und abkühlen gelassen wird.

4. Abkühlung und Erstarrung

Bauen und Überwachen: Wenn ein Teil zu dick oder zu kompliziert ist, dauert das Abkühlen sehr lange. In dieser Phase kühlt das geschmolzene Aluminium in die gewünschte Form ab und gibt den inneren Druck ab.

5. Einbau und Inspektion

Nachdem das Aluminium abgekühlt und erstarrt ist, wird die Form gelöst, und das Gussteil bleibt zurück. Die Trennung erfolgt in einigen Fällen durch Brechen des Formteils, insbesondere beim Sandguss, und bei anderen Techniken wie dem Druckguss wird die Form geöffnet und das Teil ausgeworfen.

6. Endbearbeitung und Inspektion

Nach dem Schneiden des Teils wird es in der Regel durch Nachbearbeitungsschritte wie Schleifen, Polieren, Zerspanen usw. weiterverarbeitet, um die Oberfläche zu glätten oder engere Toleranzen zu erreichen. Anschließend wird das Teil auf Porosität oder Risse sowie auf die geforderte Festigkeit und Funktionalität geprüft.

Welches Verfahren wird bei der Herstellung eines Aluminimgusses verwendet?

Aluminium in Form von gegossenem Aluminium kann durch Gießen von geschmolzenem Aluminium in eine Form hergestellt werden, in der das geschmolzene Metall in einer bestimmten Form aushärtet. Die komplexen Teile können im Gießverfahren hergestellt werden, da sie mit anderen Verfahren, wie der maschinellen Bearbeitung oder dem Schmieden, kaum zu realisieren sind.

1. Druckguss

Beim Druckgussverfahren wird das flüssige Aluminium mit großem Druck in eine Arbeitsform oder Matrize gepresst. Diese Technik eignet sich hervorragend für die Großserienproduktion und ermöglicht die Herstellung präziser und glatter Teile. In der Industrie wird dieses Verfahren häufig in der Automobil- und Elektronikindustrie eingesetzt (z. B. für Motorteile oder Elektronikgehäuse).

2. Sandguss

Sandguss ist eine Methode zur Herstellung von Gussteilen, bei der eine Form aus Sand erstellt und geschmolzenes Aluminium hineingegossen wird. Diese Technologie ist auch sehr kostengünstig und weniger starr und eignet sich daher für die Herstellung großer, komplizierter Teile wie Motorblöcke und Schiffsteile. Allerdings ist die Oberfläche rau, und es kann ein zusätzlicher Nachbearbeitungsprozess erforderlich sein.

3. Feinguss (Wachsausschmelzverfahren)

Bei diesem Verfahren wird eine Wachsform mit einer keramischen Schale verwendet, in die das geschmolzene Wachs gegossen wird und in die anschließend geschmolzenes Aluminium gegossen wird. Es ist ein perfektes Verfahren für die Herstellung kleiner und feiner Teile, z. B. für die Medizintechnik.

4. Dauerform Gießen

Unter Kokillenguss versteht man die Herstellung von Aluminiumteilen mit Hilfe von wiederverwendbaren Metallformen. Das Aluminium wird bis zur Schmelze erhitzt und dann in die Form gegossen, wo es abkühlt. Das Verfahren führt zu robusteren Teilen mit besserer Oberflächenbearbeitung und ist in der Automobilindustrie am weitesten verbreitet.

5. Schwerkraftgießen

Das geschmolzene Aluminium wird durch die Schwerkraft in eine Metallform gegossen (d. h. der Druckguss erfolgt in der Regel unter Schwerkraft), anstatt Druck auszuüben. Dieses Verfahren eignet sich für die Herstellung mittelgroßer Bauteile, wie z. B. Automobilstrukturen und -räder.

Vorteile von Aluminiumguss

1. Leicht und leistungsstark

Aluminiumguss ist leicht und hat eine hohe Festigkeit, weshalb es im Automobil- und Flugzeugbau, im Maschinenbau und in anderen Bereichen eingesetzt wird.

