Metaalgieten uitgelegd: definitie, types & proces

Wat is metaalgieten?

Metaalgieten is het proces waarbij vloeibaar metaal in een vorm wordt gegoten die een holle caviteit bevat met de gewenste geometrische vorm, en wordt afgekoeld om een verstokt deel te vormen. De term 'gieten' wordt ook gebruikt om het onderdeel te beschrijven dat door het gietproces wordt gemaakt, wat teruggaat tot 6000 jaar geleden.

Historisch gezien werd het gebruikt om complexe en/of grote onderdelen te maken, die moeilijk of duur waren om met andere productieprocessen te fabriceren.

Metaalgieten is een modern proces met oude wortels. In het gietproces worden metaalvormen gecreëerd door gesmolten metaal in een vormcaviteit te gieten, waar het afkoelt en later uit de vorm wordt gehaald.

Metaalgieten is wel het vroegste en meest invloedrijke industriële proces in de geschiedenis. Het wordt gebruikt om veel van de metaalobjecten te maken die we dagelijks gebruiken: autodeelen, treinstellen, lantaarnpalen, schoolbuspedalen en nog veel meer.

Daarnaast zijn metaalgietgieterijen afhankelijk van metaalherwinning als kostenefficiënte bron van grondstof, wat de hoeveelheid afvalmetaal die op stortplaatsen zou kunnen belanden, aanzienlijk reduceert.

Het metaalgietproces

1. Patroonmaken

Een patroon is een replica van het exterieur van de gieting. Patronen worden meestal gemaakt van hout, metaal, kunststof of gips. Patroonmaken is van cruciaal belang voor industriële onderdeelmaking, waar nauwkeurige berekeningen nodig zijn om onderdelen te laten passen en samen te laten werken.

2. Kernmaken

Als de gieting hol is, vormt een additioneel stuk zand of metaal (de kern) de interne vorm om het hol te maken. Kernen zijn doorgaans stevig maar instortbaar, zodat ze gemakkelijk uit de afgeronde gieting kunnen worden verwijderd.

3. Vormen

Om het metaalgietproces te visualiseren, sta je je voor op het strand te lopen richting de oceaan. Kijk naar een voetstap die je in het natte zand achterlaat. Je voet zou de kern zijn, en de indruk in het zand is een vorm van je voet.

Vormen is een meerstappenproces dat een gietvorm rond het patroon vormt met vormzand. Bij gieten zit de vorm in een frame genaamd een flask. Groen zand, of vormzand, wordt in de flask rond het patroon gepakt.

Dit heet zandgieten. Eenmaal het zand stevig is gepakt, kan het patroon worden verwijderd en blijft de gietvorm staan. Als alternatief kan een twee-delige, niet-destructieve metaalvorm worden gemaakt, zodat de vorm herhaaldelijk kan worden gebruikt om identieke onderdelen voor industriële toepassingen te gieten.

4. Smelten en gieten van gesmolten metaal

Nadat het metaal is gesmolten, wordt het in de caviteit van de vorm gegoten en laten verstokken. Eenmaal verstokt, begint het schudproces: de vormen worden geschud om zand van de gieting te verwijderen.

In industriële toepassingen houdt apparatuur zoals onze Two-Mass Schudders de productie hoog door efficiënte en soepele prestaties. Verwijderd zand wordt meestal verzameld, afgekoeld en gerecycleerd voor toekomstige gietingen.

5. Reinigen

In deze laatste stap wordt het gegoten metaalobject uit de vorm gehaald en vervolgens afgewerkt. Tijdens de afwerking wordt het object gereinigd van eventueel vormmateriaal en worden scherpe randen verwijderd.

Types metaalgieten

Metaalgieten kan in twee groepen worden ingedeeld op basis van de basisaard van het vormontwerp: verliesvormen en permanente vormen. Het kan verder worden onderverdeeld afhankelijk van hun patroonmateriaal.

