Verschil tussen gieten en gieterij: wanneer we het hebben over metaalproductie, komen twee termen vaak samen voor: gieterij en gieten. Personen die werkzaam zijn in de engineering, productie, metaalproductie of inkoop van toeleveringsketens moeten het onderscheid hiertussen begrijpen. Een van de oudste en belangrijkste productieprocessen in de geschiedenis van de mens is het gieten van metaal. Hiermee kan ruw metaal worden omgezet in goed gevormde, slijtvaste industriële en commerciële producten die zeer nauwkeurig zijn. Het woord gieten wordt echter vaak zachtjes gebruikt, maar er is een verschil tussen gieten als handeling en gieterij als de vestiging waar het gietproces wordt uitgevoerd. Deze twee gaan hand in hand, maar zijn wezenlijk verschillend.

Gieten is het gieten van gesmolten metaal in een mal met de bedoeling er een bepaalde vorm van te maken, of het nu een tandwiel, een pijpstuk of een complex stuk van een motor is. Het is één fase in de productieassemblage. Een gieterij is daarentegen de locatie waar dit proces plaatsvindt, en vele andere die ermee te maken hebben, zoals smelten, malvoorbereiding, afwerking en kwaliteitscontroles die op een samenhangende, schaalbare manier plaatsvinden. Kennis van het verschil tussen giet- en gieterijactiviteiten is van het grootste belang voor productieplanning, kostenramingen of leveranciersselectie.

In dit artikel geeft de auteur een definitie van een gieterij, de belangrijkste fasen en hoe deze verschilt van het algemene concept van gieten.

Wat is Foundry?

Een gieterij is een metaalgieterij. Hier wordt gesmolten metaal in mallen gegoten om complexe onderdelen en vormen te maken, in een industriële faciliteit of werkplaats. Enkele van de industrieën die sterk afhankelijk zijn van gieterijen zijn de auto-industrie, de lucht- en ruimtevaartindustrie, de bouwindustrie, de landbouwindustrie en de energie-industrie.

Overzicht gieterijproces

Een normale werking van een gieterij omvat de volgende stappen:

1. Patronen maken: Ontwikkel een kopie van de laatste sectie.
2. Vormvoorbereiding: Gieten in de holte van de mal, dat wil zeggen zand of metaal.
3. Metaal smelten: Gesmolten verhitting van metaal.
4. Schenken: Gesmolten metaal in de mal gieten.
5. Afkoelen en stollen: Laat het metaal afkoelen en uitharden.
6. Schoonmaken en opschudden: Schrapen van de mal en schoonmaken.
7. Verwerking, verzending en inspectie: Slijpen, machinaal bewerken en kwaliteitscontrole.

Een gieterij is een zeer technische omgeving die geavanceerde techniek combineert met metallurgische wetenschap. Ze bestaan uit kleine werkplaatsen tot enorme industriële fabrieken die duizenden gietstukken per dag kunnen maken.

Soorten gieterijen

Gieterij. Er zijn verschillende soorten gieterijen die gespecialiseerd zijn in verschillende soorten gietwerk:

• IJzergieterijen:  Sculptuur met ijzer en staal.
• Non-ferro gieterijen: Concentreer je op aluminium, brons en andere legeringen.
• Loongieterijen: Maak producties in kleine hoeveelheden of klantspecifieke onderdelen.
• Productie gieterijen: Peen grote hoeveelheid componenten te produceren.

De metalen die meestal worden gebruikt in gieterijen

Afhankelijk van de toepassing werken gieterijen met veel verschillende soorten metalen. De meest voorkomende zijn:

• Gietijzer: Ook bekend om zijn goede gietbaarheid en trillingsdemping.
  Gietstaal:  Het zorgt voor meer kracht en taaiheid.
• Aluminiumlegeringen:  Corrosievrij en lichtgewicht.
• Brons en messing:  Ze worden vaak toegepast op decoratieve of slijtvaste onderdelen.
• Magnesiumlegeringen: Lichtgewicht en niet zo veel gebruikt vanwege het risico op ontvlambaarheid.

De verschillende metalen gedragen zich verschillend in gesmolten toestand en daarom moeten gieterijen rekening houden met specifieke behandeling, smelttemperatuur en matrijsmaterialen.

