Wie man eine Sandgussform herstellt

Sie können eine Sandguss Form, indem Sie speziellen Sand um ein Muster herum formen und dann das Muster entfernen, um einen Hohlraum zu bilden. Mit diesem Verfahren können Sie zu Hause mit ein paar einfachen Mitteln starke Metallformen herstellen. Das brauchen Sie dazu:

Sand (mit Ton oder Bindemittel)
Wasser
Muster (zu kopierendes Objekt)
Kolben (Rahmen zur Aufnahme von Sand)
Rätsel oder Sieb
Stampfwerkzeug aus Holz
Metallstangen für Entlüftungsöffnungen
Kleine Bürste

Machen Sie sich keine Sorgen, wenn Sie neu im Sandguss sind. Mit ein bisschen Übung werden Sie schnell damit zurechtkommen!

Wichtigste Erkenntnisse

Wählen Sie den richtigen Sand und das richtige Bindemittel, um starke Formen herzustellen, die ihre Form behalten und Gase entweichen lassen.
Mischen Sie Sand, Lehm und Wasser sorgfältig, um die richtige Feuchtigkeit und Festigkeit für weniger Defekte zu erhalten.
Verwenden Sie eine Küvette und packen Sie den Sand dicht um Ihr Modell herum, um eine detaillierte und stabile Form zu erhalten.
Fügen Sie einen Anguss, einen Speiser und Entlüftungsöffnungen hinzu, um den Metallfluss zu kontrollieren und Gase entweichen zu lassen, damit der Guss besser wird.
Reinigen Sie Ihre Form gut, bevor Sie Metall gießen, und beachten Sie immer die Sicherheitshinweise, um sich zu schützen.

Sandguss-Materialien

Sandarten

Sie haben einige Möglichkeiten, wenn es um Sand für Sandguss geht. Die gängigste Sorte ist grüner Sand. Dieser Sand verwendet Bentonit-Ton und Wasser als Bindemittel. Grüner Sand eignet sich gut, weil er formstabil ist und Gase entweichen lässt. Untersuchungen haben ergeben, dass die Verwendung von etwa 93% Recyclingsand mit der richtigen Menge an Bentonit und Wasser zu starken Formen und weniger Gussfehlern führt. Es gibt auch chemisch gebundene Sande, z. B. solche mit Phenolharz. Mit diesen Sanden lassen sich sehr stabile und genaue Formen herstellen, insbesondere für komplexe Formen. Achten Sie bei der Auswahl Ihres Sandes auf diese Eigenschaften:

Durchlässigkeit: Lässt Gase entweichen, damit Ihr Guss keine Blasen bekommt.
Stärke: Behält seine Form, wenn man es um das Muster herum packt.
Refraktärität: Hält großer Hitze stand, ohne zu zerfallen.

Bindemittel und Zusatzstoffe

Bindemittel sorgen dafür, dass der Sand zusammenhält. Bentonit-Ton ist das beliebteste Bindemittel für grünen Sand. Er verleiht dem Sand eine gute Festigkeit und hilft ihm, Feuchtigkeit zu binden. Bei chemisch gebundenen Sanden werden spezielle Harze, wie Phenol-Urethan, verwendet, um die Sandkörner zusammenzukleben. Diese Harze machen die Form sehr stark und stabil, was sich hervorragend für detaillierte Arbeiten eignet. Einige Zusatzstoffe können Ihre Form noch besser machen. Zum Beispiel kann die Zugabe von Graphenoxid oder Polyvinylalkohol die Widerstandsfähigkeit der Form gegenüber Gefrieren und Auftauen verbessern. Hier ist ein kurzer Überblick über einige Zusatzstoffe und ihre Wirkung:

Zusatzstoff/Bindemittel	Was es bewirkt	Nutzen Sie
Bentonit-Ton	Bindet Sand mit Wasser	Gute Festigkeit, leicht zu handhaben
Phenolharz	Chemisch gebundener Sand	Hochfeste, präzise Formen
Graphen-Oxid	Verbessert die Frost-Tau-Beständigkeit	Haltbarere Formen
PVA	Reduziert Oberflächenverzunderung	Länger haltbare Formen

