Erzeugung von anorganisch gebundenen Hohlkernen mit Hilfe von verlorenen Eiskernen

Christopher Locke
Fraunhofer IGCV

Kerne spielen bei Gusskomponenten eine zentrale Rolle. Erst der Einsatz von Kernen ermöglicht hinterschnittige Bauteile und lässt den Guss zu einem unverzichtbaren Fertigungsverfahren für hochkomplexe Bauteile werden. Die Kerne selbst müssen dabei verschiedenen Belastungen standhalten. Sie müssen nach der Herstellung gelagert werden können, den Kräften bei der Handhabung standhalten und beim Abguss maßhaltig bleiben. Zudem ist ihre Zusammensetzung wichtig für den Gießprozess. Dabei muss durch die Kerne die Luft, die beim Gießprozess verdrängt wird, abgeführt werden. Zusätzlich müssen Gase die durch den Kontakt mit der Schmelze entstehen, ebenso über die Kernmarken abgeleitet werden.
Aus Sicht der Gasableitung sind Hohlkerne eine attraktive Möglichkeit besondere Eigenschaften zu erzielen. Solche Kerne sind mit dem Kerndrucken realisierbar. Für das Serienfertigungsverfahren existieren dabei nur Ansätze. In diesem Beitrag wird eine Herstellungsroute über Eiskerne vorgestellt und beleuchtet. Dabei wirdein Eiskern erzeugt, der die Innenkontur des Hohlkernes darstellt. Dieser Kern wird dann in ein Kernwerkzeug eingelegt und mit einer wasserglasgebundenen Formstoffmischung umschossen. Diese Mischung wird dann im Hotboxverfahren ausgehärtet. Im Anschluss wird der getrocknete Eiskern aus dem wasserglasgebundenen Kern entfernt.
Im Beitrag werden die Methoden gezeigt, mit denen die jeweiligen Prozessschritte realisiert werden. Dabei wird die Herstellung der Kernform und die einzelnen Prozessparameter gezeigt. Besonders wird auf die Verhältnisse der jeweiligen Binderflüssigkeit eingegangen. Ebenso sind ist die Geometrie des Sandeinschusses Thema. Welche Kernfestigkeiten erreicht werden können und welche Geometrietreue erzielt wird, wird ausführlich dargelegt.
Zudem werden mögliche Anwendungen anhand von realen Bauteilen gezeigt. Dabei wird nicht nur der direkte Einsatz hohler Kerne bewertet, sondern es wird auch gezeigt, welchen Mehrwert mit diesem Verfahren
herstellbare 2-Komponenten-Kerne bringen.