Sand im Alltag – Gießereiformen aus Sand
Eine Kindheitserinnerung, die wir wahrscheinlich alle miteinander teilen, ist das Spielen am Sandstrand mit Buddelförmchen. Unvergessen ist die kindliche Faszination darüber, wie der feuchte Sand die unterschiedlichsten Formen annehmen und beibehalten kann.
Dass genau diese besondere Eigenschaft des Sandes auch über die Kindheit hinaus eine extrem wichtige Rolle in unserem Alltag spielt, dürfte hingegen den Wenigsten bewusst sein. Denn – so paradox es klingen mag – mit Formen in bestimmte Strukturen gebrachter Sand ist ein unverzichtbarer Teil in einem wichtigen industriellen Produktionsprozess: Dem Metallguss. Ein gutes Beispiel ist etwa die Fertigung eines Motors. Wie bei zahlreichen anderen Maschinenteilen handelt es sich bei einem Motorblock um eine in höchstem Maße komplexe Metallstruktur. Entsprechend anspruchsvoll gestaltet sich dessen Herstellung. Zum einen ist hier absolute Präzision gefragt – es zählt jeder Zehntel-Millimeter. Zum anderen herrschen beim Umgang mit flüssigen Metallen extrem hohe Temperaturen, die das Material einer jeden Gussform aufs Ärgste beanspruchen.
Genau hier kann der Quarzsand seine speziellen Eigenschaften optimal ausspielen. Eine Gussform aus Sand ist vergleichsweise leicht herzustellen, denn wie uns schon die Buddelkastenerfahrung zeigt, ist Sand einfach und präzise formbar. Beigemengte spezielle Harze oder andere Bindemittel geben dem Sand die notwendige Stabilität und Härte, um als Form für das flüssige Metall dienen zu können. Die dabei vorherrschenden Temperaturen machen dem Quarzsand dank seiner hohen Reinheit und Hitzebeständigkeit ebenfalls wenig aus.
Und auch ein weiterer Aspekt ist von entscheidender Bedeutung. Gerade Hohlkörper wie die besagten Motorblöcke benötigen beim Guss neben einer Außenform auch eine Innenform – die sogenannten Kerne – der die im Inneren ausgesparten Hohlräume vorgibt. Das Problem: Bestünde der Kern aus einem festen Material, würde er in dem geformten Werkstück nach dem Auskühlen des Metalls feststecken und nicht mehr zu entfernen sein. Deswegen kommt zur Kernherstellung ebenfalls Quarzsand und ein Bindemittel zum Einsatz, der nach der thermischen Belastung einfach zerbröselt oder sich mit Wasser verflüssigen und auswaschen lässt.
Der entfernte Sand wird danach gereinigt und kann bei der Herstellung der nächsten Gussform direkt die nächste Verwendung finden. Quarzsand zählt deshalb in der Metall- und Automobilindustrie als enorm wichtiger Werkstoff. Auch wenn unser für Industriekunden speziell aufbereiteter, hochreiner Quarzsand sich deutlich von normalem Strandsand unterscheidet, so lässt sich dennoch eines festhalten: Zumindest im seinem Wesenskern unterscheidet sich selbst der technisch hochanspruchsvolle Metallguss nur wenig vom Spielen mit der Buddelform im Sandkasten.
Motorblöcke und andere komplexe Metallstrukturen zählen zu den anspruchsvollsten Werkstücken im Metallguss. Bildquelle: CM_Foto | Pixabay
Der aus Quarzsand bestehende „Kern“ formt beim Guss komplexer Maschinenteile die im Innern bestehenden Hohlräume.
Selbes Prinzip, andere Anwendung – Die gute Formbarkeit von Sand dürfte zumindest in dieser Form jedem vertraut sein. Bildquelle: ajoheyho | Pixabay
