Worin bestehen die Unterschiede zwischen Schmieden, Stanzen und Gießen?

1. Unterschied zwischen Schmieden und Gießen

(1) Konzeptueller Unterschied

Gießen: Die Umwandlung von formlosem, geschmolzenem Metall in einen geformten Festkörper.

Schmieden: Die Umwandlung eines festen Körpers in einen anderen festen Körper.

Gießen ist wie die Arbeit mit Wachs: Man schmilzt Wachs (Stahlschrott oder Roheisen), gießt es in eine Form, und nachdem es erstarrt ist, erhält man ein Teil mit einer bestimmten Form (fest → flüssig → fest).

Schmieden ist wie Fladenbrot backen: Man nimmt einen Teigklumpen, erhitzt ihn und presst ihn in eine andere Form. Es ist im Grunde plastische Verformung eines Festkörpers bei hoher Temperatur (Festkörper → Festkörper).

Gießen ist im Fachjargon der Prozess, bei dem flüssiges Metall in eine Form gegossen wird, um ein Gussteil zu erhalten. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Kontrolle des Schmelz- und Gießprozesses.
Schmieden ist die plastische Umformung im festen Zustand (warm oder kalt), einschließlich Verfahren wie Extrudieren, Ziehen, Stauchen und Stanzen.

(2) Unterschied im Umformverfahren

Gießen: Ein einstufiges Formverfahren, bei dem eine Formkavität mit geschmolzenem Metall gefüllt und anschließend abgekühlt wird. Gussteile neigen zur Bildung innerer Porosität.

Schmieden: Entsteht üblicherweise durch allmähliche Verformung unter Druckkraft bei hoher Temperatur, wodurch die Kornstruktur verfeinert wird.

2. Unterschied zwischen Freiformschmieden und Gesenkschmieden

Freiformschmieden: Ein erhitzter Metallblock wird zwischen Ober- und Unteramboss einer Schmiedemaschine eingelegt und durch Schlag oder Druck verformt. Aufgrund der einfachen Formen und der flexiblen Handhabung eignet sich dieses Verfahren für Einzelteile, Kleinserien und schwere Schmiedeteile. Man unterscheidet zwischen manuellem und maschinellem Freiformschmieden. Manuelles Freiformschmieden ist ineffizient und arbeitsintensiv und wird daher nur für Reparaturen oder einfache Kleinteile eingesetzt. Heutzutage ist maschinelles Freiformschmieden das gängigste Verfahren und spielt insbesondere im Schwermaschinenbau eine wichtige Rolle.

Gesenkschmieden: Ein erhitzter Rohling wird in ein auf einer Schmiedemaschine montiertes Gesenk eingelegt und in die gewünschte Form geschmiedet. Gesenkschmieden kann mit verschiedenen Maschinen durchgeführt werden. In der Industrie werden beim Gesenkschmieden üblicherweise Dampf-Luft-Hämmer (5 kN–300 kN / 0,5–30 t) eingesetzt. Bei Pressen sind Warmgesenkschmiedepressen mit Presskräften von 25.000 kN–63.000 kN üblich.
Es gibt Werkzeugkonstruktionen mit und ohne Kavität. Beispielsweise werden bei einem Fertigformwerkzeug mit einer Kavität Schwalbenschwanzverbindungen und Keile zur Fixierung des Werkzeugs und zur Verhinderung seitlicher Bewegungen sowie Keile/Keilnuten zur Ausrichtung in Längsrichtung verwendet. Vorformlinge werden häufig unter einem Lufthammer hergestellt, anschließend erfolgt der Feinschmiedevorgang im Fertigformwerkzeug mit mehreren Schlägen, und zum Schluss wird der Grat entfernt.

3. Unterschiede zwischen Gießen, Schmieden, Stanzen und Druckgießen

(1) Prozessunterschiede

Gießen: Rohmaterial schmelzen und in einer Form auf natürliche Weise erstarren lassen.

Schmieden: Das Rohmaterial wird auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und durch Hämmern/Pressen in die gewünschte Form gebracht.

Stanzen: Ein Teil wird durch Pressen von Blech- oder Streifenmaterial mit geeigneten Stanzwerkzeugen (üblicherweise bei Raumtemperatur) hergestellt.

Druckguss: Basiert auf dem Gießverfahren, jedoch wird geschmolzenes Metall unter Druck in den Formhohlraum eingespritzt, um eine höhere Dichte und präzisere Formen zu erzielen.

Gießen: Geschmolzenes Metall füllt den Formhohlraum und kühlt ab; innere Porosität ist üblich.
Schmieden: Umformen unter Druck bei hoher Temperatur, wodurch das Gefüge verfeinert wird.
Das Stanzen eignet sich für Teile mit relativ gleichmäßiger Dicke, die aus Blechmaterial geformt werden.
Teile mit großen Dickenunterschieden oder komplexen Formen, insbesondere wärmeempfindliche, lassen sich besser im Druckgussverfahren herstellen.

(2) Zusätzliche Anmerkungen

Beim Gießen kann es sich um Hochdruck- oder Niederdruckguss handeln; der Unterschied liegt im Einspritzdruck, der Metalltemperatur und den verwendeten Geräten.

Schmieden ist nicht im eigentlichen Sinne eine Art des Gießens; vielmehr wird dabei Metall bei niedrigerer Temperatur, manchmal im halbfesten Zustand, zu fertigen Teilen geformt.

Stanzen ist ein Verfahren, das bei Raumtemperatur mit Pressen durchgeführt wird, um Halbfertigprodukte in Fertigprodukte umzuwandeln.

Beim Druckgießen handelt es sich um ein Hochtemperatur-Gießverfahren für komplexe, schwierige Teile. Dabei wird mit einer Druckgießmaschine geschmolzenes Metall in eine Form eingespritzt, abgekühlt und anschließend die Form geöffnet, um das Produkt zu entnehmen.