Belangrijke processen van een gieterij

Een gieterijproces omvat verschillende fundamentele processen die allemaal nodig zijn voor de kwaliteit en precisie van het uiteindelijke gietstuk:

1. Patroon maken  

Een patroon is een kopie van het laatste voorwerp dat gegoten wordt. Het wordt gebruikt om de holte van de mal te maken. De patronen kunnen van hout, plastic, metaal of zelfs van was zijn, afhankelijk van de giettechniek.

2. Vorm  

Dit betekent dat er een negatieve afdruk van het patroon wordt gemaakt op vormmateriaal, d.w.z. zand of keramiek. Er bestaan twee soorten: 

Groen zandgieten: Bij het gieten met groen zand wordt zand met weinig tot geen bindmiddel gebruikt. Dit proces wordt gebruikt bij het maken van een ASTM A588-doos of ASTM A370-doos (foto), een gietijzer met hoge sterkte dat wordt geproduceerd door het gieten in mallen die zijn ingeplant met gietstalen aspotten, die op hun beurt in zand worden gezet.  

3. Smelten en gieten  

Ovens die ze gebruiken om de metalen te smelten zijn inductieovens, vlamboogovens of koepelovens. Nadat het gesmolten is, wordt het metaal met behulp van de zwaartekracht, druk of vacuüm in de mal gegoten.

4. Afkoelen en stollen  

Na het gieten stolt het metaal in de vorm van een mal. De toewijzing van de korrelstructuur, mechanische eigenschappen en oppervlakteafwerking is te danken aan de koelsnelheden.

5. Schoonmaken en opschudden  

De mal wordt gedemonteerd (in het geval van wegwerpvormen) en het gestolde stuk wordt eruit gehaald. Zandstralen, slijpen of behandelen met chemicaliën zijn de processen om gietwerk te reinigen.

6. Controleren en polijsten  

De laatste processen omvatten dimensionale processen, niet-destructieve tests, warmtebehandeling en machinale bewerking. Eventuele fouten, zoals poreusheid of krimp, worden opgespoord en verholpen.

Wat is casting?

Het eigenlijke proces om een metalen voorwerp te vormen door gesmolten metaal in een voorwerp te gieten, staat bekend als gieten. Het is het proces of de methode, niet de plaats, waar het wordt uitgevoerd. Gietstukken kunnen in een gieterij worden gemaakt, maar ook in niet-gieterijen of productielijnen.

Simpel gezegd:

• De plaats is een gieterij. Het proces heet gieten.
• Verschillende soorten gietwerk kunnen in het algemeen worden ingedeeld.

Soorten gietmethoden 

Gieten kan op een paar manieren. Deze omvatten:

1. Zandgieten

Het is een van de oudste en meest veelzijdige technieken. Met een zandvorm kunnen allerlei vormen en maten metalen onderdelen worden gemaakt.

2. Spuitgieten

Verwijst naar de handelingen van het forceren van gesmolten metaal in herbruikbare stalen mallen onder hoge druk. Typisch voor hoogvolume aluminium-, zink- en magnesiumlegeringen.

3. Investeringsafgietsel (Verloren was)

Heeft een grote nauwkeurigheid en wordt toegepast in de ruimtevaart en de medische industrie. Waspatronen worden met keramiek bedekt en de was smelt weg, waardoor een holte overblijft.

4. Permanent vormgieten

Vult holtes door het gebruik van zwaartekracht of lage druk en het gebruik van herbruikbare metalen holtes. Het is maatnauwkeuriger dan zandgieten.

5. Centrifugaal gieten

Centrifugaalkracht wordt gebruikt om de onderdelen te gieten, waarbij gesmolten metaal door de draaiende mal wordt gevormd. Geschikt voor cilindrische onderdelen, zoals buizen of lagers.

Wat is het verschil tussen een gieterij en gieten?

Tabel 1: Verschil tussen een gieterij en gieten

De reden waarom mensen Gieterij en Gieten door elkaar halen?

De onlosmakelijke associatie tussen de twee woorden, gieterij en gieten, komt soms door de manier waarop de woorden worden gebruikt in informeel taalgebruik en hun beschrijving in de advertentie. De termen gietfabriek of gieterij zijn gemakkelijk door elkaar te vervangen, vooral als je een gieterij bedoelt.

Aangezien het belangrijkste proces in een gieterij het gieten is, worden de twee woorden bovendien zeer synoniem. Voor mensen die in de sector werken, is het onderscheid echter nuttig bij het definiëren van rollen, verantwoordelijkheden en procedures.

