Sandguss und Kokillenguss Was sie voneinander unterscheidet

Sandguss wird keine Form verwendet, die ewig hält. Beim Sandguss stellen die Arbeiter für jedes Teil eine neue Sandform her. Beim Kokillenguss wird eine Metallform verwendet, die viele Male wiederverwendet werden kann. Mit dem Dauerformverfahren werden Teile mit glatter Oberfläche und starken Eigenschaften hergestellt. Jedes Metallgussverfahren hat seine eigenen Schritte. Dauerformen sind lange haltbar, Sandformen hingegen werden nach jedem Gebrauch ausgetauscht.

Wichtigste Erkenntnisse

Beim Sandguss wird für jedes Teil eine neue Sandform verwendet. Das macht das Verfahren flexibel und kostengünstig für kleine oder individuelle Aufträge.
Beim Kokillenguss wird eine stabile Metallform verwendet, die viele Male verwendet werden kann. Sie eignet sich für die Herstellung vieler Teile mit glatten Oberflächen und hoher Festigkeit.
Sandguss eignet sich gut für große oder schwierige Formen und viele Metalle. Aber es ergibt raue Oberflächen und erfordert mehr Nacharbeit.
Das Kokillengießen ermöglicht eine schnellere Herstellung von Teilen mit höherer Genauigkeit und Festigkeit. Aber es kostet anfangs mehr und eignet sich am besten für die Herstellung vieler Teile.
Die Wahl des richtigen Gießverfahrens hängt von der Größe, der Form, der benötigten Anzahl, der Oberflächenbeschaffenheit und dem Budget ab. So erhalten Sie die beste Qualität und das beste Preis-Leistungs-Verhältnis.

Übersicht Sandguss

Prozess

Beim Sandguss werden Metallteile in mehreren Schritten hergestellt. Zunächst fertigen die Arbeiter ein Modell an, das wie das Teil aussieht. Das Modell ist etwas größer, weil Metall beim Abkühlen schrumpft. Die Arbeiter legen Sand um das Modell, um zwei Formhälften herzustellen. Diese Hälften werden Ober- und Unterkasten genannt. Sie nehmen das Modell heraus und setzen die Formhälften zusammen. Das heiße Metall wird über spezielle Wege in die Form gegossen. Das Metall kühlt ab und wird im Inneren des Sandes hart. Wenn das Metall fest ist, brechen die Arbeiter die Form auf, um das Teil herauszuholen. Sie schneiden zusätzliche Metallstücke ab, um das Teil fertigzustellen.

Ein normales Sandgussverfahren besteht aus den folgenden Schritten:

Herstellung von Mustern
Formenbau
Klemmen
Gießen von geschmolzenem Metall
Abkühlung und Erstarrung
Shakeout (Ausbrechen aus der Form)
Beschneiden und Veredeln

Heute verwenden Gießereien neue Werkzeuge wie 3D-gedruckte Sandkerne. Sie verwenden auch Computerprogramme, um bessere Teile herzustellen. Sandguss ist gut für die Umwelt, weil Sand und Metall wiederverwendet werden können.

Merkmale der Form

Die Form beim Sandguss wird aus Sand hergestellt, der nach einem Modell geformt wird. Die Herstellung von Sandformen kostet nicht viel. Das Design kann bei Bedarf leicht geändert werden. Mit Sand können große oder kleine Formen hergestellt werden. Sandformen eignen sich für viele Metalle wie Stahl, Aluminium und Titan. Manchmal wird auch Ton oder Harz beigemischt, um den Sand zu verstärken. Formmerkmale wie Grünfestigkeit und Fließfähigkeit tragen dazu bei, dass das Teil die richtige Größe und Form hat. Jede Sandform wird nur einmal verwendet, so dass für jedes Teil eine neue Form benötigt wird.

Tipp: Sandformen eignen sich hervorragend für die Herstellung von Teilen mit dünnen Wänden oder speziellen Löchern.

Typische Anwendungen

Sandguss wird bei vielen Arbeiten eingesetzt, weil er flexibel und nicht zu teuer ist. Automobilhersteller verwenden Sandguss für Motorblöcke und andere komplizierte Teile. Flugzeugbauer verwenden es für kleine Chargen von Magnesium- und Aluminiumteilen. Sandguss hilft auch bei der Herstellung von Musikinstrumenten, Maschinen, Möbeln und Schmuck.

