kastenlose FormmaschinenFormkasten- und Kastenformmaschinen sind zwei Haupttypen von Anlagen, die in Gießereien zur Herstellung von Sandformen (Gussformen) eingesetzt werden. Ihr Hauptunterschied liegt darin, ob sie einen Kasten zur Aufnahme und Stützung des Formsandes verwenden. Dieser grundlegende Unterschied führt zu erheblichen Abweichungen in ihren Prozessen, ihrer Effizienz, ihren Kosten und ihren Anwendungsbereichen.
Hauptunterschiede
Kernkonzept:
Formkastenmaschine: Benötigt einen Formkasten während der Formherstellung. Ein Formkasten ist ein starrer Metallrahmen (üblicherweise bestehend aus Ober- und Unterteil), der den Formsand aufnimmt und während des Formens, der Handhabung, des Wendens, des Verschließens (Montage) und des Gießens Halt und Positionierung bietet.
Formkastenlose Formmaschine: Benötigt keine herkömmlichen Formkästen beim Formenbau. Sie verwendet speziellen, hochfesten Formsand (typischerweise selbsthärtender Sand oder hochverdichteter, tongebundener Sand) und ein präzises Modelldesign, um Formen mit ausreichender Eigenfestigkeit und Steifigkeit herzustellen. Dadurch können die Formen ohne externe Formkastenstütze gehandhabt, geschlossen und befüllt werden.
Prozessablauf:
Formkastenmaschine:
Erfordert die Vorbereitung und Handhabung von Kolben (Kopieren und Ziehen).
Üblicherweise wird dabei zuerst die Unterform hergestellt (Sand wird in den auf das Modell gesetzten Unterformkasten gefüllt und verdichtet), diese umgedreht und anschließend die Oberform auf die umgedrehte Unterform aufgesetzt (Oberformkasten wird aufgesetzt, gefüllt und verdichtet).
Erfordert das Entfernen des Modells (Trennung des Kolbens vom Modell).
Erfordert das Schließen der Form (genaues Zusammenfügen von Ober- und Unterkasten, üblicherweise mithilfe von Formkasten-Ausrichtungsstiften/-buchsen).
Die geschlossene Form (mit den Gussformen) wird ausgegossen.
Nach dem Gießen und Abkühlen ist ein Ausschütteln erforderlich (Trennung des Gussstücks, der Anschnitte/Steigerohre und des Sandes von der Form).
Flaschen müssen gereinigt, gewartet und wiederverwendet werden.
Es werden keine separaten Kolben benötigt.
Gleichzeitig werden Ober- und Unterteilformen direkt auf eine speziell dafür entwickelte doppelseitige Modellplatte (Kavitäten für beide Hälften auf einer Platte) oder auf präzise aufeinander abgestimmte separate Ober- und Unterteilformen komprimiert.
Nach dem Verdichten werden Ober- und Unterformkörper vertikal oder horizontal ausgeworfen und direkt miteinander verbunden, wobei eine präzise Ausrichtung (mittels der genauen Führungen der Maschine, nicht der Formkastenstifte) gewährleistet ist.
Die geschlossene Form (ohne Gussformen) wird ausgegossen.
Nach dem Gießen und Abkühlen wird die Sandform beim Ausschütteln zerbrochen (was aufgrund des Fehlens von Gussformen oft einfacher ist).
Hauptvorteile:
Formkastenmaschine:
Breite Anpassungsfähigkeit: Geeignet für Gussteile nahezu aller Größen, Formen, Komplexitäten und Losgrößen (insbesondere große, schwere Gussteile).
Geringere Anforderungen an die Sandfestigkeit: Die Form bietet primäre Unterstützung, daher sind die erforderlichen Eigenfestigkeiten des Formsandes relativ geringer.
Geringere Anfangsinvestition (Einzelmaschine): Einfache Kolbenmaschinen (z. B. Jolt-Squeeze) haben eine relativ einfache Struktur.
Formkastenlose Formmaschine:
Sehr hohe Produktionseffizienz: Eliminiert das Hantieren mit Formkörpern, das Wenden und Reinigen. Hochautomatisiert mit schnellen Produktionszyklen (bis zu Hunderte von Formen pro Stunde), besonders geeignet für die Massenproduktion.