Gebruik van gieterij en gietwerk in het echte leven

Gieten is een van de basisproductieprocessen die verschillende industrieën ondersteunen. Gieterijen zijn een enerverend onderdeel van de zware industrie en ook van de lichte industrie. Enkele van de belangrijkste gebieden die afhankelijk zijn van gegoten onderdelen zijn de volgende:

1. Auto-industrie

De gegoten onderdelen worden veel gebruikt in motoren, transmissiesystemen, chassis en ophangingsonderdelen. Typische onderdelen zijn:

• Motorblokken
• Cilinderkoppen
• Remtrommels
• Versnellingsbakken

Deze ruimte wordt ingenomen door aluminium en ijzeren gietstukken, die sterk, goedkoop en goed te bewerken zijn.

2. Ruimtevaart

Voor de ruimtevaart zijn zowel lichte als sterke onderdelen nodig. Investeringsgieten en andere precisiegietprocessen worden gebruikt.

• Turbinebladen
• Straalvliegtuig onderdelen
• Structurele beugels

In dit geval wordt ook rekening gehouden met systemen van maattolerantie en vermoeiingsweerstand, evenals de mechanische sterkte.

3. Infrastructuur en bouw

De doeleinden van het gebruik van gietijzer en staal in de constructie zijn onder andere:

• Waterleidingen
• Afvoersystemen
• Ondersteunende structuren
• Putdeksels

Hierdoor gaan ze lang mee en zijn ze geschikt voor het infrastructuurproject omdat ze overleven in een harde omgeving.

4. Vermogen en energie

In thermische, hydro- of windenergiecentrales kunnen gietstukken worden gevonden in:

• Turbinebehuizingen
• Klephuizen
• Pompbehuizingen

Het is gebaseerd op het gietproces waarmee een grote, complexe vorm kan worden gemaakt die bestand is tegen hoge druk- en temperatuurniveaus.

5. Landbouwmachines

Vanwege hun sterkte en slijtvastheid worden zware gietijzeren of nodulair gietijzeren onderdelen gebruikt in tractoren, ploegen en oogstmachines. De onderdelen die in gieterijen worden gemaakt om deze sector te helpen zijn:

• Tandwielkasten
• Asonderdelen
• Contragewichten

De verdiensten van gieterijen en gietprocessen

Het gietproces heeft een aantal sterke voordelen die het perfect maken voor een breed scala aan productieprojecten:

Ontwerpflexibiliteit

Fabrikanten gebruiken gieten om grote oppervlakken en complexe geometrieën, inwendige holtes en andere complexe vormen te bereiken die lastig of duur te produceren zijn met machinale bewerking of lassen.

Grote verscheidenheid aan materialen

Gietwerk kan worden gebruikt voor ferro- en non-ferrometalen en exotische legeringen. De gieterijen hebben de mogelijkheid om de materialen aan te passen aan de prestatie-eisen, zoals hittebestendigheid, slijtvastheid en corrosiebestendigheid.

Kostenefficiëntie

Gieten is kosteneffectiever dan andere productiemethoden, vooral bij grote productieniveaus. Wanneer de mal is gemaakt, is verdere productie snel en betaalbaar.

Minimaal afval

In de meeste moderne gieterijen wordt effectieve recycling geïntroduceerd. Metaalschroot kan worden gesmolten en opnieuw worden verwerkt, waardoor grondstoffen goedkoper worden en de schade aan het milieu tot een minimum wordt beperkt.

Schaalbaarheid

Gieterijen hebben de flexibiliteit om van kleine productie naar massaproductie te gaan met relatief weinig verandering in het proces, waardoor gieterijen een uitstekende keuze zijn voor het maken van prototypes voor grootschalige producties.

Grenzen en negatieven

Hoe veelzijdig gieten ook is, het heeft ook zijn beperkingen. Kennis van de nadelen staat centraal bij de keuze van een geschikt fabricageproces.

Dimensionale nauwkeurigheid

Enige krimp en vervorming is te verwachten, afhankelijk van de gebruikte gietmethode. Strenge toleranties vereisen meestal een volgend proces zoals machinale bewerking.

Afwerking oppervlak

Gegoten oppervlakken moeten vaak een secundaire bewerking ondergaan zoals slijpen of polijsten, vooral bij zandgieten.

Grootste opstartkosten voor gereedschap

Mallen en patronen kunnen erg duur en tijdrovend zijn bij processen zoals spuitgieten en verlorenwasgieten.

