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Sandguss

Sandguss

Praxisnahe Informationen für Konstrukteure zu Werkstoffen mit exakten Werkstoffnummern, Toleranzen, Designrichtlinien und wirtschaftlicher Auslegung von Sandgussbauteilen für kleine bis mittlere Serien und größere Bauteile.

Wichtiger Hinweis

Die nachfolgenden Angaben sind technische Richtwerte zur Erstorientierung. Die tatsächlich erreichbaren Werte hängen beim Sandguss stark von Werkstoff, Formstoff, Kernkonzept, Gießsystem, Speisung, Wandstärke, Schwindung, Wärmebehandlung und Prüfanforderungen ab.

1. Einordnung des Verfahrens

Sandguss ist ein sehr flexibles Gießverfahren für große bis mittlere Bauteile sowie für kleine bis mittlere Stückzahlen. Das Verfahren eignet sich besonders dann, wenn hohe geometrische Freiheit, robuste Bauteile, große Abmessungen oder ein wirtschaftlicher Werkzeugeinstieg gefragt sind.

Im Vergleich zu Feinguss oder Druckguss ist Sandguss gröber, dafür aber oft wirtschaftlicher bei größeren Teilen, schwereren Querschnitten und niedrigeren Mengen.

Besonders geeignet für

  • große und schwere Bauteile
  • kleine bis mittlere Serien
  • Gehäuse, Maschinenbetten, Pumpengehäuse, Ventilkörper, Träger
  • Werkstoffe mit guter Gießbarkeit
  • Bauteile mit Kernen, Hohlräumen und robusten Querschnitten

Weniger geeignet für

  • sehr feine filigrane Kleinbauteile mit hohen optischen Anforderungen
  • sehr hohe Serien mit hohem Automatisierungsgrad, wo Druckguss sinnvoller ist
  • Bauteile mit generell sehr engen Toleranzen ohne Nachbearbeitung
  • extrem dünnwandige Geometrien mit sehr feinen Details

2. Typische Werkstoffe mit exakten Werkstoffnummern

Die folgende Übersicht nennt typische Sandguss Werkstoffe mit konkreten Bezeichnungen und Materialnummern.

Werkstoffgruppe Exakte Bezeichnung Werkstoffnummer Typische Vorteile Konstruktive Hinweise
Grauguss EN-GJL-200 5.1300 gute Dämpfung, gute Zerspanbarkeit, wirtschaftlich typisch für Gehäuse, Betten, Deckel und allgemeine Maschinenteile
Grauguss EN-GJL-250 5.1301 höhere Festigkeit als EN-GJL-200, gute Gießbarkeit sehr verbreitet für Maschinenbau und Gehäuseteile
Sphäroguss EN-GJS-400-15 5.3106 gute Duktilität und Zähigkeit geeignet für funktionskritischere Bauteile mit Zähigkeitsbedarf
Sphäroguss EN-GJS-500-7 5.3200 gutes Verhältnis aus Festigkeit und Duktilität oft eingesetzt für technische Struktur und Maschinenteile
Sphäroguss EN-GJS-600-3 5.3201 höhere Festigkeit für stärker belastete Gussteile, Auslegung auf Kerbempfindlichkeit prüfen
Aluminium Sandguss EN AC-42000 / EN AC-AlSi7Mg EN AC-42000 gute Gießbarkeit und gute allgemeine Eigenschaften bewährte Al Sandgusslegierung für allgemeine technische Teile
Aluminium Sandguss EN AC-42100 / EN AC-AlSi7Mg0,3 EN AC-42100 sehr verbreitet, gute Kombination aus Gießbarkeit und mechanischen Werten oft interessant, wenn Wärmebehandlung und mechanische Performance wichtig sind
Aluminium Sandguss EN AC-42200 / EN AC-AlSi7Mg0,6 EN AC-42200 höher legierte Variante innerhalb der AlSi7Mg Gruppe Legierungswahl mit Lieferant und Wärmebehandlung abstimmen
Gussstahl GP240GH 1.0619 typischer unlegierter Gussstahl für belastbare Teile Bearbeitungszugaben und Wärmebehandlung früh berücksichtigen
Gussstahl G20Mn5 1.6220 zäher Stahlguss für technische Anwendungen für tragende oder zähigkeitsrelevante Teile interessant
Guss Edelstahl GX5CrNi19-10 1.4308 korrosionsbeständiger austenitischer Edelstahlguss typisch für Armaturen, allgemeine korrosive Umgebungen und technische Gehäuse
Guss Edelstahl GX5CrNiMo19-11-2 1.4408 bessere Korrosionsbeständigkeit durch Mo Zusatz interessant für chemische, maritime und medienführende Anwendungen