• Herbruikbare vormen:
  • Permanente vormen
  • Half-permanente vormen
  • Slush gieten
  • Centrifugaal gieten
  • Druk gieten
  • Drukgieten
• Verliesvormen:
  • Zandgieten
  • Shell vorming
  • Investeringsgieten (verloren was)
  • Volle vorm of schuim

Verliesvormgieten

Verliesvormgieten gebruikt, zoals de naam suggereert, een tijdelijke niet-herbruikbare vorm om de finale gieting te produceren, aangezien de vorm gebroken wordt om de gieting te verwijderen. Deze vormen zijn typisch gemaakt van materialen zoals zand, keramiek en gips.

Deze worden doorgaans gebonden met bindmiddelen om hun eigenschappen te verbeteren. Complexe, ingewikkelde geometrieën kunnen worden gegoten met verliesvormgieten.

Permanente vormgieten

Soms ook niet-verliesvormgieten genoemd, gebruikt permanente vormgieten permanente vormen die na elke productiecyclus opnieuw worden gebruikt. Hoewel permanente vormgieten herhaalbare onderdelen produceren door hergebruik van dezelfde vorm, kunnen ze alleen eenvoudige gietingen produceren, omdat de vorm geopend moet worden om de gietingen te verwijderen.

Composiet vormgieten

Zoals de naam suggereert, gebruiken deze zowel verlies- als herbruikbare gietvormen om gietingen te produceren. Deze omvatten normaal materialen zoals zand, hout, grafiet en metaal.

Toepassing van metaalgieten

Een sectorgewijs verbruik van gieten is hieronder gegeven, wat het belang van gieten in elke industriële opzet benadrukt.

• Transport: Auto, luchtvaart, spoorwegen en scheepvaart
• Zware apparatuur: Bouw, landbouw en mijnbouw
• Werkzeugmachines: Bewerking, gieten, kunststofvormen, smeden, extruderen en vouwen
• Fabrieksmachines: Chemisch, petroleum, papier, suiker, textiel, staal en thermische centrales
• Verdediging: Voertuigen, artillerie, munitie, opslag en ondersteunende apparatuur
• Elektrische machines: Motoren, generatoren, pompen en compressoren
• Hardware: Sanitaire industrie pijpen, verbindingen, kleppen en fittingen
• Huishoudelijk: Apparaten, keuken- en tuinapparatuur, meubels en fittingen
• Kunstobjecten: Beeldhouwwerken, afgoden, meubels, lampen en decoratieve items

Voordelen van metaalgieten

• Metaalgieten kan complexe vormen produceren
• Kenmerken zoals interne kaviteiten of holle secties kunnen gemakkelijk worden bereikt
• Grote componenten kunnen in één stuk worden gegoten
• Materialen die moeilijk of duur zijn om met andere processen te fabriceren, kunnen worden gegoten
• Vergeleken met andere productieprocessen is gieten goedkoper voor middelgrote tot grote hoeveelheden
• Bijna alle metalen kunnen worden gegoten
• Bijna netto vorm, vaak zonder of met minimale nabewerking

Nadelen van metaalgieten

• Relatief grove oppervlakteafwerking en dus bredere toleranties, niet geschikt voor paalinterfaces
• Metaalgieten zoals shell vorming heeft een limiet qua grootte en patroon
• Patronen zijn tijdrovend en duur om te maken, hoewel additieve productieprocessen zoals binder jetting recentelijk worden gebruikt om een vorm te maken
• Drukgieten kan erg duur zijn voor kleine tot middelhoeveelheden door de hoge vormkosten
• Onderdelengrootte en materiaalkeuzes hangen af van het geselecteerde gietproces. Bijvoorbeeld, alleen non-ferro metaal kan worden gebruikt voor permanente vormgieten

Veelgestelde vragen.

Hoe heet metaalgieten?

In metaalbewerking en juwelierkunst is gieten een proces waarbij vloeibaar metaal in een vorm wordt gebracht (meestal door een smeltingsschaaltje) die een negatieve indruk bevat (d.w.z. een driedimensionaal negatief beeld) van de beoogde vorm. Het metaal wordt door een holle kanaal, een spruitgating, in de vorm gegoten.

Wat zijn de 4 types gieten?

Warmvormingsprocessen, zoals drukgieten, investeringsgieten, gipsgieten en zandgieten, bieden elk unieke productievoordelen.

