Die Metallgießwerkstatt von Volker Allexi

DIE METALLGIESSWERKSTATT Handbuch und Anleitung zum MetallgieĂ&#x;en von Volker Allexi

INHALTSVERZEICHNIS Vorwort Die Metallgießwerkstatt – Anmerkungen zum Gießen Zur Geschichte Eine Definition Einordnung in die Reihe der Fertigungsverfahren der Metallberufe

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Die Metallgießwerkstatt – Gießen von Beschriftungselementen Gießen von Beschriftungselementen Die Formerei Der Unterkasten Der Oberkasten Modellentnahme Stop Eingusskanäle Ober- und Unterkasten zusammenbringen Der Schmelzprozess Vergießen Auspacken Gussputzen Zum Abschluss

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Abteilungen der Gießerei Die Gießerei im Flussbild Der Modellbau Der Herdguss Der Formsand Gießen mit Kernen Gießen eines Fingerringes Einformen, Kerneinsatz Modellbau Formerei und Ausrüstung Die Arbeiten Kernmacherei Schmelze Auspacken und Gussputzen

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Die Formkästen Beispiel zum Arbeiten mit Holzformkästen Formkästen im Eigenbau (Werkstattskizzen) Merkmale im Umgang mit Formkästen

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Formerwerkzeug Einformen mit geteilten Modellen Arbeitsweise Stop zu Anmerkungen Speiser, Lüftungen und Einguss

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Gießen von Zierspitzen Einformen von einteiligen Gips-, Keramik- oder Glasmodellen Allgemeines Umgang mit kleinen, ungeteilten Modellen Erste Möglichkeit des Einformens Zweite Möglichkeit des Einformens

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Metalle schmelzen Allgemeines Schmelzen von Aluminium über dem Schmiedefeuer Schmelzen von Bronze und Messing im selbstgebauten Schmelzofen Der selbstgebaute Koksschmelzofen

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Feingießen – das Wachsausschmelzverfahren Allgemeines Besuch in der Kunstgießerei

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Der Kokillenguss Freiformen Metallgestalter gießen – Ein kleiner, herausfordernder Auftrag Urformen in der Werkstatt Aufgabenstellung und Hintergrund Entwerfen, Modellbau und Formen

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Einformen eines einfachen Modells mit Hinterschneidungen Einformen von Modellen für Gussstücke ohne ebene Auflage Gießen einer Glocke Formgebung mittels Schablone – Schablonieren Anhang Komplexe Metalle Eisenguss und Eisengusswerkstoffe Bearbeitung von Gussteilen – Gussputzen Sicherheitszubehör Zur technisch-wirtschaftlichen Bedeutung von Gusswerkstoffen Werkpädagogische Stichworte zum Metallgießen Fachbücher und Zubehör Beruf und Ausbildung Zusammenfassung der Giessereiwerkzeuge für unsere Werkstatt Die Erstausrüstung

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ANMERKUNGEN ZUM GIESSEN ZUR GESCHICHTE Als die Menschen vor einigen tausend Jahren beginnen, sich mit Metallen - jenem bunten, glitzernden, verformbaren »Gestein« (Gold und einer Kupferart) näher zu befassen, mögen Zufälle, Neugier und Experimentierfreude eine Rolle gespielt haben. Die Menschen setzen zu jener Zeit mit ihrer Intelligenz, ihrem Wissen und ihren handwerklichen Fertigkeiten vieles von dem um, was sie bisher – in der Steinzeit – in der Bearbeitung und Verarbeitung von Stein, Holz und Knochen schon kannten. Dabei brachten sie erste, erstaunliche Ergebnisse im Umgang mit Metallen zu Stande. Die Metallzeit löst die Steinzeit ab.

Die Archäologen – Altertumsforscher – können aus Ausgrabungsfunden die Anfänge der Metallzeit bis auf etwa 5000 v.Chr. zurückverfolgen. Der Übergang von der Steinzeit auf die Metallzeit erfolgte fließend, also keinesfalls vom einen auf das andere Jahr oder das eine oder andere Jahrzehnt. So gibt es für die Entdeckung der verschiedenen Metalle und ihrer ersten Verarbeitung keine präzisen Jahreszahlen oder Namen, wie wir dies sonst von bedeutenden Erfindungen oder Entdeckungen kennen. In Ländern und Gebieten wie Ägypten, Syrien, Irak, Iran und der Türkei, im Taurusgebirge und dem Kaukasus, in Indien und China verfügten die Menschen, weit eher als in Mitteleuropa, über die Kenntnisse und Fertigkeiten der Metallverarbeitung. Über den Handel mit metallenem Schmuck, Werkzeugen, Geräten und Waffen verbreitete sich das Metallhandwerk und gleichzeitig die Suche nach metallenen Rohstoffen.

Die meisten Metalle kommen unrein als Erze vor. Sie haben steinige, sandige Beimengungen und sind Metallverbindungen mit Sauerstoffen, Kohlenstoffen, Wasserstoffen und Schwefel.

