Lanze

Beim Schalengießen ist eine Lanze ein dünner Eisenstab, der senkrecht durch die Gießformhohlraum gesteckt wird, um den Kern zu stützen und ihn in der richtigen Höhe und Position zu halten. Der Kern, üblicherweise aus gebundenem Sand, würde ansonsten während des Gießens durchhängen oder verrutschen und zu Maßtoleranzen oder Metalleinbrand in den Sand führen. Die Lanze überträgt das Kerngewicht auf die Formstruktur selbst und hält ihn so lange im Hohlraum schwebend, bis das Metall erstarrt.

Lanzen haben üblicherweise einen Durchmesser von 6 bis 12 Millimetern, bestehen aus mild gezogenem Kohlenstoffstahl und sind lang genug, um von der Kernoberseite durch die Formwand bis zur Rückplatte oder zum Formkasten zu reichen. Sie müssen ausreichend steif sein, um sich unter der thermischen Belastung und dem hydrostatischen Druck des flüssigen Metalls nicht durchzubiegen, jedoch einen kleinen genug Durchmesser aufweisen, dass ihr eigener Metall-Abdruck auf dem Gussstück noch akzeptabel bleibt; typischerweise werden sie geschliffen, um Beschädigungen an der Gussoberfläche nach dem Auswerfen zu minimieren.

Die Lanze wird durch ein Loch gesteckt, das während der Formherstellung in die Schalform gebohrt oder gegossen wird. Für große Kerne können mehrere Lanzen verwendet werden, gleichmäßig verteilt, um die Stützung zu verteilen. Nach dem Erstarren des Gussstücks und dem Zerbröckeln der Form bleibt die Lanze im Gussstück eingebettet und muss entfernt werden, üblicherweise durch Schleifen, Abbrennen oder Abmeißeln. In manchen Fällen, besonders bei innenliegenden Kernen in Turbinenschaufeln oder komplexen Hohlräumen, wird das Lanzenloch zu einem notwendigen Nebenmerkmal, das bei der Nachbearbeitung berücksichtigt werden muss.

Probleme entstehen, wenn Lanzen zu dünn sind und Kerne durchhängen und den Formhohlraum verzerren, oder wenn sie schlecht positioniert sind und Spannungskonzentrationen erzeugen, die zum Kernbruch während des Gießens führen. Thermischer Schock kann auch dazu führen, dass Lanzen brechen oder sich lockern, wenn sie sich während der Abkühlung zu schnell zusammenziehen, wodurch ein loser Kern zurückbleibt. Der Begriff selbst kommt vom speerstichartigen Aussehen des dünnen Stabes, der senkrecht durch die Formstruktur hindurchführt.

Lanzen sind Standard in Hochvolumen-Präzisionsgießerei und Schalengießprozessen, wo Wiederholbarkeit und Maßgenauigkeit entscheidend sind. Sie sind unverzichtbar zum Gießen innenliegender Merkmale wie Kühlkanäle in Superlegierungsteilen, komplexe Hohlräume in Luft- und Raumfahrtteilen und Unterschnitte, die nicht durch die Formwände allein geformt werden können. Richtige Lanzenauslegung, Materialspezifikation und Positionierung sind Teil der Werkzeugspezifikation für jedes Gießprogramm.