3. Typische Toleranzbereiche

Toleranz Tabelle

Sandguss ist kein Feinpräzisionsverfahren. Kritische Maße, Dichtflächen, Lagerstellen oder präzise Anschlüsse müssen meist gezielt nachbearbeitet werden.

Merkmal Typischer Richtwert Hinweis
allgemeine lineare Maße gröber als bei Feinguss oder Druckguss stark abhängig von Bauteilgröße, Werkstoff und Formkonzept
Wandstärken robuste Querschnitte bevorzugt sehr dünne Bereiche erhöhen Füll und Verzugrisiko
Bohrungen und Öffnungen mit Kernen und Formelementen darstellbar präzise Sitze und Passungen meist nachbearbeiten
Ebenheit und Form geometrieabhängig große flache Flächen und asymmetrische Massenverteilung sind kritisch
Oberflächen typisch rauer als Feinguss oder Druckguss für optische Flächen oder Dichtflächen zusätzliche Bearbeitung vorsehen

Wichtige Konstruktionsregel

Sandguss sollte funktionsgerecht und nicht übergenau spezifiziert werden. Kritische Maße und Flächen müssen gezielt definiert werden, der Rest sollte prozessgerecht ausgelegt sein.

4. Designrichtlinien für Sandguss

Gleichmäßige Wandstärken

Gleichmäßige Wandstärken verbessern Formfüllung und Erstarrung. Zu starke Wandstärkensprünge erhöhen das Risiko für Lunker, Verzug und Maßstreuung.

Radien und Übergänge

Sandgussgerechte Radien sind sehr wichtig. Abrupte Querschnittswechsel und scharfe Kanten sind ungünstig für Gießbarkeit und Bauteilqualität.

Kerne und Hohlräume

Kerne erlauben komplexe Innengeometrien, verursachen aber zusätzlichen Aufwand und Toleranzrisiko. Innenkonturen sollten funktional sinnvoll, aber nicht unnötig kompliziert gestaltet werden.

Bearbeitungszugaben

Funktionsflächen, Dichtflächen, Flanschbilder, Lagerstellen und Passsitze sollten konstruktiv als bearbeitete Flächen gedacht werden. Dadurch steigt die Prozesssicherheit deutlich.

Speisung und Erstarrung

Die Bauteilgeometrie beeinflusst direkt, ob Speiser und Gießsystem sauber funktionieren. Massive Hot Spots sollten vermieden oder konstruktiv entschärft werden.

Trennebene

Schon in der frühen Konstruktion sollte an die Trennebene gedacht werden. Eine günstige Teilung reduziert Formaufwand, Kernbedarf und Nacharbeit.

5. Typische Konstruktionsfehler

  • zu starke Massesprünge innerhalb eines Bauteils
  • zu dünne Wandbereiche für einen robusten Sandgussprozess
  • scharfe Übergänge statt gießgerechter Radien
  • fehlende Bearbeitungszugaben auf kritischen Funktionsflächen
  • unnötig enge Toleranzen auf nicht funktionskritischen Merkmalen
  • Innengeometrien mit zu hohem Kernaufwand ohne funktionale Notwendigkeit
  • große plane Flächen ohne konstruktive Versteifung
  • Werkstoffwahl ohne Berücksichtigung von Gießbarkeit, Zerspanbarkeit und Einsatzumgebung

6. Wirtschaftliche Auslegung

Sandguss ist besonders wirtschaftlich bei größeren Bauteilen, kleineren Serien und dort, wo geometrische Freiheit wichtiger ist als höchste Präzision im Rohzustand. Für sehr große Serien oder sehr feine Geometrien können andere Verfahren besser geeignet sein.

