FH-Cast: Gussformherstellung mit 3D-gedruckten Positiven

Herauslösen optimieren

Die Grundlage der Entwicklung des «FH-Cast»-Prozesses bildet die Additive Fertigung der Kunststoff-Positivform in Verbindung mit der Gussformherstellung. Dabei steht die Verwendung von kostengünstigen 3D-Druckern mit Fused-Filament-Fabrication-Verfahren im Vordergrund. Eine wesentliche Herausforderung des Prozesses besteht im Herauslösen der eingebetteten Positivform aus dem ausgehärteten Formstoff. Um das chemische bzw. thermische Herauslösen aus dem Formstoff zu optimieren, wurden unterschiedliche Kunststoffe für die Verwendung als Positivmaterial evaluiert.

Entwicklung einer Testgeometrie

Die besten Ergebnisse wurden mit dem niedrigviskosen PLA erzielt. Als Formstoff wurde dabei sowohl furangebundener Quarzsand wie auch eine Feingussmasse getestet. Für den furangebundenen Quarzsand wurde der Ausschmelzprozess optimiert, um die Stabilität der Sandform zu gewährleisten. Um die beiden Formstoffe sowie die Eignung des Prozesses für verschiedene Gusslegierungen testen und vergleichen zu können, wurde eine Testgeometrie entwickelt. Diese beinhaltet Zylinder mit unterschiedlichen Wandstärken, unterschiedliche Bohrungen (Durchmesser-Längen-Verhältnis 1:1 bis 1:5) sowie Merkmale zur Beurteilung der Abbildungsgenauigkeit. Abgegossen wurde diese Geometrie mit Legierungen aus Zink, diversen AlSi-Legierungen und Messing mittels Schwerkraftguss.

Eignung des «FH-Cast»-Verfahrens

Interessant und vielversprechend ist das entwickelte «FH-Cast»-Verfahren sowohl für die Prototypenherstellung als auch für die Fertigung von Teststücken. Insbesondere eignet sich das Verfahren im Labormassstab auch für Ausbildungszwecke im Giessereiwesen unter Anwendung neuster Technologien.