Erhebliche Kosteneinsparungen: Spart Kosten beim Kauf, der Reparatur, der Lagerung und der Handhabung von Kolben; reduziert die Stellfläche; senkt den Sandverbrauch (geringeres Sand-Metall-Verhältnis); reduziert die Arbeitskosten.
Höhere Maßgenauigkeit beim Gießen: Durch hochpräzise Ausrüstung wird die Formschließgenauigkeit sichergestellt, wodurch durch Formkastenverformung oder Stift-/Buchsenverschleiß verursachte Abweichungen reduziert werden; geringere Formverformung.
Verbesserte Arbeitsbedingungen: Reduziert die Arbeitsbelastung und minimiert Staub und Lärm (hoher Automatisierungsgrad).
Vereinfachtes Sandsystem: Verwendet häufig gleichmäßigeren, qualitativ hochwertigeren Sand (z. B. ungebundenen Sand für das Lost-Foam-Verfahren, unter hohem Druck verdichteten Tonsand), was die Sandaufbereitung und das Recycling vereinfacht.
Sicherer: Vermeidet Risiken, die mit dem Umgang mit schweren Flaschen verbunden sind.
Hauptnachteile:
Formkastenmaschine:
Relativ geringere Effizienz: Mehr Prozessschritte, längere Hilfszeiten (insbesondere bei großen Kolben).
Höhere Betriebskosten: Hohe Kosten für Investition, Wartung, Lagerung und Handhabung der Kolben; relativ höherer Sandverbrauch (höheres Sand-Metall-Verhältnis); benötigt mehr Stellfläche; benötigt mehr Personal.
Relativ begrenzte Gießgenauigkeit: Abhängig von der Genauigkeit der Gießform, Verformungen und dem Verschleiß von Stiften/Buchsen, mit einem höheren Risiko von Fehlpassungen.
Höhere Arbeitsintensität, vergleichsweise schlechtere Arbeitsbedingungen: Umfasst schwere manuelle Tätigkeiten wie das Hantieren mit Flaschen, Umdrehen, Reinigen sowie Staub.
Hohe Anfangsinvestition: Die Maschinen selbst und ihre Automatisierungssysteme sind in der Regel sehr teuer.
Sehr hohe Anforderungen an den Sand: Formsand muss eine außergewöhnlich hohe Festigkeit, gute Fließfähigkeit und Formbarkeit aufweisen, was oft mit höheren Kosten verbunden ist.
Hohe Anforderungen an die Muster: Doppelseitige Musterplatten oder hochpräzise aufeinander abgestimmte Muster sind komplex und kostspielig in der Konstruktion und Herstellung.
Vorrangig geeignet für die Massenproduktion: Musterwechsel (Plattenwechsel) sind relativ aufwendig; weniger wirtschaftlich für die Kleinserienfertigung.
Einschränkung der Gussgröße: Im Allgemeinen besser geeignet für kleine bis mittelgroße Güsse (obwohl es auch große flaschenlose Anlagen gibt, sind diese komplexer und teurer).
Strenge Prozesskontrolle erforderlich: Erfordert eine sehr präzise Kontrolle der Sandeigenschaften, Verdichtungsparameter usw.
Typische Anwendungsbereiche:
Formkastenanlage: Weit verbreitet zur Herstellung von Gussteilen in Einzelteilen, Kleinserien, verschiedenen Ausführungen, großen Abmessungen und hohen Gewichten. Beispiele hierfür sind Werkzeugmaschinenbetten, große Ventile, Bauteile für Baumaschinen und Schiffsgussteile. Gängige Anlagen: Rüttelpressen, Rüttelrammenpressen, Formkasten-Stechpressen, Formkasten-Anpassungsanlagen, Formkasten-Hochdruck-Formanlagen.
Formkastenlose Formmaschine: Hauptsächlich eingesetzt für die Massenproduktion von kleinen bis mittelgroßen, relativ einfach geformten Gussteilen. Sie ist die gängigste Wahl in der Automobil-, Verbrennungsmotoren-, Hydraulikkomponenten-, Rohrverbindungs- und Eisenwarenindustrie. Typische Beispiele:
Vertikal geteilte kastenlose Spritzgießmaschinen: Z.B. DISAMATIC-Anlagen (DISA), das am weitesten verbreitete kastenlose System, hocheffizient für kleine/mittlere Gussteile.