Wirtschaftlich günstig

  • große bis mittlere Bauteile
  • kleine bis mittlere Losgrößen
  • robuste Geometrien mit Kernen und Hohlräumen
  • gezielte Nachbearbeitung nur auf Funktionsflächen

Kostentreiber

  • unnötig hohe Präzisionsanforderungen am Rohgussteil
  • aufwendige Kernpakete
  • ungünstige Masseschwerpunkte und Speiserprobleme
  • sehr hohe Nachbearbeitungsanteile
  • Werkstoffe oder Geometrien mit erhöhtem Ausschussrisiko

Sandgussteil prüfen lassen

Wenn Sie ein Sandgussbauteil konstruktiv prüfen lassen möchten, unterstützen wir Sie gerne bei Werkstoffwahl, Gießgerechtigkeit, Bearbeitungszugaben und wirtschaftlicher Auslegung.

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Moulage au sable

Moulage au sable

Informations pratiques pour les concepteurs sur les matériaux avec numéros de matériau exacts, les tolérances, les directives de conception et l’optimisation économique des pièces moulées au sable pour petites et moyennes séries ainsi que pour les pièces plus grandes.

Remarque importante

Les indications suivantes sont des valeurs techniques d’orientation. Les valeurs réellement atteignables en moulage au sable dépendent fortement du matériau, du sable, du concept de noyaux, du système de coulée, de l’alimentation, des épaisseurs, du retrait, du traitement thermique et des exigences de contrôle.

1. Positionnement du procédé

Le moulage au sable est un procédé très flexible pour des pièces de taille moyenne à grande ainsi que pour de petites à moyennes séries. Il convient particulièrement lorsque la liberté de forme, des pièces robustes, de grandes dimensions ou un coût d’outillage modéré sont recherchés.

Par rapport à la fonderie de précision ou à la fonderie sous pression, le moulage au sable est plus grossier, mais souvent plus économique pour les pièces plus grandes, les sections plus lourdes et les volumes plus faibles.

Particulièrement adapté pour

  • pièces grandes et lourdes
  • petites et moyennes séries
  • carters, bâtis de machines, corps de pompe, corps de vanne, supports
  • matériaux présentant une bonne coulabilité
  • pièces avec noyaux, cavités internes et sections robustes

Moins adapté pour

  • très petites pièces fines avec exigences esthétiques élevées
  • très grandes séries où la fonderie sous pression est plus pertinente
  • pièces demandant partout des tolérances très serrées sans reprise
  • géométries extrêmement fines et très minces

2. Matériaux typiques avec numéros exacts

Le tableau suivant indique des matériaux typiques de moulage au sable avec désignations précises et numéros de matériau.

Famille de matériaux Désignation exacte Numéro matériau Avantages typiques Indications de conception
Fonte grise EN-GJL-200 5.1300 bonne capacité d’amortissement, bonne usinabilité, économique typique pour carters, bâtis, couvercles et pièces mécaniques générales
Fonte grise EN-GJL-250 5.1301 résistance plus élevée que EN-GJL-200, bonne coulabilité très répandue en construction mécanique et pour pièces de carter
Fonte sphéroïdale EN-GJS-400-15 5.3106 bonne ductilité et ténacité adaptée aux pièces techniques avec besoin de ténacité
Fonte sphéroïdale EN-GJS-500-7 5.3200 bon compromis entre résistance et ductilité souvent utilisée pour pièces de structure et de machine
Fonte sphéroïdale EN-GJS-600-3 5.3201 résistance plus élevée pour pièces plus sollicitées, vérifier la sensibilité aux entailles
Aluminium moulé au sable EN AC-42000 / EN AC-AlSi7Mg EN AC-42000 bonne coulabilité et bonnes propriétés générales alliage éprouvé pour pièces techniques générales
Aluminium moulé au sable EN AC-42100 / EN AC-AlSi7Mg0,3 EN AC-42100 très répandu, bon équilibre entre coulabilité et propriétés mécaniques souvent intéressant si le traitement thermique et la performance mécanique sont importants
Aluminium moulé au sable EN AC-42200 / EN AC-AlSi7Mg0,6 EN AC-42200 variante plus alliée dans la famille AlSi7Mg choix d’alliage à coordonner avec le fournisseur et le traitement thermique
Acier moulé GP240GH 1.0619 acier moulé non allié typique pour pièces résistantes prévoir tôt surépaisseurs d’usinage et traitement thermique
Acier moulé G20Mn5 1.6220 acier moulé tenace pour applications techniques intéressant pour pièces porteuses ou à besoin de ténacité
Acier inoxydable moulé GX5CrNi19-10 1.4308 acier inoxydable austénitique moulé résistant à la corrosion typique pour robinetterie et environnements corrosifs
Acier inoxydable moulé GX5CrNiMo19-11-2 1.4408 meilleure résistance à la corrosion grâce au Mo intéressant pour applications chimiques, marines et fluidiques