Werkzeuge und Ausrüstung

Sie brauchen keine ausgefallenen Werkzeuge, um mit dem Sandguss zu beginnen, aber die richtige Ausrüstung macht alles einfacher und sicherer. Du brauchst einen Behälter für den Sand, ein Rüttelsieb, um Klumpen zu zerkleinern, und einen Holzstampfer, um den Sand fest zu verdichten. Mit Hilfe von Metallstäben können Sie Entlüftungsöffnungen schaffen, durch die die Gase entweichen können. Studien zeigen, dass die Verwendung der richtigen Werkzeuge die Fehlerquote um die Hälfte senken und die Produktivität um 20% steigern kann. Außerdem sparen Sie Zeit und Mühe, so dass der gesamte Prozess reibungsloser abläuft. Hier ist eine kurze Liste der benötigten Werkzeuge:

Fläschchen (Rahmen)
Rätsel oder Sieb
Stampfer aus Holz
Metallstangen
Kleine Bürste

Tipp: Halten Sie Ihre Werkzeuge sauber und organisiert. So können Sie schneller arbeiten und Ihre Formen gelingen besser.

Sandaufbereitung

Mischen von Sand und Bindemittel

Beginnen Sie mit der Messung Ihrer Materialien. Für die meisten Sandgussprojekte benötigen Sie ein Gewichtsverhältnis von etwa 100 Teilen Quarzsand zu 6 Teilen Bentonit-Ton. Mit diesem Verhältnis erhalten Sie eine starke, verarbeitbare Mischung. Schütten Sie den trockenen Sand in einen großen Behälter. Streuen Sie die Bentonit-Tonerde gleichmäßig über den Sand. Verwenden Sie Ihre Hände oder eine Schaufel, um die Mischung zu vermengen, bis die Farbe gleichmäßig aussieht. Dieser Schritt trägt dazu bei, dass der Ton jedes Sandkorn bedeckt.

Nun langsam Wasser hinzufügen. Gieße immer nur ein wenig und mische weiter. Der Sand soll sich feucht, aber nicht matschig anfühlen. Wenn Sie eine Handvoll auspressen und er seine Form behält, ohne zu bröckeln oder zu tropfen, haben Sie die richtige Konsistenz. Dieses vorsichtige Mischen sorgt dafür, dass sich das Bindemittel ausbreitet, was dazu beiträgt, dass die Form stabil bleibt und Details hält.

Tipp: Die trockenen Zutaten immer zuerst mischen. Fügen Sie das Wasser zuletzt hinzu, um ein optimales Ergebnis zu erzielen.

Anpassung der Luftfeuchtigkeit

Es ist sehr wichtig, dass die Feuchtigkeit genau richtig ist. Wenn der Sand zu trocken ist, klebt er nicht zusammen. Wenn er zu nass ist, verliert er seine Form und verursacht Defekte in deinem Guss. Die meisten Leute finden, dass es am besten funktioniert, Wasser hinzuzufügen, bis sich der Sand wie feuchter brauner Zucker anfühlt. Drücken Sie eine Sandkugel in Ihrer Hand zusammen. Wenn er seine Form behält und nicht auseinanderfällt, sind Sie auf dem richtigen Weg.

Forscher haben herausgefunden, dass der Feuchtigkeitsgehalt der wichtigste Faktor für eine gute Gussqualität ist. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt stimmt, verringern sich Fehler und Ausschussraten. Die richtige Menge an Bentonit-Ton und Wasser macht Ihre Form auch härter und stärker. Das bedeutet, dass die Form besser hält, wenn das heiße Metall eingegossen wird.