Wat heb je nodig voor metaalgieten?

Metaalgieten vereist verschillende tools en materialen. Het vat om het gesmolten metaal te houden heet een "smeltingsschaaltje". Andere benodigde tools zijn een oven, vormkasten, een handstampers, schaaltang, een ontluchtingsdraad, een handsif en een waterproeier.

Waarvoor wordt metaalgieten gebruikt?

Metaalgieten is een 7.000 jaar oud proces gebruikt in zowel productie als beeldende kunst. Tijdens metaalgieten wordt gesmolten metaal van een smeltingsschaaltje in een vorm overgebracht om een positief metaalgietobject te creëren. Het metaal en de vorm worden afgekoeld, en het metaalobject wordt verwijderd en afgewerkt.

Wat zijn de types gieten?

10 Verschillende Types Gietprocessen

• Zandgieten.
• Investeringsgieten.
• Drukgieten.
• Laagdrukgieten.
• Centrifugaal gieten.
• Zwaartekracht drukgieten.
• Vacuüm drukgieten.
• Uitperk drukgieten.

Wat voor producten worden gemaakt door metaalgieten?

Voorbeelden van Metaalgietproducten

• Pomphuis.
• Ringsegment Gietingen.
• Industrielle Oven Deuren.
• Brandkraan Behuizing.
• Brandkraan Hals.
• Warmtebehandelingsoven.
• Grote Aluminium Montageplaat.
• Aluminium Tandwielkast.

Wat zijn de voordelen van metaalgieten?

Voordelen van metaalgieten:

• Metaalgieten kan complexe vormen produceren.
• Kenmerken zoals interne kaviteiten of holle secties kunnen gemakkelijk worden gegoten.
• Grote componenten kunnen in één stuk worden gegoten.
• Materialen die moeilijk of duur zijn om met andere processen te fabriceren, kunnen worden gegoten.

Wat zijn de nadelen van metaalgieten?

Naast deze voordelen heeft gieten de volgende nadelen.

• Het geeft een slechte oppervlakteafwerking en vereist meestal een afwerkingsoperatie.
• Gietdefecten spelen een rol in dit proces.
• Het geeft lage vermoeidheidssterkte vergeleken met smeden.
• Het is niet economisch voor massaproductie.

Wat was het meest populaire metaalgietproces?

Zandgieten is verreweg de meest gebruikte vorm van metaalgieten, maar er is één aspect dat het ongeschikt maakt voor sommige projecten. Zandgietpatronen moeten uit de vorm die ze creëren worden verwijderd, wat ingewikkelde patroonconstructie kan betekenen.

Wanneer is metaalgieten uitgevonden?

Vandaag is metaalgieten een complex en ingewikkeld proces dat exacte chemie en foutloze uitvoering vereist. Hoewel huidige methoden relatief nieuw zijn vergeleken met de geschiedenis van de menselijke beschaving, kan de eerste gieting van metalen teruggetraced worden tot ongeveer 4000 v.Chr.

Hoe smelt je metaal voor gieten?

Metalen kunnen worden gesmolten met een brander, een elektrische, propaan, inductie-oven, of zelfs een magnetron smeltoestel. Welke methode het beste is, hangt af van je budget, het type materiaal dat je smelt, en de hoeveelheid materiaal die je tegelijk wilt smelten.

Hoe worden metaalvormen gemaakt?

Als productieproces is dip moulden vergelijkbaar met traditionele kaarsenmaken in zijn methoden. Verwarmde metaalvormen worden gedoopt in een vat vloeibaar materiaal dat ofwel verwarmd is of op omgevingstemperatuur blijft. De vormen worden vervolgens uitgehaald en gecureerd voordat het onderdeel wordt afgestript.

Hoe maak ik een vormgieting?

• Plaats je object aan de basis van het wegwerpbekerje, in een ondiep bed van plasticine of klei.
• Giet de siliconen in het bekerje met je object en laat 15 minuten drogen.
• Zet je vorm op een vlak oppervlak, tape het met masking tape vast, en begin met gieten van je eerste gieting.