3. Tolérances typiques

Tableau des tolérances

Le moulage au sable n’est pas un procédé de précision fine. Les dimensions critiques, surfaces d’étanchéité, portées ou raccordements précis doivent généralement être repris.

Caractéristique Valeur indicative typique Remarque
dimensions linéaires générales plus grossières que la fonderie de précision ou sous pression dépend fortement de la taille, du matériau et du concept de moule
épaisseurs sections robustes à privilégier les zones très fines augmentent le risque de remplissage insuffisant et de déformation
perçages et ouvertures réalisables avec noyaux et éléments de moule les ajustements précis sont généralement repris
planéité et forme dépend de la géométrie les grandes surfaces planes et la répartition asymétrique des masses sont critiques
surfaces typiquement plus rugueuses que la fonderie de précision ou sous pression prévoir une reprise supplémentaire pour surfaces visuelles ou d’étanchéité

Règle importante de conception

Le moulage au sable doit être spécifié selon la fonction et non avec une précision excessive. Les dimensions et surfaces critiques doivent être définies de manière ciblée, le reste doit rester adapté au procédé.

4. Directives de conception pour le moulage au sable

Épaisseurs régulières

Des épaisseurs régulières améliorent le remplissage et la solidification. De fortes variations augmentent le risque de retassures, de déformation et de dispersion dimensionnelle.

Rayons et transitions

Des rayons adaptés au moulage au sable sont essentiels. Les changements de section brusques et les arêtes vives sont défavorables à la coulabilité et à la qualité de la pièce.

Noyaux et cavités

Les noyaux permettent des géométries internes complexes, mais ajoutent coût et risque de tolérance. Les formes intérieures doivent rester fonctionnelles sans complexité inutile.

Surépaisseurs d’usinage

Les surfaces fonctionnelles, plans d’étanchéité, trous de bride, portées et ajustements doivent être envisagés comme surfaces usinées. Cela augmente nettement la sécurité du procédé.

Alimentation et solidification

La géométrie de la pièce influence directement le bon fonctionnement des masselottes et du système de coulée. Les points chauds massifs doivent être évités ou réduits par la conception.

Plan de joint

Le plan de joint doit être pris en compte très tôt. Une séparation favorable réduit la complexité du moule, le besoin de noyaux et la reprise ultérieure.

5. Erreurs de conception typiques

  • variations de masse trop importantes dans une même pièce
  • zones trop fines pour un process robuste de moulage au sable
  • transitions vives au lieu de rayons adaptés
  • absence de surépaisseurs sur les surfaces fonctionnelles critiques
  • tolérances inutilement serrées sur des critères non fonctionnels
  • géométries internes avec trop de noyaux sans nécessité fonctionnelle
  • grandes surfaces planes sans raidissement
  • choix matière sans tenir compte de la coulabilité, de l’usinabilité et de l’environnement d’usage

6. Optimisation économique

Le moulage au sable est particulièrement économique pour les pièces plus grandes, les séries plus faibles et les cas où la liberté de forme est plus importante que la précision maximale à l’état brut. Pour les très grandes séries ou les géométries très fines, d’autres procédés peuvent être plus adaptés.