Hier sind einige wichtige Punkte, warum Feuchtigkeit und Bindemittel wichtig sind:

Der Feuchtigkeitsgehalt, die Grünfestigkeit und die Formhärte beeinflussen das endgültige Gussteil.
Zu viel oder zu wenig Wasser verändert den Wärmefluss in der Form, was zu Problemen führen kann.
Die richtige Mischung aus Sand, Lehm und Wasser sorgt für weniger Fehler und bessere Ergebnisse.

Sichtung und Prüfung

Nach dem Mischen müssen Sie den Sand sieben. Verwenden Sie ein Rüttelsieb oder einen Sandsieb, um alle Klumpen aufzubrechen. Dadurch wird der Sand glatt und gleichmäßig. Streuen Sie den Sand aus und lassen Sie ihn durch das Sieb laufen. So erhalten Sie eine gleichmäßige Struktur, die für eine gute Form wichtig ist.

Das Testen Ihres Sandes ist einfach und wichtig. Versuchen Sie den Quetschtest: Nehmen Sie eine Handvoll Sand und drücken Sie ihn zusammen. Wenn er seine Form behält und nicht an der Hand klebt, können Sie loslegen. Wenn er bröckelt, fügen Sie etwas mehr Wasser hinzu. Wenn er sich klebrig anfühlt oder nasse Flecken hinterlässt, lassen Sie ihn ein wenig trocknen.

Wissenschaftler verwenden spezielle Tests, um zu prüfen, ob die Sandmischung gleichmäßig ist. Sie untersuchen Dinge wie die Partikelgröße und wie gut sich die Sandkörner miteinander vermischen. Hochwertige Sandmischungen haben Homogenitätsindizes über 90%, was bedeutet, dass der Sand sehr gleichmäßig ist. Einige Gießereien setzen fortschrittliche Instrumente wie Laserbeugung oder sogar künstliche Intelligenz ein, um die Mischung zu prüfen, aber für Heimprojekte reichen Ihre Hände und Augen aus.

Prüfverfahren	Was geprüft wird	Gutes Ergebnis
Quetschtest	Feuchtigkeit und Festigkeit	Hält die Form, nicht klebrig
Sieb oder Rätsel	Ebenmäßigkeit der Textur	Keine Klumpen, glatt
Visuelle Inspektion	Farbe & Konsistenz	Gleichmäßige Farbe, keine trockenen Stellen

Hinweis: Eine gute Sandvorbereitung bedeutet weniger Gussfehler und bessere Ergebnisse. Nehmen Sie sich Zeit für diesen Schritt, und Ihre Sandgussformen werden großartig werden!

Kolben- und Musteraufbau

Zusammenbau des Kolbens

Als Erstes müssen Sie Ihre Küvette zusammenbauen. Die Küvette ist ein stabiler Rahmen, der den Sand während der Arbeit festhält. Die meisten Küvetten bestehen aus zwei Teilen: dem Boden (dem sogenannten Drag) und dem Deckel (dem sogenannten Cope). Legen Sie die Schleppe auf eine ebene Fläche. Achten Sie darauf, dass er fest sitzt und nicht wackelt. Manche Leute verwenden Holzkolben, andere Metallkolben. Beide eignen sich gut für das Sandgießen zu Hause.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, den Kolben aufzustellen, und jede Methode hat ihre eigenen Vorteile:

Beim Einstreusandgießen können Sie den Luftwiderstand teilweise füllen und den Sand um Ihr Modell herum verteilen. Dies funktioniert gut bei einfachen, runden Formen.
Beim Sandguss mit falscher Oberseite wird der Sand unter das Modell gerammt und dann die Oberseite aufgesetzt. So erhält man glatte Oberflächen.
Beim Sandguss mit flacher Rückseite befindet sich der Formhohlraum auf der Widerstandsseite mit einem Anguss, was die Verbindung von Ober- und Unterteil bei komplexeren Teilen erleichtert.
Beim Natriumsilikat-Sandguss wird ein spezielles Bindemittel verwendet, das schnell aushärtet, so dass Sie detaillierte Formen herstellen können.
Beim Vakuum-Sandguss werden eine Vakuumflasche und eine Kunststofffolie verwendet, um den Sand festzuhalten. Dadurch erhält man eine sehr glatte Oberfläche.
Beim Muschelsandguss wird harzbeschichteter Sand und Hitze verwendet, um eine harte Schale herzustellen. Dies ist ideal, um schnell viele detaillierte Teile herzustellen.