Defecten

Porositeit, krimp, hete scheuren of insluitingen kunnen ontstaan en de integriteit van het resulterende product in gevaar brengen, tenzij deze problemen effectief worden aangepakt tijdens het productieproces.

Keuze tussen gieten en andere productieprocessen 

De keuze voor gieten in plaats van smeden, machinaal bewerken of fabriceren hangt af van veel factoren:

Tabel 2: Selectie tussen giet- en andere productieprocessen 

Voor toepassingen waar een zeer hoge mechanische sterkte, precisie of oppervlakteafwerking vereist is, kan het echter nodig zijn om het gieten te vervangen door smeden of CNC-bewerking.

Moderne trends en automatisering in gieterijen

Moderne gieterijen ontwikkelen zich, net als elke andere industrie, snel met de vooruitgang in technologie. De belangrijkste trends zijn:

Smart Foundries (IoT 4.0)

Kwaliteitscontrole en productiviteit in gieterijen veranderen door de implementatie van IoT-sensoren, realtime gegevensvastlegging en voorspellend onderhoud.

Patronen en mallen maken met 3D printen

Additive manufacturing is een methode geworden om patronen direct te produceren en nu zelfs mallen te gieten, waardoor de doorlooptijd en de kosten voor prototyping op dit moment korter worden.

Duurzaamheid

Gieterijen worden schoner in hun productie door zaken als elektrische smeltovens en betere controle op stofdeeltjes en deeltjesuitstoot.

Simulatiesoftware

Met behulp van geavanceerde gietsimulatiesoftware kunnen ingenieurs metaalstroming, stolling en mogelijke defecten zien lang voordat ze naar de productie gaan om minder afval te creëren en de kwaliteit te verbeteren.

De toekomst van gieterijen in wereldwijde productie

Hoewel geavanceerdere processen voor het maken van onderdelen de gieterijen hebben ingehaald, zijn gieterijen nog steeds van vitaal belang. Ze kunnen krachtige, grote en gecompliceerde metalen onderdelen op grote schaal maken, waardoor ze relevant blijven in de industrie. Ze worden slimmer en duurzamer door uitvindingen op het gebied van digitalisering, duurzame productie en het gebruik van kunstmatige intelligentie bij de procesbesturing.

Ook de toenemende populariteit van elektrische voertuigen, windenergie-installaties en de verbetering van de lucht- en ruimtevaart dragen bij aan de toenemende vraag naar hoogwaardige gietstukken.

Overzicht: Enkele van de belangrijkste verschillen tussen gieten en gieten

Tabel 3: Een overzicht van de belangrijkste verschillen:

Kortom:

Gieten vindt plaats in een gieterij. Gieten is het proces in een gieterij.

Laatste gedachten

Het onderscheid tussen gieterij en gietwerk is niet alleen semantisch; het is essentieel voor ingenieurs, inkopers en productiebedrijven. Gieterijen zijn grootschalige productiefaciliteiten waar het gietproces professioneel, veilig en consistent wordt uitgevoerd. Als het gaat om het sourcen van onderdelen, het evalueren van leveranciers en het verbeteren van productieprocessen, kunnen de voordelen van het begrijpen van de specifieke functies van elk van deze termen leiden tot meer succes en een nog betere kwaliteit van een product.

Veelgestelde vragen 

1. Betekenen gieten en gieterij hetzelfde?

Nee. Het proces is gieten en de plaats waar gegoten wordt is een gieterij.

2. Is het mogelijk om zonder gieterij te gieten?

Gieten van welke soort dan ook, zelfs in de moderne productietijd, kan nooit in een open veld plaatsvinden, omdat de apparatuur en veiligheidseisen vereisen dat dit in een gieterij gebeurt.

3. Is het ingewikkelder om te gieten of om een gieterij te runnen?

Foundry is nog gecompliceerder omdat het de hele levenscyclus van productontwerp en -voltooiing verwerkt, inclusief kwaliteitsbeheer.

4. Is er een gieterij die niet alleen giet?

Ja. Oppervlakteafwerking, machinale bewerking en warmtebehandeling zijn ook op grote schaal beschikbaar in veel gieterijen.

5. Moet een metalen onderdeel gegoten of gegoten worden?

Het proces kan worden aangegeven door het gebruik van het gegoten onderdeel, terwijl "foundry-made" een alternatief is als het belangrijk is om de herkomst of productiekwaliteit aan te geven.