Technik:

 

Aluminiumguss

Die Passstücke zur Abdichtung der Kurbelwellenkammer, der Membrankasten und der Ansaugstutzen werden im Wachsausschmelzverfahren aus Aluminium hergestellt.  Möchte der geneigte Leser auch mal ein Alugussteil seiner Wahl fertigen, so diene ihm die nachfolgende Beschreibung als Anleitung.

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Herstellung der Wachsmodelle

Meistens sind mehrere Schritte notwendig bis ein passendes Wachsmodell reif für den Aluminiumguss ist. Für die grobe Formgebung eignet sich Knetgummi (Plastilin). Damit formt man quasi eine „Außenschalung“, in der man das geschmolzene Wachs einfüllt.

Als Wachs nimmt man eine Mischung von ca. 40 % Bienenwachs und ca 60 % Paraffin. Die meisten preiswerten Kerzen bestehen aus Paraffin und Bienenwachs erkennt man am Geruch. Wer es billig mag, nimmt dafür Kerzenreste. Das Bienenwachs macht die Modellmasse geschmeidiger, das Paraffin gibt die Formstabilität. Wachsmodelle aus reinem Paraffin sind spröde und brechen leicht.

Wichtig ist es, das Wachs im Wasserbad aufzuschmelzen, damit es nicht zu heiß wird und beim Erstarren nicht übermäßig schrumpft. Während die Wachsmasse in der Form auskühlt wird man sowieso mehrmals flüssiges Wachs nachgießen müssen. Vor dem Einfüllen filtert man das flüssige Wachs durch ein Teesieb, damit keine groben Verunreinigungen in das Wachsmodell gelangen.

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Nach dem Auskühlen wird die Knetgummischalung entfernt und das Wachsmodell weiter bearbeitet, die Oberflächen geglättet, Fehlstücke aus Wachs ergänzt (mit dem Lötkoben ankleben) usw., bis die gewünschte Form erreicht wird.

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Es empfiehlt sich dann einen Abdruck des Wachsmodells herzustellen. Dazu setze ich das Modell in/auf den Motorblock und forme eine Epoxydharz-Glasfaserschicht (das Zeugs aus dem Autozubehör) drum herum. Als Ergebnis habe ich dann eine Wachsmodellschalung, die ich beliebig oft wieder verwenden kann, um weitere Wachsmodelle herzustellen. Auch diese Schalung wird überarbeitet, Fehlstellen ergänzt, die Form verstärkt und die Oberflächen geglättet.

Stelle ich nun ein neues Wachsmodell her, so wird die Wachsmodellschalung vorher mit Vaseline eingeschmiert, damit sich nach dem Erkalten das Wachsmodell besser von der Schalung lösen kann. So nun die Schalung in/auf den Motorblock gesetzt und die Fugen mit Knetgummi gut abdichten, sonst läuft das Wachs heraus. Nach dem Erkalten am besten Wachsmodel und Schalung aus dem Motorblock heben und vorsichtig das Modell von der Schalung befreien.

Als letztes wird nochmals das Wachsmodell entgratet, geglättet und Fehlstellen ergänzt.

Ach ja, das ist auch noch wichtig. Flächen die später bearbeitet (gefräst) werden, sollten im Wachsmodell etwas überhöht ausgeformt werden, damit später genügend Material zum abtragen vorhanden ist.

So das Wachsmodell ist fertig, was folgt ist die

 

Herstellung der Gipsform

Dazu habe ich mir eine variabel einstellbare Holzform gebaut, die durch Einsetzen unterschiedlicher Boden- und Seitenbretter, für jedes Wachsmodell die passende Größe ermöglicht. Die Form ist auf einer, auf Federn gelagerten Holzplatte befestigt. Zur optimalen Verdichtung der Gipsmasse dient ein „Außenrüttler“ in Gestalt eines an der Holzplatte befestigten Schwingschleifers.

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In die Wachsmodelle bohrt man 6 mm Sacklöcher in die 6 mm Holzstäbchen eingesteckt werden. An diesen hängt man nun das Wachsmodell in die Holzform.

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Vorher wird noch ein 10 mm Sackloch gebohrt und ein 10 mm Holzstab eingesetzt, der später als Füllkanal dienen soll. Die Holzstäbchen vor dem Einsetzen gut mit Vaseline einschmieren.

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Die Gipsmischung besteht aus 1 Volumenteil Gips, 2 Volumenteilen trockenen Quarzsand und ca. 0,6 Volumenteilen Wasser. Hat man z.B. eine Form die 20 cm lang, 10 cm breit und 10 cm hoch ist, ergibt sich daraus ein Volumen von 20x10x10= 2000 ml. Das teilt man durch 3 und nimmt dementsprechend ca.670 ml Gips und  ca. 1330 ml Quarzsand. Gut durchmischen und erst dann ca. 400 ml Wasser dazugeben und wieder durchmischen.  Heraus kommt ca. 2000 ml flüssiger Gipsbrei, der unverzüglich in die Form gegeben wird. Den Schwingschleifer stoßweise an- , ausschalten und man sieht wie schön sich der ganze Gipsbrei verdichtet und das Wachsmodel gut umschließt.