Wählen Sie die Methode, die für Ihr Projekt am besten geeignet ist. Für die meisten Anfänger eignen sich die Methoden des Einbettens oder des flachen Rückens.

Platzierung von Mustern

Platzieren Sie nun Ihr Muster in der Mitte des Ziehbereichs. Das Muster ist das Objekt, das Sie kopieren möchten. Drücken Sie es vorsichtig nach unten, damit es flach liegt. Lassen Sie an den Rändern etwas Platz für den Sand. Wenn Ihr Muster kleine Details hat, achten Sie darauf, dass sie nach oben zeigen. So erhalten Sie später eine sauberere Form. Vergewissere dich, dass dein Modell nicht die Seiten des Kolbens berührt.

Auftragen von Kreidestaub

Bevor Sie Sand auftragen, bestäuben Sie das Muster mit Kreide oder Talkumpuder. Dieser Schritt hilft dem Muster, sich später vom Sand zu lösen. Verwenden Sie einen kleinen Pinsel, um eine dünne, gleichmäßige Schicht aufzutragen. Verwenden Sie nicht zu viel. Ein leichtes Bestäuben reicht völlig aus. Dieser einfache Schritt kann Ihnen eine Menge Ärger ersparen, wenn Sie das Muster entfernen.

Tipp: Halten Sie Ihren Arbeitsbereich immer aufgeräumt. Ein sauberer Bereich hilft Ihnen, Fehler zu vermeiden, und das Sandgießen macht mehr Spaß!

Sand-Packung

Packing Around Pattern

Sie haben Ihren Kolben fertig und Ihr Muster platziert. Füllen Sie nun Sand in das Fläschchen. Streuen Sie den Sand vorsichtig über das Muster. Drücken Sie den Sand mit den Fingern in kleine Zwischenräume und Ecken. So kannst du jedes Detail einfangen. Wenn du die Küvette zur Hälfte gefüllt hast, drückst du den Sand mit einem Holzstampfer nach unten. Arbeiten Sie langsam und verdichten Sie den Sand fest. Durch die dichte Packung bleibt die Form stabil und verrutscht nicht.

Hier ist ein kurzer Überblick darüber, wie verschiedene Sandpackungsmethoden Ihren Wurf unterstützen:

Methode der Sandpackung	Die wichtigsten Vorteile	Auswirkungen auf die Gussqualität
Einstreu (Grüner Sand)	Dichtes Einfüllen von Sand um das Modell herum, um Verformungen und Verschiebungen der Form zu verhindern	Verbessert die Festigkeit und Maßhaltigkeit der Form, reduziert Fehler und verbessert die Präzision und Zuverlässigkeit.
Vakuum-Sandgießen	Einsatz von Vakuum zum Entfernen von Luft und Gasen aus dem Formhohlraum	Verringert Porosität, Schrumpfung und eingeschlossene Gase; verbessert Gussdichte, Oberflächengüte und Maßgenauigkeit.
Natriumsilikat-Sandgießen	Verwendet Natriumsilikat-Bindemittel mit schneller Aushärtung durch chemischen Katalysator	Erzeugt stärkere Formen, die weniger anfällig für Verformungen sind, ermöglicht hohe Maßgenauigkeit, enge Toleranzen und eine hervorragende Oberflächenqualität.

Tipp: Packen Sie den Sand immer in Schichten ein. So erhalten Sie eine stärkere Form und bessere Ergebnisse.