Automobilindustrie: Motorblöcke, Zylinderköpfe, Getriebegehäuse
Luft- und Raumfahrt: dünnwandige Gehäuse, Halterungen und Kühlkomponenten
Industrie: Pumpen, Ventile und Teile für Schwermaschinen
Sonstige: Skulpturen, Sportartikel, Beleuchtungskörper und Spielzeug

Eine neue Studie hat ergeben, dass 3D-gedruckte Sandformeinsätze Codes auf Teile aufbringen können. Diese Codes helfen Unternehmen, jedes Teil zu verfolgen und auf Probleme zu prüfen. So lassen sich Teile in der Lieferkette leichter verfolgen und Fehler beheben.

Sandguss eignet sich gut für die Herstellung schwieriger Teile zu einem niedrigeren Preis. Er eignet sich gut für kleine oder mittlere Mengen von Teilen.

Kokillenguss Übersicht

Prozess

Beim Kokillenguss wird immer wieder eine robuste Metallform verwendet. Die Arbeiter gießen heißes Metall, z. B. Aluminium, in die Form. Die Form wird aus starken Metallen wie Stahl oder Gusseisen hergestellt. Diese Metalle brechen nicht, wenn sie viele Male heiß und kalt werden. Die Schwerkraft hilft beim Füllen der Form, daher nennt man es Kokillenguss. Die Form kühlt das Metall schnell ab und ergibt ein glattes Teil. Wenn das Metall hart wird, öffnen die Arbeiter die Form und nehmen das Teil heraus. Die Form kann mit wenig Reinigungsaufwand wiederverwendet werden.

Beim Kokillenguss werden Formen verwendet, die mehrfach verwendet werden können.
Die Formen werden aus Metallen hergestellt, die bei hohen Temperaturen schmelzen.
Dieses Verfahren eignet sich am besten für Metalle wie Aluminium.
Die Formen werden mit CNC-Maschinen oder anderen Werkzeugen für die Metallbearbeitung hergestellt.
Bei diesem Verfahren können Maschinen eingesetzt werden, um viele Teile schnell herzustellen.
Für harte Formen können im 3D-Druck spezielle Formen oder Kerne hergestellt werden.

Merkmale der Form

Eine Dauerform kann Hunderte oder Tausende von Anwendungen überdauern. Formwerkstoffe wie Stahl oder Kupferlegierungen können heißes Metall verarbeiten. Die Form kühlt das Metall schnell ab und macht das Teil stark und glatt. Die Form hat spezielle Wege für die Bewegung von Metall und Luft. Klammern halten die Form beim Gießen fest. Computerprogramme helfen, bessere Formen zu entwerfen. Die Form kühlt das Metall gut ab, sodass das Teil fest ist und kleine Körner hat.

Hinweis: Dauerhafte Formen behalten ihre Form gut, so dass jedes Teil gleich aussieht.

Typische Anwendungen

Kokillenguss wird verwendet, wenn viele Teile gleich aussehen müssen. Autohersteller verwenden es für Räder, Kolben und Getriebe. Flugzeugbauer verwenden es für leichte Teile wie Halterungen. Außerdem werden damit Teile für Pumpen, Leuchten und Sportgeräte hergestellt. Das Kokillengießen eignet sich am besten für die Herstellung vieler guter Teile auf einmal.

Hauptunterschiede: Sandguss vs. Dauerform

Form Typ

Beim Sandguss wird eine Form aus Sand hergestellt. Die Arbeiter stellen für jedes Teil eine neue Sandform her. Das macht es einfach, das Design zu ändern. Sandformen eignen sich für große und kleine Teile. Die Sandform wird nach einmaligem Gebrauch weggeworfen. Beim Kokillenguss wird eine Metallform verwendet. Die Metallform kann viele Male verwendet werden. Sie wird aus Stahl oder anderen starken Metallen hergestellt. Die Metallform behält ihre Form für eine lange Zeit. Die folgende Tabelle zeigt, wie sich die Gießverfahren in Bezug auf Formtyp, Toleranz und Kosten unterscheiden:

