Modellwachse
Modellwachse sind abgestimmte Mischungen aus natürlichen und synthetischen Wachsen, Harzen und – bei gefüllten Wachsen – inerten organischen Füllstoffen. Die Mischung wird auf geringe und reproduzierbare Schwindung, Formstabilität, glatte Oberfläche, ausreichende Festigkeit für die Handhabung, niedrigen Aschegehalt und rückstandsfreies Entwachsen ausgelegt. Gefüllte Wachse verringern Schwindung und Einfall in dicken Querschnitten; ungefüllte lassen sich leichter aufbereiten und werden für Gießsysteme verwendet. Wachs wird in der Gießerei im Kreislauf geführt: aufbereitetes Material meist für das Gießsystem, Neu- oder regeneriertes Wachs für die Modelle.
Spritzen
Wachs kann flüssig, pastös oder halbfest eingespritzt werden. Niedrigere Einspritztemperaturen ergeben weniger Schwindung und bessere Maßhaltigkeit, erfordern jedoch höheren Druck und gute Entlüftung. Die wichtigsten Parameter sind:
- Wachs- und Werkzeugtemperatur;
- Einspritzdruck und Fließgeschwindigkeit;
- Nachdruckzeit, die die Schwindung ausgleicht;
- Kühlzeit vor dem Auswerfen und Trennmittelauftrag.
Als Anhaltswert werden Modellwachse je nach pastöser oder flüssiger Verarbeitung häufig zwischen etwa 45 und 70 °C eingespritzt. Die Parameter werden je Werkzeug ermittelt und dokumentiert, damit sie reproduzierbar sind.
Werkzeugkonstruktion
Die Kavität ist um die Summe aus Wachsschwindung, Ausdehnung und Schwindung der Schale und Schwindung der Legierung größer als das Fertigteil. Dieses Schwindmaß hängt von Legierung, Wanddicke und dem Grad der Schwindungsbehinderung durch die Schale ab; es liegt insgesamt üblicherweise in der Größenordnung von einem bis zweieinhalb Prozent und wird nach der Vermessung von Erstmustern verfeinert. Eng tolerierte Maße werden deshalb im ersten Werkzeug am besten „stahlsicher“ ausgelegt, sodass sie korrigiert werden können.
Weitere Festlegungen betreffen Trennebene und Lage der Abzeichnungen, Schieber und Losteile für Hinterschnitte, Auswerferpositionen abseits von Funktionsflächen, Entlüftung sowie die Lage der Anschnittanbindung am Modell.
Kerne für Innenkonturen
- Wasserlösliche Kerne werden aus löslichem Wachs gespritzt, mit Modellwachs umspritzt und herausgelöst; es entstehen Hohlräume im Modell, die die Schale ausfüllen kann.
- Keramikkerne werden ins Werkzeug eingelegt und verbleiben beim Gießen in der Schale; sie formen Kanäle, die für eine Schlickerbeschichtung zu eng oder zu lang sind. Nach dem Guss werden sie chemisch oder mechanisch entfernt.
- Gefügte Modelle werden aus getrennt gespritzten Segmenten zusammengesetzt, wenn ein einteiliges Werkzeug unpraktikabel wäre.
Handhabung und Prüfung der Modelle
Wachs schwindet und relaxiert nach dem Auswerfen weiter. Modelle werden daher bei kontrollierter Temperatur gelagert, bei Bedarf auf Richtauflagen abgelegt und erst nach Stabilisierung vermessen. Fehler wie Fließlinien, Einfall, Blasen und Grat werden ausgebessert oder das Modell wird verworfen, denn die Schale bildet jedes Detail ab. Siehe Fehler aus dem Wachsmodell.
Modelle ohne Werkzeug
Für Prototypen und Kleinstserien lassen sich Modelle aus wachsähnlichen oder polymeren Werkstoffen drucken oder aus Wachsblöcken fräsen. Werkzeugkosten und -lieferzeit entfallen, Ausbrennverhalten und Oberflächengüte ändern sich jedoch; siehe Verfahrensvarianten.