Nivellierung und Verdichtung

Nachdem du die Flasche gefüllt hast, verwende ein Lineal oder ein Lineal, um die Oberfläche zu glätten. Kratzen Sie überschüssigen Sand ab, damit die Oberfläche eben ist. Drücken Sie erneut mit dem Stampfer nach unten. Achten Sie darauf, dass sich der Sand fest anfühlt und sich nicht bewegt, wenn Sie darauf klopfen. Eine gute Verdichtung macht Ihre Form zäh. Sie hilft auch, dass das Metall beim späteren Gießen reibungslos fließt.

Wenn du weiche Stellen siehst, füge mehr Sand hinzu und drücke erneut. Sie möchten, dass sich die gesamte Oberfläche gleichmäßig anfühlt. Dieser Schritt hilft Ihnen, Risse und Schwachstellen in Ihrer Sandgussform zu vermeiden.

Entfernen des Musters

Nun ist es an der Zeit, das Muster herauszunehmen. Klopfen Sie vorsichtig mit einem kleinen Hammer oder Schlegel auf das Muster. Wackeln Sie ein wenig, um es zu lockern. Heben Sie das Modell gerade nach oben und heraus. Bewegen Sie sich langsam, damit Sie die Form nicht zerbrechen. Wenn etwas Sand in den Hohlraum fällt, verwenden Sie eine kleine Bürste, um ihn zu entfernen.

Hinweis: Wenn Sie das Muster mit Kreide oder Puder bestäubt haben, sollte es sich leicht lösen lassen. Nehmen Sie sich Zeit und achten Sie auf gebrochene Kanten.

Sie haben es geschafft! Ihre Form ist nun bereit für die nächsten Schritte beim Sandguss.

Gating-System

Anguss und Steigrohr

Sie müssen einen Anguss und einen Speiser in Ihrer Form erstellen. Der Anguss ist der Hauptkanal, in den Sie das geschmolzene Metall gießen. Der Speiser dient als Reservoir, durch das zusätzliches Metall in die Form gelangt, wenn sie abkühlt und schrumpft. Dazu drückst du einen glatten Stab oder Dübel gerade nach unten in den Sand neben deinem Modell. Achte darauf, dass der Anguss breit genug ist, damit das Metall leicht fließen kann, aber nicht so breit, dass es spritzt.

Ein gutes Anschnittsystem steuert, wie schnell das Metall in die Form gelangt. Wenn sich das Metall zu schnell bewegt, kann es spritzen, Luft einschließen und Fehler verursachen. Computersimulationen zeigen, dass herkömmliche Anschnittsysteme Metall mit einer Geschwindigkeit von über 3 Metern pro Sekunde in die Form drücken können, was zu schnell ist und Probleme verursacht. Bei einem optimierten Design mit einem konischen Anguss und glatten Kanälen liegt die Geschwindigkeit des Metalls bei 0,3 bis 0,35 Metern pro Sekunde. So erhalten Sie ein saubereres und stabileres Gussteil.

Sie können Knetmasse oder Wachs verwenden, um den Anguss und den Speiser zu formen, bevor Sie den Sand einfüllen. Nach dem Entfernen des Modells ziehen Sie die Stäbe vorsichtig heraus, damit die Kanäle offen bleiben.

Entlüftungsöffnungen

Entlüftungsöffnungen lassen eingeschlossene Luft und Gase aus der Form entweichen. Wenn Sie diesen Schritt auslassen, könnten Sie Blasen oder Löcher in Ihrem fertigen Stück sehen. Um Entlüftungsöffnungen zu schaffen, stechen Sie dünne Metallstangen oder Drähte durch den Sand, die vom Formhohlraum nach außen reichen. Platzieren Sie die Entlüftungsöffnungen an hohen Punkten oder dort, wo sich Ihrer Meinung nach Gas ansammeln könnte.