Die Erze haben sich in Gesteinsspalten und Klüften, durch, aus dem Erdinnern aufsteigende Gase und heißes Wasser, abgesetzt und Erzgänge gebildet. Mit Beginn der Metallzeit mussten die Menschen in der Lage sein, Erze aufzulesen oder sie aus dem Boden abzubauen, um die reinen Metalle über so genannte Verhüttungsprozesse – Zerkleinern, Waschen, Trennen, Ausschmelzen – zu gewinnen.

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Man kann davon ausgehen, dass zu Anfang der Metallzeit, zunächst rein vorkommendes Gold und eine Art des rein vorkommenden Kupfers genutzt wurden. Rein vorkommende Metalle bezeichnet man als gediegene Metalle. Die Techniken, Metalle zu bearbeiten, waren regional durchaus unterschiedlich. Frühe Bearbeitungsverfahren waren das Umformen durch Hämmern, das man im kalten Zustand der Metalle als Treiben und im warmen oder glühenden Zustand als Schmieden bezeichnet. Zum Vergießen, dem so genannten Urformen, mussten die Metalle in Tiegeln geschmolzen, also verflüssigt werden. Das flüssige Metall wird in vorbereitete Formen gegossen. Zum Schmelzen sind hohe Temperaturen erforderlich.

Dazu wurden die Schmelzfeuer mittels Blasrohren und Blasebälgen besonders angefacht.

Da man zu Anfang der Metallzeit überwiegend Kupfer verarbeitet, spricht man von dieser Periode als der Kupferzeit. Bald überwog der Werkstoff Bronze. Bronze ist als Legierungsmetall härter als Kupfer. Bronze entsteht wenn Kupfer und Zinn in flüssigem Zustand gemischt – legiert – werden. Bronze lässt sich hervorragend vergießen. Die Bronzezeit kann für Mitteleuropa von 2000 v. Chr bis 850 v. Chr. angenommen werden. Sie wurde von der Eisenzeit abgelöst. Erst da war es gelungen aus Eisenerzen in Rennöfen (Öfen aus Lehm von etwa 60-80 cm Durchmesser und 150 cm Höhe) eine feste, schmiedbare, so genannte Eisenluppe in Kuchengröße zu gewinnen. Flüssiges Eisen gewann man im Mittelalter im 14. Jahrhundert aus dem Hochofen. Ab da erst konnte auch Eisen vergossen werden.

Hier einige Fragen zur Geschichte der Metalle - Was hat die Menschen dazu gebracht sich mit Metallen zu beschäftigen?

- Auf welche Zeit können Altertumsforscher aus Grabungsfunden die Metallzeit zurück verfolgen?

- In welchen Ländern und Gebieten wurde schon vor der Zeit, als man in Mitteleuropa mit Metallen umzugehen begann, mit diesen gearbeitet?

- Wie kamen die Kenntnisse der Metallverarbeitung nach Mitteleuropa?

- Was sind Erze und wo kommen sie vor?

- Welche Metalle wurden zuerst verarbeitet?

- In welchem Zustand lassen sich Metalle vergießen?

- Wie erzeugte man im Feuer hohe Temperaturen zum Metallschmelzen?

- Was ist Bronze?

- Wann ungefähr begann die Eisenzeit in Mitteleuropa?

- Ab wann ungefähr konnte Eisen vergossen werden?

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Keltische, rekonstruierte Bronzegießerei nach den archäologischen Befunden auf dem Mont Beuvray, im Museum von Bibracte in Frankreich (um etwa 100 v.

Chr.). Bildmitte links eine ausglühende Feuerstelle mit Formen, aus denen das Wachs ausgeschmolzen wird. Rechst wird mit zwei Handblasebälgen das Holzkohlefeuer angefacht. Darin steht wohl der Schmelztiegel. Die Gießer arbeiten hockend und kniend. Auf dem Regal einige bereitstehende Formen. In den Fässern ist Wasser, in den Körben Holzkohle.

(Zeichnung Volker Allexi) Allexi | Die Metallgießwerkstatt

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Linke Seite: Die Iron Bridge in Shropshire GB wurde 1781 eingeweiht.

Diese erste gusseiserne Brücke revolutioniert zu dieser Zeit das Bauwesen.

Gusseinenkonstruktionen werden ab da zunehmend die Holz- und Steinkonstruktionen ablösen. Gusseisen ist überwiegend auf Druck belastbar.

Deshalb musste die Konstruktion in Bogenform ausgeführt werden.

Diese Seite oben: Details der Brücke. Ähnlich Holzbrücken wurden die Gusseisenteile mit Schwalbenschwanz-, Keil- und Zapfenverbindungen gefügt.