Gussverfahren	Form Typ	ISO 8062 CT-Sorte	Lineartoleranz (% der Abmessung)	Toleranz auf 100 mm (mm)	Oberflächengüte (Ra, µm)	Kostenbereich für Werkzeuge (USD)
Grünsand-Gießen	Verwertbare Form	CT11-CT14	±0,5-2,0%	±0.5-2.0	6-12	Niedrig (< $500 pro Muster)
Chemisch gebundener Sand	Verwertbare Form	CT9-CT12	±0,3-1,2%	±0.3-1.2	3-6	Mäßig
Druckguss (Heiß- und Kaltkammer)	Wiederverwendbare Form	CT1-CT4	±0,05-0,3%	±0.05-0.3	0.5-1.5	Sehr hoch ($10.000-$200.000)
Schwerkraft- und Niederdruckdruckgießen	Wiederverwendbare Form	CT2-CT6	±0,1-0,5%	±0.1-0.5	1-4	Hoch

Hinweis: Beim Sandguss werden Formen verwendet, die nur einmal benutzt werden. Beim Kokillenguss werden Metallformen verwendet, die eine lange Lebensdauer haben. Metallformen kosten mehr, können aber immer wieder verwendet werden.

Oberfläche

Oberflächengüte bedeutet, wie glatt die Außenseite eines Teils ist. Beim Sandguss entsteht in der Regel eine rauere Oberfläche. Das liegt daran, dass der Sand Spuren auf dem Teil hinterlässt. Das Kokillengießen ergibt eine glattere Oberfläche. Die Metallform ist hart und glatt. Dadurch sieht das Teil besser aus und muss weniger poliert werden.

Die Oberflächenrauhigkeit beim Sandguss ändert sich mit dem Sand, dem Wasser und der Gießgeschwindigkeit.
Der beste Sandguss verwendet weniger Wasser, langsames Gießen und hohe Hitze.
Dadurch kann die Oberfläche bis zu 5,8 µm glatt werden.
Das Kokillengießen ergibt in der Regel eine glattere Oberfläche, zwischen 0,5 und 4 µm Ra.
Die Form, der Sand und das Gießen verändern die endgültige Oberfläche.
Dauerhafte Schimmelpilze helfen, Probleme wie Löcher und Sandflecken zu vermeiden.

Tipp: Das Kokillengießen eignet sich am besten für Teile, die eine glatte Oberfläche benötigen.

Mechanische Eigenschaften

Mechanische Eigenschaften geben Auskunft darüber, wie fest und hart ein Teil ist. Mit Sandguss können starke Teile hergestellt werden. Allerdings kühlt das Metall beim Sandguss langsamer ab. Dadurch entstehen größere Körner im Metall. Größere Körner können das Teil schwächer machen. Beim Kokillenguss kühlt das Metall schneller ab. Dadurch entstehen kleinere Körner und ein stärkeres Teil.

Test Typ	Beschreibung	Schlüsselergebnisse (Sandguss)	Schlüsselergebnisse (Dauerschimmel)
Maßabweichung	Genauigkeit der Teilegröße	0,08-0,10 mm Abweichung	Strengere Kontrolle, weniger Abweichung
Zugfestigkeit (Ultimate Tensile Strength)	Wie viel Kraft bis zum Bruch	31%-42% niedriger als Dauerform	Höhere Festigkeit, weniger Porosität
Härte	Widerstandsfähigkeit gegen Kratzer und Dellen	17-56 HRB (je nach Sandart)	Höhere, gleichmäßigere Härte

Beim Kokillenguss werden oft Teile hergestellt, die stärker und härter sind. Die schnelle Abkühlung hilft, Probleme zu vermeiden, und sorgt für eine längere Lebensdauer des Teils.

Kosten und Volumen

Wichtig sind die Kosten und die Anzahl der benötigten Teile. Sandguss ist zu Beginn kostengünstiger. Er eignet sich gut für kleine Chargen oder zum Testen neuer Ideen. Das Kokillengießen kostet anfangs mehr. Die Metallform ist teuer in der Herstellung. Aber wenn Sie viele Teile herstellen, sinken die Kosten pro Teil.