2. Korrosionsbeständig

Es kann auf natürliche Weise schützende Oxidschichten bilden, die es vor Rost und Witterungseinflüssen bewahren, weshalb es für Außenmöbel, Schiffsarmaturen und Küchengeräte verwendet wird.

3. Kostengünstige Massenproduktion

Aufgrund seiner hervorragenden thermischen und elektrischen Leitfähigkeit kann es als Kochgeschirr, Kühlkörper und in elektronischen Gehäusen verwendet werden.

4. Fähigkeit zu komplexen Formen

Der Grund dafür ist, dass sich durch das Gießen von Aluminium recht detaillierte und komplexe Formen erzielen lassen, die bei anderen Formen der Aluminiumverarbeitung teuer und umständlich zu erreichen wären.

5. Wirtschaftlich in der Großserienfertigung

Und nachdem die Formen hergestellt sind, können große Mengen ähnlicher Artikel relativ schnell und zu einem sehr günstigen Preis gegossen werden, insbesondere beim Druckguss.

6. Recycelbar und umweltfreundlich

Außerdem kann Aluminium in hundert Prozent der Fälle recycelt werden, was Energie spart und einen nachhaltigen Herstellungsprozess ermöglicht.

Nachteile von Aluminiumguss

1. Probleme mit der Porosität

Durch Lufteinschlüsse können im Verlauf des Gießens belastete und drucktragende Teile entstehen, es können Schwachstellen oder Nässen auftreten.

2. Weniger Zugfestigkeit

Gegossenes Aluminium ist ebenso wie geschmiedetes Aluminium spröde und kann bei Belastung oder Stößen brechen.

3. Schwierig zu schweißen

Auch das Schweißen ist wegen der Oxide auf der Oberfläche und der Hohlräume im Inneren schwierig, so dass besondere Methoden und Sorgfalt erforderlich sind.

4. Aluminiumguss VS Knetaluminium

Andere Formen des Gießens, wie z. B. das Sandgießen, erzeugen eine Textur oder raue Oberfläche, die eine spätere Nachbearbeitung unumgänglich macht.

5. Nicht geeignet für anstrengenden Gebrauch

Aluminiumgussteile sind schwer zu biegen und auch anfälliger für Risse, und folglich wird es in der Proportion Design, die kontinuierlich auf die Spannung Fehler oder Vibrationen konzentriert werden sollte, nicht anwendbar.

6. Schrumpfung nach Abkühlung

Aluminium schrumpft beim Erstarren, was sich auf die endgültigen Abmessungen auswirkt und möglicherweise einige Änderungen in der Konstruktion erforderlich macht.

Anwendungen von Aluminiumguss

In vielen Branchen wird Aluminiumguss verwendet, und es gibt viele Gründe, warum dies der Fall ist. Einige der wichtigsten Anwendungen sind die folgenden:

1. Autoindustrie

Aluminium wird in gegossener Form für Motorblöcke, Getriebegehäuse, Räder und Aufhängungen verwendet. Es ist leicht, was sich positiv auf den Kraftstoffverbrauch auswirkt, und es ist außerdem robust und widerstandsfähig.

2. Luft- und Raumfahrtindustrie

Aluminiumguss für die Luft- und Raumfahrt findet aufgrund seines Verhältnisses von Gewicht zu Festigkeit und seiner Korrosionsbeständigkeit Verwendung in Triebwerksteilen, Halterungen und Kraftstofftanks.

3. Kochgeschirr

Es wird normalerweise auf Bratpfannen, Töpfen und Grillplatten verwendet, da es eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit und eine gleichmäßige Wärmeverteilung aufweist.

4. Elektronik

Der Aluminiumguss wird in Kühlkörpern, elektronischen Gehäusen und in LED-Rahmen verwendet, wo die Wärme in Computern und LED-Leuchten abgeleitet werden kann.

5. Industrielle Ausrüstung

Wegen seiner hohen Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen raue Umgebungsbedingungen wird es gerne für Pumpen, Getriebegehäuse und Abdeckungen von Maschinen verwendet.

6. Die Art der Körpergruppe, die gegossen wird (Aluminium vs. Knetaluminium)

Aluminiumlegierungen werden wegen ihrer Wartungsfreiheit und Rostbeständigkeit für die Herstellung von Außenmöbeln, Laternenpfählen und Toren verwendet.

