Zandgieten wordt gebruikt om een breed scala aan metalen componenten met complexe geometrieën te produceren. Deze onderdelen kunnen sterk variëren in grootte en gewicht, variërend van een paar ons tot enkele tonnen. Sommige kleinere zandgegoten onderdelen bevatten componenten als tandwielen, katrollen, krukassen, drijfstangen en propellers. Grotere toepassingen zijn onder meer behuizingen voor grote apparatuur en zware machinebases. Zandgieten is ook gebruikelijk bij het produceren van auto-onderdelen, zoals motorblokken, motorspruitstukken, cilinderkoppen en transmissiekasten.
Zandgieten, het meest gebruikte gietproces, maakt gebruik van wegwerpbare zandvormen om complexe metalen onderdelen te vormen die van bijna elke legering kunnen worden gemaakt. Omdat de zandvorm moet worden vernietigd om het onderdeel te verwijderen, het zogenaamde gieten, heeft zandgieten doorgaans een lage productiesnelheid. Het zandgietproces omvat het gebruik van een oven, metaal, patroon en zandvorm. Het metaal wordt in de oven gesmolten en vervolgens opgeschept en in de holte van de zandvorm gegoten, die door het patroon wordt gevormd. De zandvorm scheidt zich langs een scheidingslijn en het gestolde gietstuk kan worden verwijderd. De stappen in dit proces worden in meer detail beschreven in de volgende sectie. Bij zandgieten is het primaire apparaat de mal, die verschillende componenten bevat. De mal is verdeeld in twee helften - de kap (bovenste helft) en de weerstand (onderste helft), die elkaar langs een scheidingslijn ontmoeten. Beide vormhelften bevinden zich in een doos, een kolf genaamd, die zelf langs deze scheidingslijn is verdeeld. De vormholte wordt gevormd door zand rond het patroon in elke helft van de kolf te pakken. Het zand kan met de hand worden verpakt, maar machines die druk of impact gebruiken, zorgen voor een gelijkmatige verpakking van het zand en nemen veel minder tijd in beslag, waardoor de productiesnelheid wordt verhoogd. Nadat het zand is gepakt en het patroon is verwijderd, blijft er een holte achter die de uitwendige vorm van het gietstuk vormt. Sommige interne oppervlakken van het gietstuk kunnen worden gevormd door kernen.
Zandgieten kan bijna elke legering gebruiken. Een voordeel van zandgieten is de mogelijkheid om materialen te gieten met hoge smelttemperaturen, waaronder staal, nikkel en titanium. De vier meest voorkomende materialen die worden gebruikt bij zandgieten worden hieronder weergegeven, samen met hun smelttemperaturen
Materialen Smelttemperatuur
Aluminiumlegeringen 1220 °F (660 °C)
Messing legeringen 1980 °F (1082 °C)
Gietijzer 1990-2300 °F (1088-1260 °C)
Gegoten staal 2500 °F (1371 °C)
De materiaalkosten voor zandgieten omvatten de kosten van het metaal, het smelten van het metaal, het vormzand en het kernzand. De kosten van het metaal worden bepaald door het gewicht van het onderdeel, berekend op basis van het onderdeelvolume en de materiaaldichtheid, evenals de eenheidsprijs van het materiaal. De smeltkosten zullen ook hoger zijn voor een groter deelgewicht en worden beïnvloed door het materiaal, aangezien sommige materialen duurder zijn om te smelten. De smeltkosten zijn echter meestal onbeduidend in vergelijking met de metaalkosten. De hoeveelheid vormzand die wordt gebruikt, en dus de kosten, is ook evenredig met het gewicht van het onderdeel. Ten slotte worden de kosten van het kernzand bepaald door de hoeveelheid en de grootte van de kernen die worden gebruikt om het onderdeel te gieten.
Voordelen van het zandgietproces:
Kan zeer grote onderdelen produceren
Kan complexe vormen vormen
Veel materiaalopties
Lage gereedschaps- en uitrustingskosten
Schroot kan worden gerecycled
Korte doorlooptijd mogelijk
Toepassingen:
Onderdelen voor bouwmachines, steigeronderdelen, motorblokken en spruitstukken, machinebases, tandwielen, katrollen, landbouwonderdelen, scheepsonderdelen, medische onderdelen, hardware, auto-onderdelen, enz.