Économiquement favorable

  • pièces moyennes à grandes
  • petits à moyens volumes
  • géométries robustes avec noyaux et cavités
  • usinage ciblé uniquement sur surfaces fonctionnelles

Facteurs de coût

  • exigences de précision excessives sur la pièce brute
  • paquets de noyaux complexes
  • répartition de masse défavorable et problèmes d’alimentation
  • forte part d’usinage
  • matériaux ou géométries augmentant le risque de rebut

Faire analyser une pièce moulée au sable

Si vous souhaitez faire vérifier une pièce moulée au sable, nous vous accompagnons volontiers pour le choix matière, la conception adaptée à la fonderie, les surépaisseurs d’usinage et l’optimisation économique.

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Fusione in sabbia

Fusione in sabbia

Informazioni pratiche per progettisti su materiali con numeri di materiale esatti, tolleranze, linee guida di design e impostazione economica di componenti in fusione in sabbia per piccole e medie serie e per pezzi di dimensioni maggiori.

Avvertenza importante

Le indicazioni seguenti sono valori tecnici orientativi. I valori realmente raggiungibili nella fusione in sabbia dipendono fortemente da materiale, sabbia, concetto dei nuclei, sistema di colata, alimentazione, spessori, ritiro, trattamento termico e requisiti di controllo.

1. Inquadramento del processo

La fusione in sabbia è un processo molto flessibile per componenti medi e grandi e per piccole o medie serie. È particolarmente adatta quando servono libertà geometrica, pezzi robusti, grandi dimensioni oppure un investimento iniziale nello stampo relativamente contenuto.

Rispetto a microfusione o pressofusione, la fusione in sabbia è più grezza, ma spesso più economica per pezzi più grandi, sezioni più pesanti e volumi inferiori.

Particolarmente adatta per

  • componenti grandi e pesanti
  • piccole e medie serie
  • carter, basamenti macchina, corpi pompa, corpi valvola, supporti
  • materiali con buona colabilità
  • componenti con nuclei, cavità interne e sezioni robuste

Meno adatta per

  • piccolissimi pezzi fini con elevate esigenze estetiche
  • grandissime serie dove la pressofusione è più adatta
  • componenti che richiedono tolleranze molto strette ovunque senza post lavorazione
  • geometrie estremamente sottili e molto fini

2. Materiali tipici con numeri esatti

La seguente panoramica indica materiali tipici per fusione in sabbia con designazioni precise e numeri di materiale.

Famiglia di materiali Designazione esatta Numero materiale Vantaggi tipici Indicazioni progettuali
Ghisa grigia EN-GJL-200 5.1300 buona capacità di smorzamento, buona lavorabilità, economica tipica per carter, basamenti, coperchi e parti meccaniche generali
Ghisa grigia EN-GJL-250 5.1301 resistenza maggiore di EN-GJL-200, buona colabilità molto diffusa nella costruzione meccanica e per parti di carter
Ghisa sferoidale EN-GJS-400-15 5.3106 buona duttilità e tenacità adatta a componenti tecnici con esigenza di tenacità
Ghisa sferoidale EN-GJS-500-7 5.3200 buon equilibrio tra resistenza e duttilità spesso usata per componenti strutturali e macchine
Ghisa sferoidale EN-GJS-600-3 5.3201 resistenza più elevata per pezzi maggiormente sollecitati, verificare sensibilità all’intaglio
Alluminio fusione in sabbia EN AC-42000 / EN AC-AlSi7Mg EN AC-42000 buona colabilità e buone proprietà generali lega collaudata per componenti tecnici generali
Alluminio fusione in sabbia EN AC-42100 / EN AC-AlSi7Mg0,3 EN AC-42100 molto diffusa, buon equilibrio tra colabilità e prestazioni meccaniche spesso interessante quando trattamento termico e performance meccanica sono importanti
Alluminio fusione in sabbia EN AC-42200 / EN AC-AlSi7Mg0,6 EN AC-42200 variante più legata nel gruppo AlSi7Mg scelta della lega da coordinare con fornitore e trattamento termico
Acciaio colato GP240GH 1.0619 tipico acciaio colato non legato per pezzi resistenti prevedere presto sovrametalli e trattamento termico
Acciaio colato G20Mn5 1.6220 acciaio colato tenace per applicazioni tecniche interessante per pezzi portanti o con requisiti di tenacità
Acciaio inox colato GX5CrNi19-10 1.4308 acciaio inox austenitico colato resistente alla corrosione tipico per valvole e ambienti corrosivi
Acciaio inox colato GX5CrNiMo19-11-2 1.4408 migliore resistenza alla corrosione grazie al Mo interessante per applicazioni chimiche, marine e fluidiche

3. Campi di tolleranza tipici

Tabella tolleranze

La fusione in sabbia non è un processo di precisione fine. Quote critiche, superfici di tenuta, sedi o connessioni precise devono generalmente essere post lavorate.