Gegossenes Aluminium vs. geschmiedetes Aluminium

Wie man Aluminiumguss identifiziert

Es gibt eindeutige Anzeichen, an denen Sie Aluminiumguss erkennen können.

• Gewicht: Weniger Gewicht als eine Stahlstange, aber immer noch solide.
• Nahtlinien: Außerdem haben Sie Trennlinien, die Teil der Form sind.
• Pitch-Test: Das Klopfgeräusch ist dumpfer als das des geschmiedeten Aluminiums.
• Oberfläche: Die sandgegossenen Materialien haben eine raue Oberfläche.

Bei der Überprüfung der Zusammensetzung von Fälschungen setzt der Fachmann XRF-Spektrometer oder -Analysatoren ein. Einige Hersteller markieren die Legierungscodes/Symbole, um sie zu erkennen. Anhand dieser Eigenschaften sind die Techniker in der Lage, zwischen Sandguss, Druckguss und sogar geschmiedetem Aluminium zu unterscheiden.

Dies sind die kleinen Vorschläge:

Aluminiumgusswaren haben eine extrem lange Lebenserwartung von mehreren Jahrzehnten, vorausgesetzt, sie werden entsprechend gepflegt. Die große Rückzahlung des Recyclings:

• Reinigung: Für die Reinigung dürfen auf keinen Fall Stahlwolle, Scheuermittel oder Reinigungsmittel verwendet werden. Verwenden Sie zur Reinigung ein sehr mildes Reinigungsmittel und ein weiches Tuch.
• Lagerung: Im Laufe der Zeit kann es zu einer Oxidation kommen, die durch Wasser verursacht wird.
• Beschichtung: Streichen oder versiegeln Sie die Außenmöbel etwa alle paar Jahre neu und schützen Sie sie so vor UV-Strahlung und Witterungseinflüssen.
• Inspektion: Die Bauobjekte sind regelmäßig auf Roststellen, Risse oder lose Schrauben zu überprüfen.

Die regelmäßige Pflege verlängert die Lebensdauer und lässt den Aluminiumguss frisch aussehen und sicher weiterarbeiten.

Umwelt und Recycling und ihre Auswirkungen

Zu den beeindruckendsten Vorteilen von gegossenem Aluminium gehört die Möglichkeit, es zu recyceln. Mehr als drei Viertel des gesamten produzierten Aluminiums wird heute noch verwendet.

• Verringert die Zerstörung von Minen.
• Spart 95 Prozent der Energie, die zur Herstellung von neuem Aluminium benötigt wird
• Verringert den Ausstoß von Kohlenstoff
• Zukunft Tends-Aluminiumguss
• Erleichterung der Kreislaufproduktion Erleichterung der Kreislaufproduktion

Die Industrie ist inzwischen zum Konzept des Kreislaufdesigns übergegangen, bei dem die in der Fabrik gesammelten Aluminiumabfälle eingeschmolzen und dann wieder in den Produktionskreislauf eingeführt werden, was sich als großer Vorteil für die Nachhaltigkeit erweist.

 Die Zukunft des Aluminiumgusses

Innovation und die Sorge um die Umwelt sind einige Vereinbarungen, die dem Aluminiumguss nahe stehen:

• 3D-gedruckte Gussformen: Und auch hier gibt es weniger Ausschuss und hochgradig individuell gefertigte Teile.
• Intelligente Gießsysteme: Ein KI-Prozess zur Identifizierung von Fehlern in Echtzeit.
• Neue Öko-Legierungen: Der Gehalt an giftigen Stoffen würde gesenkt und das Recycling verbessert werden.
• Elektrofahrzeuge (EVs): Elektroautos stellen höhere Anforderungen, was zu einem verstärkten Einsatz von Aluminiumguss in Batterieabdeckungen und im Chassis führt.

Mit der Umstellung der übrigen Industrie auf umweltfreundliche Produkte wird der Aluminiumguss einen noch größeren Einfluss auf die Gestaltung umweltfreundlicher Produkte haben.

