Gefrierformverfahren

Physikalische Verfestigung von Formstoffen als umweltverträgliche Fertigungsvariante zu Verfahren mit chemischer Bindung, mit momentan geringer praktischer Bedeutung. Im Pilotprojekt wurde dieses physikalische Verfahren zur Herstellung von Formen oder Kernen aus binderarmen oder binderfreien Sanden, die einen Wassergehalt von 6  % und einem Bentonitgehalt von maximal 1 % enthalten, getestet.

Die dabei erreichte Festigkeit im Temperaturbereich von -40 bis -50 °C erreicht in etwa das Festigkeitsniveau der kalthärtenden Formstoffe. Als Gefriermittel werden flüssiges CO₂ und bevorzugt flüssiger Stickstoff verwendet. Der Formstoffzerfall nach dem Gießen erfolgt nach einiger Zeit von selbst, so dass die Gussstücke leicht ausgeleert werden können. Der anfallende Altsand wird wieder aufbereitet.

Von entscheidender Bedeutung für die Anwendung des Verfahrens ist die Sicherung einer ausreichenden Standzeit der Formteile. Die träge Wärme-(Kälte-)Abgabe als Folge der geringen Wärmeleitfähigkeit der Quarzsande ist die wesentliche Voraussetzung für die Festigkeitsbeständigkeit bis zum Gießen. Bei üblichen Raumtemperaturen können Standzeiten bis zu einer Stunde erzielt werden. Beim Abgießen der Gefrierform kommt es zur Bildung eines Dampfpolsters zwischen vereister Formwand und Metall. Dieses Dampfpolster vermindert die Erosionsgefahr und verhindert Formstoffanbrand.