Kernkasten
Englisch: corebox
Kasten, in dem der Kern (üblicherweise aus Sand) zur Herstellung des Hohlraums eines Gussteils angefertigt wird.
Kernkasten: die Form, die den hohlen Innenraum einer Gussstück prägt
Ein Kernkasten ist ein starrer Behälter, meist aus Holz, Aluminium oder Gusseisen, der zum Halten und Formen von Sandkernen während des Formvorgangs dient. Der Sandkern, ein Gemisch aus Quarzsand mit einem Bindemittel wie Öl, Harz oder Ton, wird in den Kernkasten gepackt und dann als feste Form herausgenommen. Dieser Kern wird später in die Hauptgießform eingelegt, um Innenkanäle, Hohlräume oder Aussparungen im fertigen Gussstück zu schaffen.
Die Geometrie des Kernkastens bestimmt unmittelbar die Form des inneren Hohlraums. Für ein einfaches zylindrisches Loch durch ein Gussstück kann der Kernkasten ein gerader Stahlrohr sein; für komplexe Kühlkanäle in einem Motorblock oder Rohrabschnitte in einem Krümmer ist der Kernkasten eine präzisions-bearbeitete Vertiefung, die die erforderliche Hohlgeometrie im Gegensinn nachbildet. Der Kernkasten muss Schrägen aufweisen (typisch 3 bis 5 Grad von der Vertikalen), damit der erhärtete Kern ohne Beschädigung des Sandes herausgezogen werden kann.
Kernkasten-Design und Materialien
Holzkernkästen sind kostengünstig und leicht zu ändern, geeignet für kleine Serien oder Prototypenarbeiten, verschleißen aber schnell und nehmen Feuchtigkeit auf. Aluminiumkernkästen bieten eine längere Lebensdauer und bessere Maßstabilität, sind aber teurer. Stahlkernkästen werden für die Serienproduktion verwendet; sie widerstehen Verschleiß und thermischen Wechseln durch heißen Sand, erfordern aber höhere Präzision in der Herstellung und sind die teuerste Variante.
Der Kernkasten muss auf das verwendete Bindemittelsystem abgestimmt sein. Ölgebundene Kerne (mit Leinöl oder anderen Trocknungsölen) können kleine Belüftungslöcher im Kernkasten erfordern, um Druckaufbau beim Rammen zu vermeiden. Chemisch gebundene Kerne (mit Phenol-Formaldehyd oder Furan-Bindern) erhärten durch Aushärtung statt Backen, daher kann der Kernkasten einfacher sein. Die Wandstärke des Kernkastens selbst liegt typischerweise bei 10 bis 25 mm für kleine Kerne und bis zu 50 mm oder mehr für große Industriegussteile.
Häufige Probleme sind Sandhaftung an den Kernkastenwänden, verursacht durch unzureichende Formtrennmittel oder Bindemittelaufbau, was zum Reißen beim Entnehmen des Kerns führt. Maßabweichungen treten auf, wenn der Kernkasten nicht ordnungsgemäß gereinigt und gewartet wird oder sich durch Wärmespannungen verformt. Ein verschlissener oder beschädigter Kernkasten erzeugt Kerne außerhalb der Toleranzen, was zu Gussfehlern oder Ausschuss führt.