Caratteristica Valore indicativo tipico Nota
dimensioni lineari generali più grossolane rispetto a microfusione o pressofusione dipendono fortemente da dimensione, materiale e concetto dello stampo
spessori preferibili sezioni robuste zone molto sottili aumentano rischio di mancato riempimento e deformazioni
fori e aperture realizzabili con nuclei ed elementi di forma accoppiamenti precisi normalmente da post lavorare
planarità e forma dipendono dalla geometria ampie superfici piane e distribuzione asimmetrica della massa sono critiche
superfici tipicamente più ruvide di microfusione o pressofusione prevedere lavorazioni aggiuntive per superfici estetiche o di tenuta

Regola importante di progettazione

La fusione in sabbia dovrebbe essere specificata in funzione della prestazione e non con precisione eccessiva. Quote e superfici critiche vanno definite in modo mirato, il resto deve rimanere compatibile con il processo.

4. Linee guida di design per fusione in sabbia

Spessori uniformi

Spessori uniformi migliorano riempimento e solidificazione. Forti variazioni aumentano rischio di cavità, deformazioni e dispersione dimensionale.

Raggi e transizioni

Raggi adatti alla fusione in sabbia sono fondamentali. Variazioni brusche di sezione e spigoli vivi sono sfavorevoli alla colabilità e alla qualità del pezzo.

Nuclei e cavità

I nuclei consentono geometrie interne complesse, ma aumentano costo e rischio di tolleranza. Le forme interne dovrebbero restare funzionali senza complessità inutile.

Sovrametalli di lavorazione

Superfici funzionali, superfici di tenuta, forature di flange, sedi e accoppiamenti dovrebbero essere pensati come superfici lavorate. Ciò aumenta nettamente la sicurezza del processo.

Alimentazione e solidificazione

La geometria del componente influenza direttamente il corretto funzionamento di materozze e sistema di colata. Zone massicce calde dovrebbero essere evitate o ridotte dal punto di vista costruttivo.

Piano di divisione

Il piano di divisione dovrebbe essere considerato già nelle prime fasi. Una divisione favorevole riduce complessità dello stampo, fabbisogno di nuclei e post lavorazione.

5. Errori progettuali tipici

  • variazioni di massa troppo forti nello stesso componente
  • zone troppo sottili per un processo robusto di fusione in sabbia
  • transizioni vive invece di raggi adatti alla fusione
  • assenza di sovrametalli sulle superfici funzionali critiche
  • tolleranze inutilmente strette su caratteristiche non funzionali
  • geometrie interne con troppi nuclei senza necessità funzionale
  • ampie superfici piane senza irrigidimento
  • scelta del materiale senza considerare colabilità, lavorabilità e ambiente di impiego

6. Impostazione economica

La fusione in sabbia è particolarmente economica per componenti più grandi, serie più piccole e casi in cui la libertà geometrica conta più della massima precisione allo stato grezzo. Per serie molto elevate o geometrie molto fini, altri processi possono essere più adatti.

Economicamente favorevole

  • componenti medi o grandi
  • piccoli o medi volumi
  • geometrie robuste con nuclei e cavità
  • lavorazione mirata solo sulle superfici funzionali

Driver di costo

  • requisiti di precisione eccessivi sul getto grezzo
  • pacchetti nuclei complessi
  • distribuzione di massa sfavorevole e problemi di alimentazione
  • alta quota di lavorazione meccanica
  • materiali o geometrie con rischio di scarto elevato

Far verificare un componente in fusione in sabbia

Se desiderate far verificare un componente in fusione in sabbia, possiamo supportarvi su scelta del materiale, progettazione adatta alla fonderia, sovrametalli di lavorazione e impostazione economica.

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