Schlussfolgerung

Gegossenes Aluminium ist aufgrund seiner vielfältigen Vorteile und Verwendungszwecke der Hauptbestandteil der modernen Produktion. Das geringe Gewicht, die Korrosionsbeständigkeit und die Wärmeleitfähigkeit des Materials machen es zu einem begehrten Werkstoff in den meisten Industriezweigen wie Automobilbau, Luft- und Raumfahrt, Elektronik, Kochgeschirr und vielen anderen. Das gegossene Aluminium ist sowohl leistungsmäßig als auch wirtschaftlich sehr strukturiert, wenn es zur Herstellung komplexer Produkte für die Automobilindustrie verwendet wird, wie z. B. leichte Produkte für die Luftfahrt oder als langlebige Außenmöbel verwendet werden. Trotz seiner Vielseitigkeit gibt es Herausforderungen, die mit Aluminiumguss verbunden sind. Probleme wie Porosität, Sprödigkeit und Schmelzprobleme müssen bei der Wahl dieses Materials in anspruchsvollen und schwierigen Bereichen berücksichtigt werden. Ungeachtet solcher Hindernisse sind das Recycling von Aluminium und seine umweltfreundlichen Eigenschaften ein weiterer Faktor, der die Nachfrage und den Absatz des Werkstoffs fördert. Mit der sich verändernden und nachhaltigeren Art der Herstellung wird das Gießen von Aluminium voraussichtlich weiterhin dazu beitragen, dass bei der Produktion weniger Abfallstoffe und Energie verbraucht werden. Die Technologien und Legierungen, die in Zukunft verwendet werden, könnten noch innovativer sein, da die Gusstechnologien fortschrittlicher und umweltfreundlicher sein werden, um die Leistung des Materials weiter zu steigern und die Auswirkungen auf die Umwelt zu verringern. Aluminiumguss hat die Möglichkeit, recycelt zu werden und sich ständig weiterzuentwickeln, was auch einer der Gründe dafür ist, dass es in den kommenden Jahren eine wichtige Rolle in der Fertigungswelt spielen wird.

FAQs

1. Was sind die guten Seiten von Aluminiumguss?

Aluminiumguss ist geschmolzenes und gegossenes Aluminium, das durch Gießen in eine Form eine bestimmte Gestalt erhält. Dank dieses Gießverfahrens können auch komplizierte Teile hergestellt werden, die mit anderen Verfahren, z. B. Zerspanung oder Schmieden, nur schwer zu realisieren wären.

2. Was sind die negativen Aspekte des Aluminiumgusses?

Die hervorstechendsten Merkmale von Aluminiumguss sind das geringe Gewicht, die Korrosionsbeständigkeit, die gute Wärmeleitfähigkeit und die Möglichkeit, komplizierte Formen in großen Mengen herzustellen.

3. Wie läuft der Prozess der Aluminiumherstellung ab?

Diese Art von Aluminium wird durch Schmelzen von Aluminium und Gießen in Gussformen hergestellt, die aus Materialien wie Sand, Metall oder sogar Keramik bestehen können. Die Abkühlung unter die Temperatur bringt das Aluminium in einen festen Zustand, der ihm die gewünschte Form verleiht. Dies kann auf verschiedene Weise geschehen, z. B. durch Druckguss, Sandguss und Feinguss.

4. Was sind die negativen Aspekte von Aluminiumguss?

Aluminiumguss ist relativ flexibel, weist aber auch einige Schwächen auf. Dazu gehören Porosität (kleine Gaseinschlüsse), geringere Zugfestigkeit im Vergleich zu Knetaluminium, schlechte Schweißbarkeit, grobe Oberflächen und Schrumpfung beim Abkühlen.

5. Ist Aluminiumguss recycelbar?

Natürlich kann Aluminiumguss in sehr hohem Maße recycelt werden. Es kann wiederverwendet werden, ohne dass seine Eigenschaften verloren gehen, da es eingeschmolzen und wiederverwendet werden kann. Das Recycling von Aluminium ist im Vergleich zur erstmaligen Herstellung der Mine sehr energieeffizient und senkt zudem die Produktkosten.