Prozessphase 1: Das Spritzen eines Wachsmodells

Flüssiges Wachs wird in eine Gussform gespritzt. Nachdem das Wachs ausgehärtet ist, wird das Wachsmodell aus der Gussform herausgenommen. Mit den Wachsmodellen wird eine so genannte Traube (Gussform) hergestellt.

Schritt 1: Werkzeugbau & Fertigung

Beim Gießen nach dem Wachsausschmelzverfahren ist der erste Schritt der Bau und die Fertigung einer Gussform, in welche das flüssige Wachs hineingespritzt wird. Diese Gussform wird von uns selbst entwickelt und ist eine Negativform des endgültigen Gussteils. Eine Gussform wird aus Aluminium oder Stahl gefertigt. Je nach Seriengröße wird festgelegt, ob die Gussform auf einer Hand- oder auf einer Automatikpresse installiert wird. Wichtig ist, dass eine sehr exakte Gussform hergestellt wird, weil dadurch größtenteils die Toleranzen und die Oberflächenrauigkeit des Gussteils bestimmt werden.

Schritt 2: Wachsmodell spritzen & Traubenbau

Die Gussform wird mit flüssigem Wachs ausgespritzt. Nach dem Aushärten des Wachses wird das Wachsmodell mithilfe der Ausleger in der Gussform aus dieser Gussform herausgedrückt. Damit hat man ein Wachsmodell gespritzt, das dieselbe Form wie das endgültige Gussteil hat. Aus diesen Wachsmodellen werden „Modelltrauben“ hergestellt, indem man die Klebeseite erhitzt, bis diese flüssig wird und sich mit einem Traubenzweig verbindet. So entsteht die Gussform, auch Modelltraube genannt. An eine Traube werden möglichst viele Produkte geklebt. Die Oberseite der Traube ist mit einem Gusstrichter versehen, in den in einer späteren Phase des Verfahrens Stahl hineingegossen wird.

Prozessphase 2: Keramische Verkleidung

Die Modelltraube (die Gussform) wird mit einer feuerfesten keramischen Formschale versehen. Nach dem Ausschmelzen des Wachses entsteht eine keramische Gussform.

Schritt 3 & 4: Trauben waschen & Aufbau der keramischen Schalen

Nachdem die Wachsmodelle zu einer Traube zusammengefügt wurden, werden sie gewaschen. Mögliche Verunreinigungen der Oberfläche werden dadurch entfernt. Dieses Spülverfahren gewährleistet auch eine gute Anhaftung der Keramik an die Traube.

Dadurch, dass die Traube mehrmals hintereinander in einen Schlicker getaucht und danach mit Keramikpulver behaftet wird, entsteht eine feuerfeste keramische Formschale. Nach dem Aufbau einer jeden keramischen Schicht muss die Gussform in einer Trockenkammer unter Lufteinfluss getrocknet werden.

Schritt 5: Ausschmelzen

Nachdem alle Schichten aufgebaut wurden und getrocknet sind, wird das Wachs in einem Autoklaven mithilfe von Dampf aus der keramischen Form heraus geschmolzen. Das ist der Grund, warum dieses Verfahren Wachsausschmelzverfahren (bzw. Guss in verlorener Form) genannt wird: Das Wachsmodell geht verloren und die Produktform wird vom Keramikmantel übernommen. Der größte Teil des ausgeschmolzenen Wachses wird nach der Regeneration (nach dem Recycling) wiederverwendet.

Schritt 6: Sintern

Die keramische Form wird in einem Ofen bei einer sehr hohen Temperatur (ca. 1.100 °C) gebrannt (gesintert). Nach diesem Sinterverfahren wird die endgültige Stärke erreicht. Eventuelle Wachsreste werden während dieses Verfahrens durch die hohe Temperatur im Ofen verbrannt.

Prozessphase 3: Das Gussverfahren

Die Trauben werden erhitzt, von einem Roboter aus dem Ofen herausgeholt und danach mit der gewünschten flüssigen Stahllegierung ausgegossen.

