Aluminium

Dies ist das jüngste Metall in unserer Sammlung. Es ist schwer vorstellbar, aber vor nur 200 Jahren hatten die Menschen keine Vorstellung von diesem göttlichen Geschenk und wussten nichts darüber. Doch die wissenschaftliche Welt jener Zeit spürte das bevorstehende Erscheinen eines neuen Wunders der Natur, und Dutzende von Chemikern suchten nach einem Zugang dazu. Es ist das am häufigsten vorkommende Metall in der Erdkruste, in der Natur kommt es in fester Verbindung mit Sauerstoff vor, und seine Gewinnung in metallischer Form erwies sich als äußerst schwierig und war lange Zeit den besten Köpfen der chemischen Wissenschaft nicht zugänglich.

Die Geburt erfolgte im Jahr 1825. In diesen Jahren stand die Menschheit an der Schwelle zur wissenschaftlich-technischen Revolution, ein enormes Potenzial an Wissen war angehäuft, und die erstaunlichsten Entdeckungen erwarteten uns. Dieses ersehnte Kind der Wissenschaft wurde im Labor des genialen Hans Christian Oersted geboren, und einige Teile eines Gramms metallischen Aluminiums traten erstmals vor die Augen der Menschen.

Die darauf folgenden Ereignisse waren mit der Suche nach industriellen Technologien zur Gewinnung von Aluminium verbunden. Aufgrund der enormen Anstrengungen von Industriellen, Politikern, Wissenschaftlern, Metallurgen und der Macht des wissenschaftlich-technischen Fortschritts erlangte die Menschheit die Aluminiumindustrie, die das Gesicht unserer Zivilisation für immer veränderte - Aluminium gab dem Menschen Flügel, es ermöglichte uns zu fliegen! Moderne Flugzeuge bestehen zu 80 % aus diesem himmlischen Metall. Es liebt Geschwindigkeit - dank der leichten und stabilen Konstruktion von leistungsstarken Aluminiummotoren und Karosserien moderner Autos haben wir gelernt, schnell zu fahren. Die Industrie benötigt es für eine Vielzahl von Zwecken: von Strom und Medizin bis hin zu Bauwesen und Lebensmitteltechnologie. Ja, das ist eine interessante Geschichte, aber was hat das mit Kunst zu tun? Nun, alles, was wir bisher geschrieben haben, kam später. Am Anfang war es das wertvollste, stilvollste und kostbarste Metall auf der Erde! Bei Empfängen von Napoleon III. wurden den teuersten Gästen, die in der Nähe des Kaisers saßen, Aluminiumgeschirr serviert, während der Rest des Adels sich mit einfachen goldenen Löffeln und Gabeln begnügen musste. Es kam nicht in Frage, Aluminium für die Prägung von Münzen zu verwenden. Für Gedenkmedaillen und hohe Auszeichnungen eigneten sich vergleichsweise günstige Materialien wie Gold, Silber und Platin viel besser. Schmuck in Form von Aluminiumknöpfen konnte nur von königlichen Persönlichkeiten getragen werden, während kleine Aluminiumringe oder Armbänder die Hände vornehmer Personen in Europa, Japan und Asien schmückten. Juweliere, Bildhauer, Künstler, Designer und Architekten schätzten die Schönheit und Nützlichkeit dieses Metalls, und bis heute gibt es und wird es immer einzelne Bereiche dieser Künste geben, die Aluminium verwenden.

Die natürliche Schönheit, Leichtigkeit, gute Bearbeitbarkeit und hervorragende Gießeigenschaften ermöglichen es uns, einzigartige Meisterwerke der Skulptur, Bauteile und Fassadenkompositionen aus diesem wunderbaren Geschenk der Natur herzustellen.

Es ist erstaunlich, wie Kunst und Design von der Verfügbarkeit und Verwendung verschiedener Materialien beeinflusst werden.

Fassade mit Fassadenelementen im Aluminiumguss
Aluminiumguss Plastik Arcimbolda by Jana Mertens

Aluminiumguss

Aluminiumguss bezieht sich auf den Prozess des Gießens von Aluminium in eine Form, um eine gewünschte Form oder Struktur zu erhalten. Dieser Prozess wird in der Metallverarbeitung und Herstellung weit verbreitet eingesetzt, um verschiedene Produkte herzustellen, von kleinen Haushaltsgegenständen, Fassadenelementen, Aluminium Skulpturen, Designobjekten bis hin zu großen industriellen Teilen.

Der Aluminiumgussprozess erfolgt in mehreren Schritten:

  1. Formvorbereitung: Zuerst wird eine Form erstellt, die die gewünschte Form des Endprodukts repräsentiert. Diese Form kann aus Metall, Sand, Keramik oder anderen Materialien bestehen.

