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2024-08-30T14:06:47Z

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{{Dieser Artikel|behandelt das [[Metallguss]]verfahren. Für Schleuderguss in Beton siehe ''[[Schleuderbeton]]''. }}
'''Schleuderguss''' ist ein [[Gießverfahren]] zur Herstellung von [[Rotationssymmetrie|rotationssymmetrischen]] Bauteilen (z. B. gusseiserne Rohre für Wasser und Abwasser). Hierzu wird flüssiges Metall (Schmelze) oder flüssiger Kunststoff (z. B. Gusspolyamid)<ref>Bottenbruch Ludwig (Hrsg.): ''Technische Thermoplaste. Polyamide''. Hanser, München 1998, ISBN 978-3-4461-6486-4, S. 417–418.</ref> in eine um ihre Mittelachse rotierende Gussform ([[Kokille]]) gefüllt. Durch reibungsbedingte Schubkräfte wird die Schmelze ebenfalls in Rotation versetzt und durch die [[Zentrifugalkraft]] an die Kokillenwand gepresst. Die Drehzahl der Kokille wird so gewählt, dass hohe Zentrifugalkräfte wirken. Verglichen mit statischen Gießverfahren erstarrt die Schmelze auf diese Weise zu einem Gefüge mit wesentlich weniger Poren, [[Lunker]]n, höherem Reinheitsgrad und höherer [[Festigkeit]]. Die Außenkontur des Bauteils wird durch die Innengeometrie der Kokille bestimmt.

== Horizontalguss ==
[[Datei:Schleuderguss Horizontal Kokille.jpg|miniatur|Schleuderguss, horizontale Kokille]]
Beim Horizontalguss wird die Schmelze in eine liegende Kokille eingegossen, die von vorn und hinten mit Deckeln verschlossen ist. Häufig wird die Kokille, die aus Stahl oder Gusseisen besteht, mit einer keramischen Schutzschicht, der sogenannten [[Schlichte (Fertigungstechnik)#Gießereitechnik|Schlichte]], ausgekleidet. Für besonders lange Gussstücke oder den kontinuierlichen Schleuderguss kann dabei die Gießrinne während des Gießprozesses verschoben werden. Die Außenkontur ist hierbei meistens glatt, möglich sind jedoch auch angegossene Bunde, eine leicht konische Kontur oder Absätze. Aufgrund der [[Zentrifugalkraft]] ist die Innenoberfläche zylindrisch glatt. Die Wandstärke ergibt sich aus der Menge der eingegossenen Schmelze. Beim Schleuderguss mit verschiebbarer Gießrinne kann die Wanddicke auch durch die Umdrehungsgeschwindigkeit und die axiale Verschiebung der Gießrinne beeinflusst werden.

Die herstellbaren Abmessungen sind stark vom Werkstoff und weiteren technischen Einschränkungen abhängig. Machbar sind Innendurchmesser ab 20 mm, wirtschaftlich jedoch erst ab 40 mm. Die Wandstärke sollte, werkstoffabhängig, nicht größer als der Innendurchmesser sein. Der Außendurchmesser ist nahezu unbeschränkt, in der Praxis jedoch häufig auf ca. 1200 mm begrenzt. Die Länge richtet sich nach Innendurchmesser und Werkstoff. Sie liegt typischerweise zwischen anderthalb Innendurchmessern und max. 6 Metern.

== Vertikalguss ==
Beim Vertikalguss erfolgt der Guss in einer [[Kokille]], deren Achse vertikal rotiert. Vertikalguss wird hauptsächlich für konische oder kugelförmige Außenkonturen eingesetzt. Die Umdrehungsgeschwindigkeit ist hierbei oft deutlich langsamer als beim Horizontalguss. Dadurch bildet sich an der Innenoberfläche durch die Kombination von Schwerkraft und Zentrifugalkraft eine Parabel aus, deren Form über die Drehzahl angepasst werden kann. Weiterhin kann die Innenkontur über die eingebrachte Materialmenge gesteuert werden.

== Verbundguss beim Schleuderguss ==
[[Datei:Verbundguss.jpg|miniatur|Verbundguss Beispiel: Führungsrollen für Stranggussanlagen]]
Beim [[Verbundguss]] werden mehrere Schichten aus unterschiedlichen Werkstoffen übereinander gegossen, meist während die Erstarrung noch nicht abgeschlossen ist.
Im Horizontalguss können so Produkte erzeugt werden, die unterschiedliche Eigenschaften verschiedener Stähle kombinieren. Im Gegensatz zu aufgeschweißten oder aufgetragenen Schichten kann durch den Verbundguss der Übergang der beiden Werkstoffe in feinen Abstufungen erfolgen. Um eine Schalenbildung beim Erstarren zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn sich in der Grenzschicht zwischen den beiden Metallen eine Legierung bildet.
Der Vorteil des Verbundgusses liegt in der gegenüber klassischen Auftragsverfahren höheren Produktivität und in der Möglichkeit, große Wandstärken der Außenschicht zu erreichen.