Schritt 7: Das Gießen

In einem Schmelzofen wird die gewünschte Stahllegierung eingeschmolzen und auf die richtige Gießtemperatur (ca. 1.600 °C) gebracht. Zugleich wird die keramische Form in einem Ofen erhitzt (auf ca. 1.100 °C). Nachdem die Form erhitzt wurde, wird die heiße Form aus dem Ofen herausgeholt und ausgegossen. Die Erwärmung der Keramikform dient der Vermeidung eines thermischen Schocks beim Gießen. Ferner können dadurch dünne Wände gegossen werden. Dadurch, dass der flüssige Stahl in eine heiße Form gegossen wird, nimmt die Aushärtung einige Zeit in Anspruch. Wenn die Trauben fertig gegossen sind, werden sie auf einer Kühlbahn unter konditionierten Bedingungen abgekühlt, der Aushärtungsprozess verläuft also kontrolliert.

Prozessphase 4: Die Nachbearbeitung

Nachbearbeitungen, Wärme- und Oberflächenbehandlungen sowie die Endkontrolle werden von CIREX durchgeführt. Das Endprodukt kann somit sofort vom Kunden eingebaut werden.

Schritt 8: Nachbearbeitung

Die Stahltrauben werden von ihrem Keramikmantel befreit, indem man die Formschale mit einem Presslufthammer zerstört. Dabei wird der größte Teil der Keramik entfernt. Die Gussteile werden durch Sägen oder Vibration von der Traube abgetrennt. Eventuell übrig gebliebene Stahlreste werden nach Stahllegierung sortiert und können zwecks Wiederverwendung neu eingeschmolzen werden.

Schritt 9: Strahlen, Schleifen und visuelle Kontrolle

In der Nachbearbeitung werden die letzten keramischen Reste mithilfe von Stahl, Sand- und/oder Wasserstrahlen entfernt. Die Hinterschneidung, die beim Absägen stehen geblieben ist, wird durch Schleifen vom Gussteil entfernt. Um das Produkt fein säuberlich abschleifen zu können, wird häufig eine Schleifform verwendet.

Alle Produkte werden visuell auf eventuelle Gussfehler kontrolliert. Diese Kontrolle erfolgt anhand eines Qualitätsnormblattes. Sie können sich somit auf hochwertige Gussarbeiten verlassen, die nach einem gleich bleibenden Verfahren kontrolliert wurden.

Schritt 10: Maschinelle Bearbeitung und Wärme- und Oberflächenbehandlungen

CIREX ist in der Lage, Bearbeitungen selbst durchzuführen, wie das Bohren von Löchern, das Schneiden von Gewinde sowie die Verrichtung von Dreh- und Fräsarbeiten.

Um bestimmte mechanische Eigenschaften (Härte, Zugstärke, Dehnung) zu erlangen, ist manchmal eine Wärmebehandlung erforderlich. Die standardmäßigen Wärmebehandlungen werden in unserem eigenen Werk durchgeführt. Mit den komplexeren Wärmebehandlungen beauftragen wir eine Spezialfirma.

Auch Oberflächenbehandlungen können von uns intern oder extern durchgeführt werden. So kann beispielsweise zur Verschönerung des Endprodukts oder zum Schutz vor Verschleiß oder Korrosion (Rostbildung) eine Beschichtung auf Stahlgestellen angebracht werden.

Schritt 11: Endkontrolle

Der letzte Schritt in diesem Verfahren ist eine visuelle Kontrolle und, bei Bedarf, die Erstellung eines Aufmaßprotokolls und einer Materialanalyse. Auf Wunsch können auch zusätzliche produktspezifische Kontrollen auf Rissbildungen (Pentrex), auf Porositäten (Röntgen) oder auf bestimmte Aufmaße (100 % Maßkontrolle mit Kamera oder Kaliber) durchgeführt werden. Nach der Endkontrolle sind die Produkte verpackungs- und versandfertig.