Das traditionelle Gussverfahren steht vor großen Herausforderungen und benötigt dringend einen Durchbruch für die Branchenentwicklung.

Beim traditionellen Sandgussverfahren ist die Holzmodellierung die gängigste Produktionsmethode. Die Industrie steht jedoch seit Langem vor vielfältigen Herausforderungen bei Gussteilen mit komplexen Strukturen, ungleichmäßiger Wandstärke und gekrümmten Oberflächen.

Die Herstellung von Gussformen mit komplexen, gekrümmten Oberflächen stellt eine zentrale Herausforderung dar. Bei Gussteilen mit solchen Oberflächen beruht die Formenherstellung häufig auf den manuellen Fertigkeiten von Modellbauern im Meißeln und Hobeln. Dies erschwert nicht nur die Bearbeitung erheblich, sondern beeinträchtigt auch die Präzision der Form und somit die Qualität der nachfolgenden Gussteile. Zudem müssen komplexe Formen zur separaten Bearbeitung in mehrere einfache Strukturen zerlegt und anschließend zusammengefügt werden. An den Verbindungsstellen entstehen häufig Spalten, die nicht nur die Maßgenauigkeit der Gussteile beeinträchtigen, sondern auch die Gesamtfestigkeit der Form verringern und deren Lebensdauer verkürzen.

Kosten- und Effizienzaspekte spielen ebenfalls eine wichtige Rolle. Die Herstellung komplexer Gussteile erfordert in der Regel externe Formen und mehrere Kernsätze. Die große Anzahl an Formen und der lange Fertigungszyklus führen zu hohen Produktionskosten. Hinzu kommt, dass das traditionelle Gieß- und Formverfahren aufwendig ist und die Kernmontage schwierig gestaltet wird. Dies führt nicht nur zu einem hohen Arbeitsaufwand, sondern hält auch die Produktionseffizienz gering, wodurch es schwierig wird, die Anforderungen der modernen Fertigung an eine effiziente Produktion zu erfüllen.

Der 3D-Druck markiert einen bedeutenden Durchbruch und verändert die Logik der Gussproduktion.

Die tiefgreifende Anwendung der 3D-Drucktechnologie hat die traditionelle Gießereiindustrie grundlegend verändert und das Transformationsziel erreicht, Komplexität zu reduzieren und Qualität und Effizienz in der Gießereifertigung zu verbessern. Sie fördert die umfassende Modernisierung der Gießereiproduktion hin zu Digitalisierung, intelligenter Technologie und Nachhaltigkeit, wobei sich ihre Kernvorteile in vielfältiger Weise zeigen.

Das integrierte Konstruktions- und Fertigungsmodell vereinfacht den Prozess erheblich. Die 3D-Drucktechnologie, die direkt auf CAD-Modellen basiert, kann Formen oder Sandformen (Kerne) direkt aus 3D-Grafiken drucken. Dadurch entfallen die umständlichen Zwischenschritte traditioneller Verfahren vollständig, eine nahtlose Verbindung zwischen Konstruktion und Fertigung wird realisiert und die Einfachheit und Kontinuität des Produktionsprozesses deutlich verbessert.

Die Überwindung der Komplexitätsgrenzen ist zu einem zentralen Wettbewerbsvorteil geworden. Anders als herkömmliche Verfahren lässt sich die 3D-Drucktechnologie nicht durch die Komplexität der Bauteile beeinträchtigen. Selbst komplexe Gussstrukturen können in einfache 2D-Konturen zerlegt und Schicht für Schicht aufeinandergesetzt werden. Je komplexer die Gussstruktur, desto mehr Arbeitsschritte wie Trennen und Montieren werden durch die 3D-Drucktechnologie eingespart, und desto deutlicher werden ihre Vorteile.

Die schnellen und effizienten Eigenschaften beschleunigen die Produktiteration. Der 3D-Druck benötigt keine Werkzeuge, Vorrichtungen oder Spezialformen wie in der traditionellen Fertigung und zeichnet sich durch hohe Flexibilität aus. Anpassungen der Produktstruktur lassen sich schnell und einfach durch Modifizierung des 3D-Modells realisieren. Dies verkürzt den Produktentwicklungs- und Produktionszyklus erheblich und unterstützt Unternehmen optimal bei der Nutzung von Marktchancen.

Präzision und Umweltschutz werden doppelt verbessert. Im Bereich der Formenherstellung kann der 3D-Druck traditionelle Holzmodelle durch einteilig geformte Kunststoffformen ersetzen oder Wachsmodelle für den Feinguss direkt drucken und sogar Sandformen oder Sandkerne direkt herstellen, wodurch die Präzision von Formen und Gussteilen deutlich verbessert wird. Gleichzeitig hat diese Technologie die Transformation der Produktion hin zu einer menschenorientierten, umweltfreundlichen und intelligenten Fertigung ermöglicht. Sie verbessert nicht nur das Arbeitsumfeld in der Gießerei erheblich und reduziert die körperliche Belastung der Arbeiter, sondern senkt durch den Einsatz von Maschinen auch die Lohnkosten. Als typische digitale Fertigungstechnologie steigert der 3D-Druck zudem den Intelligenzgrad der Gießereiproduktion signifikant und fördert den Sprung der Branche von der traditionellen zur intelligenten Fertigung.

Technologieintegration stärkt die Position und läutet eine neue Zukunft für die Gießereiindustrie ein.