== Anwendungsfelder ==
* Rohre
:'''Anwendungen '''
::[[Wasserversorgung]], Abwasserentsorgung
* [[Separator (Verfahrenstechnik)|Dekanter]]
:'''Anwendungen '''
::Pharmazeutische Industrie, Biotechnische Industrie, Klärschlamm- und Lackschlammbehandlung, Kühlemulsionsaufbereitung, Kunststoffrecycling, Lebensmittelindustrie
:'''Bauteile'''
::Konische und zylindrische Trommelmäntel, Schneckenkörper und Schneckenkörperteile, Dichtungsdeckel, Stirnwände, Dichtungsträger, Rohre, Büchsen, Ringe
* Motorenbau
:'''Anwendungen'''
::[[Ventilsteuerung|Ventilsitzringe]] im Ein- und Auslass von Großdieselmotoren. Diese Dieselmotoren kommen als Antriebsaggregate für Schiffe sowie als stationäre Stromgeneratoren zum Einsatz.
:'''Bauteile'''
::Einlassventilsitzringe und Auslassventilsitzringe
* Walzwerke, Hüttenwerke und Stahlwerke
:'''Anwendungen'''
::In [[Stranggießen|Stranggießanlagen]] für: Brammen-, Vorblock-, Beam-Blank- und Knüppelanlagen
:'''Bauteile'''
::Strangführungsrollen für alle Segmente der Stranggießanlagen, mit oder ohne Innenkühlung, in Mono-Guss oder als Verbundausführung („Bi-Metall“).

== Mathematische Beschreibung ==
=== Drehzahl ===
Berechnung der notwendigen Mindest[[drehzahl]] zur Überwindung des [[Erdschwerefeld]]es (''Faustformel nach Hurst''):<ref name="Fritz 2008">{{Literatur | Autor=Alfred Herbert Fritz | Titel=Fertigungstechnik | Verlag=Springer | ISBN=9783540766964 | Jahr=2008| Seiten=75–76|Online = {{Google Buch|BuchID=eC-jiXYXvi8C|Seite=75}}}}</ref>
:<math>n\approx\frac{7200}{\rho\cdot\sqrt{D}}</math>

*<math>n</math>: Drehzahl in min−1
*<math>\rho</math>: [[Dichte]] in g/cm3
*<math>D</math>: Außendurchmesser Gussstück in mm

Man arbeitet aus Gründen der [[Lunker]]-, [[Schlacke (Metallurgie)|Schlackenfreiheit]] und [[Dichte|Verdichtung]] mit Drehzahlen bis zu 4.000/min.

=== Gießdruck ===
Der [[Gießdruck]] wird durch die [[Zentrifugalkraft]] erzeugt und kann nach der ''Formel von Väth'' näherungsweise berechnet werden:<ref name="Fritz 2008"/>

:<math>p\approx\frac{\rho\cdot\omega^2}{3000\cdot g}\cdot\left(R^2-\frac{r^2}{R^2}\right)</math>

*p: Gießdruck in [[Bar (Einheit)|bar]]
*<math>\rho</math>: Dichte in g/cm3
*<math>\omega</math>: [[Winkelgeschwindigkeit]] in [[Radiant (Einheit)|rad]]/s
*g: [[Erdbeschleunigung]] = 981 cm/s2
*R: Außenradius in cm
*r: Innenradius in cm

Der Gießdruck kann (drehzahlabhängig) bis auf 50 bar ansteigen.
Im Vergleich zum [[Sandguss]] entstehen so dichtere, lunker- und einschlussfreiere Guss[[Gefüge (Werkstoffkunde)|gefüge]].

== Andere Anwendungsbereiche ==

Auch in anderen Anwendungsbereichen werden Schleudergussverfahren eingesetzt, z. B. bei der Herstellung von [[Kanalrohr]]en aus Beton (siehe [[Betonrohr]]) und Stahl[[betonmast]]en, etwa als konische Abspannmasten für Straßenbahn[[oberleitung]]en.
Die Firma [[UFIP]] stellt im „rotocasting“ genannten Verfahren [[Becken (Musikinstrument)|Schlagzeugbecken]] her.

== Weblinks ==
* ''[http://www.kuhn-edelstahl.de/schleudergussverfahren.html Schleudergussverfahren].'' Klaus Kuhn Edelstahlgießerei GmbH.
* ''[http://www.lbi.de/sommaire.htm Schleuderguss Verfahren].'' Beispiel von Schleuderguss aus NE-Metall, Edelstahl und Aluminium – LBI
* ''[http://www.gibsoncentritech.co.uk/animation.htm Centrifugal Casting in Action].'' Gibson Centri Tech Limited (Animation, engl.).

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Gießverfahren]]
[[Kategorie:Form- und Gießtechnik]]
[[Kategorie:Kunststoffverarbeitung]]

Schleuderguss - Versionsgeschichte

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