  2. Schmelzen des Aluminiums: Das Aluminium wird in einem Schmelzofen auf hohe Temperaturen erhitzt, bis es schmilzt und flüssig wird. Der Schmelzpunkt von Aluminium liegt bei etwa 660 Grad Celsius.

  3. Gießen: Das flüssige Aluminium wird dann in die vorbereitete Form gegossen. Es füllt die Form und nimmt dabei deren Konturen an.

  4. Erstarrung und Abkühlung: Nach dem Gießen lässt man das flüssige Aluminium in der Form erstarren und abkühlen, bis es fest wird und die gewünschte Form behält.

  5. Entformung: Nachdem das Aluminium vollständig abgekühlt ist, wird die Form geöffnet, und das fertige Aluminiumgussstück wird herausgenommen.

Modellbau mit CNC Fräse für Aluminiumguss

Das Aluminiumguss Verfahren

Wie entstehen Aluminium Skulpturen, Fassadenelemente und Bauteile?
Für eine Aluminiumgießerei gibt es mehrere Gussverfahren, die sich für die Verarbeitung von Aluminium eignen. Die Auswahl hängt von verschiedenen Faktoren wie dem gewünschten Endprodukt, den geometrischen Anforderungen, der Stückzahl und wirtschaftlichen Überlegungen ab. Hier sind einige der gängigsten Gussverfahren für Aluminium:

  1. Sandguss (Sand Casting): Dies ist eine der ältesten Gießtechniken und wird für einfache bis komplexe Formen verwendet. Sandguss ist kostengünstig und eignet sich gut für Prototypen und Kleinserien.

  2. Das Wachsausschmelz-Verfahren, auch als Investment Casting oder Präzisionsguss bekannt, kann auch für Aluminium angewendet werden. Dieses Verfahren ermöglicht die Herstellung hochpräziser und detaillierter Aluminiumteile.

  3. Kokillenguss (Die Casting): Dieses Verfahren wird für die Massenproduktion von Aluminiumteilen mit hoher Präzision verwendet. Aluminium wird in eine dauerhafte Form (Kokille) gegossen, die unter Druck geschlossen wird. Die Abkühlzeit ist kurz, was zu schnellen Produktionszyklen führt.

  4. Druckguss (Pressure Die Casting): Ähnlich wie beim Kokillenguss, jedoch wird der Schmelzstoff unter Druck in die Form eingespritzt. Dies ermöglicht die Herstellung von Teilen mit dünnen Wänden, engen Toleranzen und hoher Oberflächenqualität.

  5. Investitionsguss (Investment Casting): Dieses Präzisionsgussverfahren eignet sich für komplexe Teile mit feinen Details. Es verwendet verlorene Wachsformen, um hochdetaillierte Aluminiumteile herzustellen.

  6. Niederdruckguss (Low-Pressure Die Casting): Hier wird Aluminium in eine Form gegossen, die mit geringem Druck beaufschlagt wird. Dieses Verfahren eignet sich gut für große und komplexe Teile.

  7. Schwerkraftguss (Gravity Die Casting): Bei diesem Verfahren wird das flüssige Aluminium in eine Form gegossen, die nur durch die Schwerkraft gefüllt wird. Es eignet sich für größere Teile mit weniger komplexen Geometrien im Vergleich zu anderen Druckgussverfahren.

  8. Vakuumguss: Das Vakuumgussverfahren, auch als Vakuumdruckguss oder Vakuum-Druckgießen bezeichnet, ist eine Form des Druckgusses, bei dem der Gussprozess unter einem Vakuum durchgeführt wird.

Vorteile für die Wahl von Aluminium im Guss

Was sind die Besonderheiten von Aluminium?
Aluminium bietet im Vergleich zu anderen Metallen herausragende Vorteile für die Nachbearbeitung. Die Leichtigkeit, gute Bearbeitbarkeit und hervorragenden Gießeigenschaften ermöglichen es Ingenieuren, Künstlern, Designern und Architekten, ein breites Spektrum von Kunstwerken und Bauteilen zu schaffen.

  1. Leichtgewicht: Aluminium ist ein Leichtmetall, was die Handhabung und den Transport erleichtert. Dies spielt besonders bei großen Teilen oder Baugruppen eine Rolle.

  2. Gute Zerspanbarkeit: Aluminiumlegierungen lassen sich gut zerspanen, was bedeutet, dass sie relativ einfach bearbeitet, geschnitten, gefräst und gebohrt werden können. Dies erleichtert die Nachbearbeitung und ermöglicht präzise Formgebung.

  3. Korrosionsbeständigkeit: Aluminium bildet auf der Oberfläche eine dünne Oxidschicht, die es vor Korrosion schützt. Dadurch bleibt das Material auch nach der Bearbeitung widerstandsfähig gegenüber Umwelteinflüssen.

  4. Gute Wärmeleitfähigkeit: Die hohe Wärmeleitfähigkeit von Aluminium ermöglicht eine effiziente Kühlung während des Bearbeitungsprozesses, was die Lebensdauer der Werkzeuge erhöht.