Sandguss: Günstige Formen, gut für kleine oder mittlere Aufträge, leicht zu ändernde Designs.
Dauerformguss: Teure Formen, am besten für die Herstellung vieler Teile, billiger pro Teil, wenn Sie viele herstellen.
Dauerformen sparen Geld, wenn Sie Tausende von Teilen benötigen.

Hinweis: Unternehmen wählen Sandguss für kundenspezifische oder kleine Aufträge. Sie verwenden Kokillenguss für große Aufträge und wenn sie bessere Teile benötigen.

Pro und Kontra

Sandgießen

Sandguss hat für Unternehmen viele gute Seiten. Große und komplizierte Formen lassen sich leicht herstellen. Änderungen am Design sind einfach und schnell möglich. Diese Methode eignet sich hervorragend für die Herstellung einiger weniger Teile auf einmal. Die Werkzeuge kosten nicht viel, so dass man bei neuen Ideen oder Spezialaufträgen Geld spart. Sandformen können wiederverwendet werden, was besser für den Planeten ist.

Aber Sandguss hat auch einige Probleme. Jede Form wird nur einmal verwendet, so dass die Arbeiter jedes Mal eine neue herstellen müssen. Die Außenseite des Teils ist rauer als bei anderen Verfahren. Die Teile brauchen oft mehr Arbeit, um die richtige Größe und Form zu erhalten. Es ist nicht so genau, mit etwa 0,030 Zoll Unterschied auf dem ersten Zoll. Probleme wie Löcher oder Schrumpfung können auftreten, wenn der Sand nicht gut verpackt oder das Metall zu heiß ist. Die Herstellung komplizierter Teile nimmt mehr Zeit in Anspruch, so dass die Arbeitskräfte mehr kosten können.

Tipp: Sandguss ist eine gute Wahl, wenn Sie Geld sparen wollen, schnell Teile brauchen oder das Design ändern wollen. Aber es ist nicht das beste Verfahren für Teile, die sehr glatt oder genau sein müssen.

Vorteil/Nachteil	Beschreibung
Kostengünstig	Günstige Werkzeuge und Materialien für kleine und mittlere Arbeiten
Flexibilität bei der Gestaltung	Kann große, knifflige Formen mit vielen Metallen herstellen
Kurze Vorlaufzeiten	Schnelles Einrichten und Anfertigen von Teilen
Geringere Genauigkeit	Außen rauher, mehr Arbeit für die Fertigstellung erforderlich
Defektrisiko	Kann Löcher, Risse oder andere Probleme bekommen
Hoher Aufwand für Komplexität	Mehr Arbeitszeit für harte Formen erforderlich

Kokillengießen

Beim Kokillenguss werden robuste Metallformen verwendet, die lange Zeit halten. Auf diese Weise werden Teile hergestellt, deren Größe sehr eng beieinander liegt, etwa 0,015 Zoll auf dem ersten Zoll. Die Außenseite ist glatt, und die Teile sind stabil und weisen weniger Probleme auf. Das Verfahren ist schnell und eignet sich daher gut für die Herstellung vieler Teile. Diese Methode ist am besten für Metalle wie Aluminium geeignet.

Es gibt auch ein paar Schattenseiten. Die Form und die Maschinen kosten am Anfang sehr viel. Es ist keine gute Wahl für die Herstellung von nur wenigen Teilen. Mit der Form können keine sehr großen Teile hergestellt werden. Bei manchen Formen ist zusätzliche Arbeit erforderlich, wenn die Form auseinanderfällt. Nicht alle Metalle können auf diese Weise verwendet werden.

Faktor	Kokillengießen
Haltbarkeit der Form	Kann die Form tausende Male verwenden
Oberflächengüte	Glatt, braucht wenig zusätzliche Arbeit
Maßhaltigkeit	Sehr ähnlich in der Größe, kein großer Unterschied
Produktionsgeschwindigkeit	Schnell, gut für die Herstellung vieler Teile
Anfängliche Kosten	Hohe Kosten für Werkzeuge und Maschinen
Größe und Materialgrenzen	Kann keine sehr großen Teile herstellen oder alle Metalle verwenden

Hinweis: Der Dauerformguss eignet sich am besten für Unternehmen, die viele gleich aussehende Teile benötigen und mehr für stabile Formen bezahlen können.