Unten: Im Bauwesen ähnlich revolutionierend wie die Iron Bridge in England fertigt man in Deutschland um 1830 eine Industriehalle aus gegossenen Teilen. Die Sayner Hütte gilt als die welterste Halle in dieser Bauweise

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In unserer METALLGIESSWERKSTATT haben wir bei den Arbeiten Formkästen benutzt. Hier auch zu den Formkästen einige Anmerkungen:

DIE FORMKÄSTEN Gießereien verfügen über eine Vielzahl verschieden großer Formkästen. Deren Rahmen sind aus gewalzten Stahlblechprofilen hergestellt, in die sich der Formsand stützt. Seitlich sind Laschen angeschweißt, an die man greift und die mit Passungsbohrungen versehen sind. Mit dem Einstecken von unterschiedlich großen Passstiften werden der Oberkasten- und der Unterkastenrahmen deckungsgleich zusammengebracht und gegen Verschieben gesichert. Die zum Ausgießen fertigen, sandgefüllten Formkästen werden verzwingt oder mit Gewichten beschwert, um ein Aufschwimmen bzw. Abheben, auf Grund der Auftriebskräfte des flüssigen Metalls, zu vermeiden.

Die Formkästen können auch aus Holz oder Flachstählen selbst hergestellt werden.

Sie sollten passend zu einander gefertigt werden und eben aufliegen. Innen können umlaufende Leisten angebracht werden, damit sich der Formsand stützen kann und nicht beim Wenden des Formkastens im Block durchrutscht. Im Übrigen sind die Formkästen so zu wählen oder zu gestalten, dass die Modelle und Läufe, bei kleinen Werkstücken, mindestens 15 mm Sand bis zum Rand auf jeder Seite aufweisen und in der Höhe eine Sandauflage von 25 mm zur Verfügung steht.

Das gilt für die ersten Form- und Gießversuche bei Formrahmengrößen von etwa 150 x 100 x 60mm.

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Formen in Kolbermoor mit improvisierten Holzrahmenformkästen Allexi | Die MetallgieĂ&#x;werkstatt

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SPEISER, LÜFTUNGEN UND EINGUSS Im Zusammenhang sei hier deren Funktion und Fertigung erklärt.

Siehe Abbildungen und Text:

Die Aufgabe von Speisern – hier bei der Herstellung einer Hantel.

Beim Erstarren geht die Schmelze in den festen Zustand über. Das Material schwindet, es zieht sich zusammen. Volumenstarke Werkstücke brauchen dann die Nachführung von Material, welches der Speiser ausgleicht. Dazu muss er selbst ein Materialvolumen aufweisen, das langsam erstarrt, also von sich aus eine Materialzuführung ins Gussteil garantiert. in der Abbildung hat der Speiser in seiner Anordnung auch die Funktion der Lüftung.

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Speiser, Lüftungen und Einguss Luftkanäle werden mit dem Luftspieß, an den erhabenen Stellen des abgeformten Modells, von Innen her in den Oberkasten gesetzt. Außen hält man mit der Hand gegen den Formsand, damit keine großen Ausdrückkrater entstehen. Sandgrate unbedingt entfernen und darauf achten, dass die Bohrung frei ist und kein loser Sand nachrieseln kann. Bei großen Luftkanälen sollte erst mit einem Luftspieß kleinen Durchmessers vorgestochen werden. Speiser kann man mit einem Modellrundholz gestalten, das mit dem Gussteilemodell zusammen eingeformt wird. Die Gestaltung ist auch mit einem Bohrer möglich, der von Hand durch den Formsand gedreht wird. Das erfolgt in den Oberkasten von Innen nach Außen. Auch hier mit einer Hand gegenhalten, damit kein großer Sandkrater entsteht. Sandgrate entfernen und darauf achten, dass die Bohrung frei ist und kein Sand nachrieseln kann. Übrigens kann man auf die gleiche Art auch den Eingusskanal gestalten.

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Handbuch und Anleitung zum Metallgießen von Volker Allexi Metallgießen gehört zu jenen Handwerkstechniken, die seit Beginn des Metallzeitalters von Bedeutung sind. Die Elemente des Metallgießers sind Erde, Feuer und Metall. Mit Feuer schmilzt er Metalle, mit Erde dämmt er die Schmelze ein und gibt ihr Form und Gestalt, deren Vielfalt nahezu unendlich ist. Ist das nicht Grund genug, sich gerade mit Metallgießen zu beschäftigen? Das Handbuch schildert die einfache handwerkliche Herangehensweise an die Gießereitechnik und eignet sich als Anleitung zum Projektunterricht an Schulen, für Ausbildung, Museumspädagogik und für den Hobbybereich. Eine Anregung das Metallgießen ergänzend in Ihren Tätigkeitsbereich aufzunehmen erhalten außerdem Studenten, Künstler, Bildhauer, Restauratoren, Schmiede, Metallbauer und Metallgestalter. Der Autor verfügt über jahrelange Erfahrung im Tätigkeitsbereich, zeigt Metallgießen auf Veranstaltungen und gibt Metallgießkurse.