Das Gipsgemisch zieht recht schnell an und nach ca. 15- 20 Minuten kann die Gipsform aus dem Holzkasten genommen werden. Unter einer drehenden Bewegung zieht man nun die Holzstäbchen aus der Gipsform, die dabei entstehenden Löcher dienen zur Befüllung bzw. zur Entlüftung beim Gießvorgang. Deshalb sollten die 6 mm Holzstäbchen in den Hochpunkten des Wachsmodels angeordnet werden.

Der nächste Schritt kann unverzüglich durchgeführt werden, die Gipsform braucht weder zu trockenen oder weiter auszuhärten.

 

Ausschmelzen der Gipsform

Die unter Heimwerkerbedingungen beste Möglichkeit das Wachs aus der Gipsform herauszuschmelzen geschieht unter Wasserdampfdruck in einem Schnellkochtopf. Ich hatte das Glück, dass meine Mutter rechtzeitig ihren betagten Fissler-Dampfkochtopf ausmusterte, der mir nun treue Dienste leistet.

In den Dampfkochtopf füllt man ca. 1-2 cm hoch Wasser ein. Dann stellt man eine flache Schüssel in den Topf, die vom Durchmesser ca. 1-2 cm kleiner ist als der Topfdurchmesser. Auf diese Schüssel legt man nun, mit den Befüll- und Entlüftungsöffnungen nach unten, die Gipsform. Deckel drauf und rauf auf die Herdplatte und unter Druck ca. 20 min kochen lassen. Nach dem Druckabfall Deckel runter und die (tierisch heiße) Gipsform mit Handschuhen  herausnehmen und mit den Öffnungen nach unten auskühlen lassen. Wer sich nicht mit Schnellkochtöpfen auskennt, sollte sich vorher von fachkundiger Hand (Muttern, die Frau an seiner Seite….) unterweisen lassen.

Das geschmolzene Wachs kann wieder verwendet werden.

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Trocknen der Gipsform

Rein in den Backofen, mindesten 8-12 Stunden bei 200-250° C. Auch hier mit den Öffnungen nach unten. Wer den häuslichen Frieden wünscht, schickt seine bessere Hälfte in den Kurzurlaub. Etwas Wachs bleibt immer noch kleben und der verdampft beim Trocknen. Also Küche gut lüften. Am besten den Trocknungsprozeß so legen, dass direkt in die warme Form gegossen werden kann.

Und die Form muß absolut trocken sein. Keine Restfeuchte, die verdampft beim Einfüllen des Aluminiums sofort und bringt die ganze Sauerei zum Brodeln und Zischen, der Guss ist hin und er ganze Spaß beginnt von vorne.

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Der Aluminiumguß

Rohmaterial besorgt man sich beim Autoverwerter seines Vertrauens. Alte Ansaugkrümmer, Motorhalterungen, Gehäuseteile aus Aluminiumguss eignen sich hervorragend dafür. Kostet auch nicht viel. Für 5 Euronen habe ich schon die Menge für einen Motorumbau. Etwas Mühselig ist das Zerkleinern in die passende Größe, damit es in den Schmelztiegel passt. Mit einem drehzahlregulierbaren Winkelschleifer und einer dünnen Metalltrennscheibe trennt man dickere Stücke auf bzw. ab. Ein dicker Hammer, Amboß bzw. dicke Stahlplatte tut den Rest. (Schutzbrille und Handschuhe unbedingt tragen!!!!)

Zum Schmelzen benutze ich einen Emailleofen mit 900 W Leistung. Der hat eine winzig kleine Schmelzkammer (9x9x6 cm). Passend dafür machte ich mir einen Tiegel aus Stahlblech um möglichst viel Material aufzuschmelzen.

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Wer ein Autogenschweißgerät hat, kann es damit machen. Klevere bauen sich einen Schmelzofen mit Holzkohlebefeuerung aus einer Blechtonne kombiniert mit einem Gebläse.
Wichtig ist jedenfalls, dass eine ausreichende Menge flüssiges Aluminium aufgeschmolzen wird. Wiegt das Wachsmodell ca. 100 Gramm, sollte man ca. 350 Gramm Aluschrott nehmen.

Die Gipsform stellt man waagrecht auf eine feuerfeste Unterlage (Stahl-, Streinplatte). Etwas flüssiges Aluminium tropft immer von der Form, da macht sich eine Holzunterlage nicht so gut.

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Ist das Aluminium komplett geschmolzen, nehme ich den Tiegel aus dem Brennofen und entferne mit einem Stahlspachtel die oben schwimmende Oxydschicht. Dann zügig, aber ruhig das Aluminium in die Befüllöffnung einfüllen, solange bis das flüssige Aluminium aus den Entlüftungslöchern herausquillt. Gut ist es, wenn man noch eine gewisse Menge flüssiges Aluminium als dicken Tropfen/Knubbel oben auf die Einfüllöffnung zusätzlich draufgiesst. Etwas Aluminium wird beim erkalten noch in die Form eingezogen und kann aus diesem Reservoir gespeist werden.

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Das war es soweit. Die Form lässt man noch eine Weile auskühlen. Länger als 15 Minuten halte ich es nicht aus, dann wird mit ein paar Hammerschlägen die Gipsform zerschlagen und das Gussstück entnommen. Vorsicht ! Das alles ist noch tierisch heiß und kann nur mit einer Zange angefasst werden.

Nach dem vollständigen erkalten mit dem Winkelschleifer die Befüll- und Entlüftungsleitungen abschneiden.

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