Auswahl eines Verfahrens

Anwendungsbedürfnisse

Die Wahl des richtigen Gießverfahrens beginnt damit, dass man weiß, was das Teil leisten muss. Manche Teile müssen sehr stabil sein. Andere müssen glatt aussehen oder besondere Formen haben. Medizinische Teile müssen oft exakt und glatt sein. Autoteile müssen stark sein und in großen Mengen hergestellt werden. Die folgende Tabelle zeigt, welches Gießverfahren für die jeweilige Aufgabe geeignet ist:

Gussverfahren	Wichtigste Vorteile	Typische Anwendungen
Vakuumgießen	Hohe Detailgenauigkeit, glatte Oberfläche, weniger Fehler	Medizinische Teile, präzise Autoteile, schöne Kunstwerke
Squeeze Casting	Stark, dicht, guter Wärmefluss	Elektronik, starke Autoteile, Komponenten für die Luft- und Raumfahrt
Schneematsch-Gießen	Kostengünstige, schnelle, flexible Entwürfe	Dekorationsartikel, Lampensockel, Spielzeug
Rotationsgießen	Gleichmäßige Dicke, niedrige Kosten, viele Formen	Panzer, Puppen, Auto-Luftschächte
Heiß-Isostatisches Pressen	Besseres Material, weniger Porosität, geeignet für Metalle/Keramik	Luft- und Raumfahrt, medizinische Implantate, Turbinenschaufeln
Feinguss	Sehr präzise, viele Materialien, glatte Oberfläche	Turbinenschaufeln, medizinische Teile, spezielle Autoteile
Muschelformung	Präzise, stabil, glatte Oberfläche, gut für viele Teile	Autoteile, Luft- und Raumfahrt, Getriebegehäuse
Elektroschlacke-Gießen	Hohe Qualität, gut für große, dicke Teile	Turbinenwellen, Leistungsrotoren
Druckgießen	Schnell, präzise, stark	Getriebegehäuse, Elektronik, Geräteteile
Druckgießen	Sehr schnell, genau, reibungslos	Räder, Motorblöcke, Elektronik
Schleudergießen	Stark, viele Formen, kostengünstig	Rohre, Ringe, Spezialdärme
Kokillengießen	Präzise, reibungslos, wiederholbar	Kolben, Zahnräder, Maschinenteile
Schwerkraftkokillenguss	Reibungslos, effizient, kostengünstig	Räder, Hardware, große Kunst
Niederdruckgießen	Gutes Material, hohe Ausbeute, geringe Porosität	Luft- und Raumfahrt, komplexe Autoteile, Maschinen
Strangguss	Effizient, reibungslos, kostengünstig	Stahlbrammen, Rohre, Leitungen

Hinweis: Die Anforderungen an das Teil helfen bei der Auswahl des Verfahrens. Sandguss eignet sich zum Beispiel gut für große, schwierige Formen, die nicht sehr glatt sein müssen.

In einigen Berufen, z. B. in Kraftwerken, gelten strenge Vorschriften für Teile. Gießereien müssen die Qualität prüfen und das richtige Verfahren anwenden. So wird sichergestellt, dass die Teile bei Hitze und Belastung gut funktionieren. Technische Kontrollen helfen dabei, das Verfahren auf die Aufgabe abzustimmen.

Produktionsvolumen

Auch die Anzahl der benötigten Teile spielt eine Rolle bei der Auswahl. Einige Gießverfahren eignen sich am besten für kleine Chargen. Andere eignen sich besser für die Herstellung von Tausenden von Teilen. Sandguss eignet sich für kleine oder mittlere Stückzahlen. Es ist einfach, das Design zu ändern, und kostet am Anfang weniger. Wenn Unternehmen viele Teile desselben Typs benötigen, entscheiden sie sich für Druckguss oder Kokillenguss.

Moderne Fabriken verwenden intelligente Werkzeuge zur Überwachung und Verbesserung des Gießens. Sie sammeln Daten von Maschinen, um die Qualität zu prüfen und Probleme schnell zu beheben. Studien zeigen, dass der Einsatz von Echtzeitdaten den Unternehmen hilft, das beste Gießverfahren auszuwählen. So entstehen mehr Teile und weniger Abfall, insbesondere bei großen Aufträgen.