Horizontal geteilte, kastenlose Formmaschinen: Diese Maschinen arbeiten nach dem Entformen streng kastenlos, verwenden aber während der Verdichtung mitunter einen Formrahmen (ähnlich einem einfachen Formkasten). Sie sind ebenfalls sehr effizient und werden häufig für Motorblöcke und Zylinderköpfe eingesetzt.
Zusammenfassende Vergleichstabelle
| Besonderheit | Formkastenmaschine | Formkastenlose Formmaschine |
| Kernmerkmal | Verwendet Flaschen | Es wurden keine Flaschen verwendet. |
| Formstütze | Bezieht sich auf Flask | Beruht auf Sandfestigkeit und präzisem Schließen |
| Prozessablauf | Komplex (Kolben bewegen/füllen/umdrehen/schließen/ausschütteln) | Vereinfacht (Direktformen/Verschließen/Gießen) |
| Produktionsgeschwindigkeit | Relativ niedriger | Sehr hoch(Geeignet für die Massenproduktion) |
| Stückkosten | Höher (Flaschen, Sand, Arbeit, Raum) | Untere(Klarer Vorteil bei der Massenproduktion) |
| Anfangsinvestition | Relativ niedriger (Basis) / Hoch (Automatische Linie) | Sehr hoch(Maschinenbau & Automatisierung) |
| Gussgenauigkeit | Mäßig | Höher(Maschine gewährleistet Schließgenauigkeit) |
| Sandanforderungen | Relativ niedriger | Sehr hoch(Festigkeit, Fließfähigkeit, Zusammenfaltbarkeit) |
| Musteranforderungen | Standard-Einseitenmuster | Hochpräzise doppelseitige/passende Platten |
| Geeignete Chargengröße | Einzelstück, Kleinserie, Großserie | Vorwiegend Massenproduktion |
| Geeignete Gussgröße | Nahezu unbegrenzt (Hervorragend geeignet für große/schwere Güter) | Vorwiegend kleine bis mittlere Gussteile |
| Arbeitsintensität | Höher | Niedrig(Hoher Automatisierungsgrad) |
| Arbeitsumgebung | Relativ schlecht (Staub, Lärm, schweres Heben) | Relativ besser |
| Typische Anwendungen | Werkzeugmaschinen, Ventile, Schwermaschinen, Schifffahrt | Autoteile, Motorenkomponenten, Rohrverbindungen, Befestigungsmaterial |
| Repräsentative Ausrüstung | Jolt-Squeeze, Flask Matchplate, Flask HPL | DISAMATIC (Vert. Scheitel)usw. |
Einfach ausgedrückt:
Benötigt einen Formkasten zur Unterstützung der Sandform → Formkastenmaschine → Flexibel und vielseitig, geeignet für verschiedene Situationen, aber langsamer und teurer.
Die Sandform ist von sich aus stark und formstabil, ein Formkasten ist nicht erforderlich → Formkastenlose Formmaschine → Extrem schnell und kostengünstig, ideal für die Massenproduktion kleiner Teile, jedoch hohe Investitionskosten und höhere Markteintrittsbarrieren.
Die Wahl zwischen den Verfahren hängt von den spezifischen Gussanforderungen (Größe, Komplexität, Losgröße), dem Investitionsbudget, den Produktionszielen und den Kostenvorgaben ab. In modernen Gießereien werden für die Massenproduktion in der Regel effiziente kastenlose Anlagen bevorzugt, während für die Herstellung von Kleinserien oder großen Gussteilen eher das Kastenformverfahren zum Einsatz kommt.
Quanzhou Juneng Machinery Co.,Ltd. ist eine Tochtergesellschaft von Shengda Machinery Co.,Ltd. und spezialisiert auf Gießereianlagen. Es handelt sich um ein Hightech-Forschungs- und Entwicklungsunternehmen, das sich seit langem mit der Entwicklung und Produktion von Gießereianlagen, automatischen Formmaschinen und Gießereimontagelinien beschäftigt.
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Veröffentlichungsdatum: 06.11.2025