  5. Recyclingfähigkeit: Aluminium ist zu 100% recycelbar, ohne dabei an Qualität zu verlieren. Dies fördert eine nachhaltige Produktion und reduziert den Bedarf an Primäraluminium.

  6. Hohe Festigkeit-Gewicht-Verhältnis: Aluminiumlegierungen bieten eine gute Festigkeit bei relativ geringem Gewicht. Dies ist besonders vorteilhaft in Anwendungen, bei denen das Gewicht eine Rolle spielt, wie beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt.

  7. Formbarkeit: Aluminiumlegierungen sind gut formbar und können durch verschiedene Verfahren wie Pressen, Walzen oder Schmieden in verschiedene Formen gebracht werden. Dies erleichtert die Herstellung komplexer Teile.

  8. Ästhetisches Erscheinungsbild: Aluminium hat eine natürliche, ansprechende Oberfläche und kann leicht eloxiert oder beschichtet werden, um verschiedene optische Effekte zu erzielen. Dies ist besonders wichtig in Branchen wie dem Design von Verbraucherprodukten.

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die Auswahl des besten Materials für die Nachbearbeitung auch von den spezifischen Anforderungen der Anwendung abhängt, einschließlich mechanischer Eigenschaften, Umgebungseinflüssen und Kosten. Aluminiumguss wird in verschiedenen Branchen eingesetzt, darunter der Automobilindustrie, Elektronik, Bauwesen, Luft- und Raumfahrt, Kunst & Design sowie viele andere.

Nachhaltigkeit und Gesundheit

Aluminium ist nicht nur vielseitig, sondern auch nachhaltig. Die Wiederverwertbarkeit des Materials trägt zur Schonung der Umwelt bei. Darüber hinaus ist Aluminium gesundheitlich unbedenklich und wird in verschiedenen Branchen, von der Lebensmitteltechnologie bis zur Medizin, geschätzt.

Aluminiumguss Gussprozess
Aluminiumguss Modell

Typische Probleme des Aluminiumguss

Eine Aluminiumgießerei muss präzise Prozesse einhalten, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Hierbei spielt Erfahrung und Fachkenntnis eine entscheidende Rolle. Beim Aluminiumguss können verschiedene typische Probleme auftreten, die die Qualität der gegossenen Teile beeinträchtigen können:

  1. Porosität: Porosität tritt auf, wenn während des Gießprozesses Gasblasen in die Aluminiumlegierung eingeschlossen werden. Dies kann die mechanischen Eigenschaften des gegossenen Teils beeinträchtigen.

  2. Oxidation: Aluminium reagiert leicht mit Sauerstoff, was zu Oxidation führen kann. Oxidschichten auf der Oberfläche des geschmolzenen Metalls können in das gegossene Teil eingebunden werden und die mechanischen Eigenschaften beeinträchtigen.

  3. Einschlüsse: Fremdmaterialien, wie Schlacke oder andere Verunreinigungen, können in die Gussform gelangen und zu Einschlüssen im gegossenen Teil führen. Dies kann die Festigkeit des Teils beeinträchtigen.

  4. Schwindung: Beim Abkühlen des geschmolzenen Aluminiums kann es zu Schwindung kommen, was zu Maßabweichungen im Endprodukt führen kann.

  5. Kaltverfestigung: Dies tritt auf, wenn das gegossene Aluminium zu schnell abgekühlt wird, was zu einer erhöhten Härte und sprödem Verhalten führen kann.

  6. Gießartefakte: Unebenheiten, Kratzer oder andere Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche des gegossenen Teils können durch Gussformprobleme oder schlechte Gießpraktiken verursacht werden.

  7. Unzureichende Füllung der Form: Wenn die Form nicht vollständig gefüllt wird, können Hohlräume oder unvollständige Teile entstehen.

  8. Hitzeeinflusszonen: Unzureichende Kühlung kann zu Hitzeeinflusszonen führen, die die Mikrostruktur und somit die Festigkeit des Materials beeinträchtigen können.

Obwohl Aluminiumguss viele Vorteile bietet, sind bestimmte Herausforderungen zu bewältigen. Dazu gehören die Kontrolle der Gießtemperatur, die Vermeidung von Lufteinschlüssen und die richtige Legierungsauswahl. Als Aluminiumgießerei setzen wir fortlaufend auf innovative Technologien, um diese Probleme zu minimieren, und die Gussprozessparameter genau zu kontrollieren, die Reinheit der Schmelze sicherzustellen, geeignete Gießformen zu verwenden und sorgfältige Nachbearbeitung und Inspektion durchzuführen.

Profitieren Sie von unserer generationsübergreifenden Erfahrung in der Herstellung exzellenter Skulpturen, Bauteile und Produkte aus Aluminium.

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