Tipp: Wenn Sie nur wenige individuelle Teile benötigen, wählen Sie ein flexibles Verfahren. Für viele Teile wählen Sie ein Verfahren, das schnell ist und weniger Abfall erzeugt.

Kostenüberlegungen

Die Kosten spielen bei der Auswahl eines Gießverfahrens eine große Rolle. Unternehmen achten auf die Kosten, die zu Beginn benötigt werden, und auf die Kosten für jedes Teil im Laufe der Zeit. Ein Verfahren wie das Sandgussverfahren ist zu Beginn billig, kann aber bei der Herstellung von Tausenden von Teilen mehr pro Teil kosten. Das Kokillengießen kostet anfangs mehr, spart aber Geld, wenn viele Teile hergestellt werden.

Um eine Entscheidung zu treffen, verwenden Unternehmen den ROI (Return on Investment), um Kosten und Nutzen zu vergleichen. Sie schauen sich das an:

Alle Kosten und Einsparungen jetzt und später.
Wie lange es dauert, das Geld zurückzubekommen.
Risiken, wie Fehler oder Verzögerungen.
Wie viele Leute das Teil haben wollen und zu welchem Preis es verkauft wird.
Die Kosten für die Aufnahme von Geld.
Die Gesamtkosten für die gesamte Lebensdauer des Teils, nicht nur für den ersten Preis.

Unternehmen sind oft der Ansicht, dass ein Verfahren mit höheren Anfangskosten besser ist, wenn es schneller und mit weniger Problemen gute Teile herstellt.

Ein reales Beispiel zeigt, dass Sandguss anfangs billiger sein kann. Aber wenn es mehr Fehler oder zusätzliche Arbeit gibt, kann es später mehr kosten. Die Unternehmen müssen die Rüstkosten, die Qualität der Teile und die Anzahl der benötigten Teile abwägen.

Sandguss und Kokillenguss unterscheiden sich in wichtigen Punkten.

Beim Sandguss wird für jedes Teil eine neue Sandform benötigt. Beim Kokillenguss wird immer wieder die gleiche Metallform verwendet.
Sandguss eignet sich für spezielle Formen und kleine Stückzahlen. Kokillenguss ist besser für die Herstellung vieler Teile mit glatten Oberflächen geeignet.

Wenn Sie nur wenige spezielle Teile benötigen, ist Sandguss flexibel. Wenn Sie viele Teile wollen, die gut aussehen, ist der Kokillenguss am besten geeignet.

FAQ

Welche Metalle eignen sich am besten für Sandguss?

Sandguss eignet sich für viele Metalle. Gießereien verwenden häufig Aluminium, Eisen, Stahl, Bronze und Messing. Bei diesem Verfahren werden sowohl eisenhaltige als auch nichteisenhaltige Metalle verarbeitet. Die Arbeiter wählen das Metall nach den Anforderungen an Festigkeit, Gewicht und Kosten des Teils aus.

Können im Kokillenguss große Teile hergestellt werden?

Im Kokillenguss werden normalerweise kleine bis mittelgroße Teile hergestellt. Die Metallformen für große Teile sind schwer und teuer zu bauen. Für sehr große Teile ist der Sandguss die bessere Wahl.

Wie sieht es mit der Oberflächengüte zwischen den beiden Methoden aus?

Der Kokillenguss ergibt eine glattere Oberfläche als der Sandguss. Die Metallform hinterlässt weniger Spuren und Fehler. Sandguss hinterlässt aufgrund der Sandstruktur eine rauere Oberfläche.

Ist Sandguss umweltfreundlicher?

Sandguss kann umweltfreundlicher sein. Die Arbeiter verwenden den Sand oft wieder und recyceln Metallreste. Dieses Verfahren verbraucht bei kleinen Chargen weniger Energie. Beim Kokillenguss wird ebenfalls Metall recycelt, aber die Herstellung der Formen erfordert mehr Ressourcen.

Welches Verfahren ist für die Großserienproduktion schneller?

Der Kokillenguss funktioniert bei großen Stückzahlen schneller. Die wiederverwendbare Metallform beschleunigt den Prozess. Sandguss dauert länger, weil die Arbeiter für jedes Teil eine neue Form herstellen müssen.