Empirische Studien zeigen, dass gut platzierte Entlüftungsöffnungen dazu beitragen, den Druck im Inneren der Form zu kontrollieren. Sensoren im Inneren von Testformen haben Druckänderungen gemessen, wenn Metall hineinfließt. Wenn die Entlüftungsöffnungen gut funktionieren, bleibt der Druck niedrig und konstant, was weniger Fehler und bessere Ergebnisse bedeutet.

Schimmelpilz-Reinigung

Reinigen Sie vor dem Gießen des Metalls immer den Formhohlraum. Verwenden Sie einen kleinen Pinsel, um losen Sand oder Staub wegzufegen. Dieser Schritt sorgt dafür, dass Ihr Gussteil glatt bleibt und keine Fehler aufweist.

Praxis/Prozess	Beschreibung	Anmerkungen/Herausforderungen
Trockenes Scheuern durch Abrieb	Scheuert den Sand, um Chemikalien und Harze zu entfernen.	Muss entstaubt und wärmebehandelt werden.
Kugelstrahlen	Strahlt Sand und Metallteile von Gussteilen ab.	Kann die Sandkorngröße verändern; kann Verunreinigungen hinterlassen.
Zerkleinern und Sieben	Zerkleinert und entfernt große Brocken aus Altsand.	Gut für die teilweise Wiederverwendung, nicht für die vollständige Reinigung.

Tipp: Tragen Sie bei der Reinigung Ihres Schimmels immer eine Staubmaske und Handschuhe. Eine gründliche Reinigung trägt zum Schutz Ihrer Gesundheit und zur Sicherheit Ihres Arbeitsplatzes bei. Branchenberichten zufolge senkt die Reinigung von Staub und Sand vor dem Gießen von Metall das Risiko, schädliche Partikel einzuatmen.

Du hast gerade gelernt, wie man eine Form Schritt für Schritt herstellt. Zuerst hast du deine Materialien ausgewählt und den Sand gemischt. Als Nächstes hast du den Formkasten aufgestellt, den Sand eingefüllt und das Modell entfernt. Du hast das Anschnittsystem hinzugefügt und die Form gereinigt. Mit ein bisschen Übung kann das jeder machen! Versuchen Sie, Ihre eigene Form zu Hause herzustellen. Wenn du dich bereit fühlst, kannst du Metall gießen oder dein erstes Projekt in Angriff nehmen. Sind Sie bereit, etwas Erstaunliches zu schaffen? Probieren Sie es aus!

FAQ

Wie kann ich feststellen, ob mein Sand gut genug gemischt ist?

Versuchen Sie den Quetschtest. Nimm eine Handvoll Sand und drücke sie zusammen. Wenn er seine Form behält und nicht bröckelt oder an der Hand klebt, haben Sie es geschafft! Wenn nicht, passen Sie das Wasser oder den Ton an.

Kann ich Sand aus alten Formen wiederverwenden?

Ja, Sie können Sand wiederverwenden. Brechen Sie den alten Sand auf, entfernen Sie Klumpen und sieben Sie ihn gut. Fügen Sie etwas mehr Ton und Wasser hinzu, wenn er sich trocken anfühlt. Prüfen Sie den Sand immer mit dem Squeeze-Test, bevor Sie ihn wieder verwenden.

Was passiert, wenn meine Form beim Entfernen des Modells zerbricht?

Machen Sie sich keine Sorgen! Das passiert manchmal. Packen Sie den Sand beim nächsten Mal einfach fester ein und verwenden Sie etwas mehr Kreidestaub für das Muster. Wenn du Risse siehst, repariere sie mit einem kleinen Pinsel und etwas feuchtem Sand.

Brauche ich für das Sandgießen eine besondere Schutzausrüstung?

Ja, Sicherheit ist wichtig. Tragen Sie Handschuhe, eine Staubmaske und eine Schutzbrille. Heißes Metall und feiner Sand können Sie verletzen. Halten Sie Ihren Arbeitsbereich sauber und beachten Sie die Sicherheitshinweise. Vorsicht ist besser als Nachsicht!