Pressen und fließen. Gießen und erstarren. Schneiden und spanen.

Beim Schmieden wird das Metall in der Hitze umgeformt, und das Gefüge fließt der Bauteilform nach. Die Korngrenzen legen sich in die Kontur, und quer zur Last bleibt keine schwache Richtung. Ein geschmiedetes Pleuel hält zwei- bis dreimal so viele Lastwechsel aus wie ein gegossenes. Bei hoher umlaufender oder schwingender Beanspruchung – Kurbelwellen, Pleuel, Verbindungselemente – zieht man das Schmieden vor. Bei ruhender Last kann der Guss genügen.

Der Feinguss beginnt mit einem Wachsmodell, um das sich eine Keramikschale legt, in die das Metall gegossen wird. Das Modellwerkzeug ist teuer, doch die Abbildung fein – die beste Wahl für Luftfahrt und Medizin; üblich sind Serien von 100 bis 10.000 Stück. Beim Druckguss wird flüssiges Metall in ein Stahlwerkzeug gespritzt: kurzer Takt, große Stückzahl, aber beschränkt auf Aluminium, Zink und Magnesium, üblicherweise ab 10.000 Stück. Für Teile aus Stahl oder Edelstahl nimmt man den Feinguss, für Aluminium in großer Stückzahl den Druckguss.

Unter 100 bis 500 Teilen – je nach Komplexität – ist die CNC-Bearbeitung meist billiger als der Guss, denn dieser schleppt hohe Werkzeugkosten mit sich. Bei einfacher Frästeilgeometrie verschiebt sich der Umschlagpunkt noch weiter nach oben, über 1.000 Teile. Bei verwickelter Geometrie mit fünf Achsen und mehreren Aufspannungen gewinnt der Guss schon früher. Für Einzelstücke und kleine Serien ist die CNC-Bearbeitung die Voreinstellung.

Das ist das Übliche. Man gießt endkonturnah, weil das die günstige Art ist, den Werkstoff hinzubringen, und zerspant nur die kritischen Stellen auf Toleranz. Ein Motorblock etwa entsteht im Feinguss in fast seiner ganzen Geometrie, während Lagerstellen, Zylinderbohrungen und Passflächen gefräst werden. So fällt weniger Zerspanung an – das spart Geld – und die geforderte Toleranz steht dort, wo sie gebraucht wird. Für viele Kunden führen wir diesen gemischten Ablauf aus Guss und Zerspanung zusammen.

Bei hochfesten Teilen wie Verbindungselementen der Luftfahrt zieht man das Schmiedestück meist vor. Aus dem Vollen gefräste Teile beginnen als Stange, deren Eigenschaften nur in Walzrichtung ausgerichtet sind; Schmiedeteile haben einen räumlichen Faserverlauf, der der Geometrie folgt. Verbindungselemente, Luftfahrtkonsolen und Pleuel im Fahrzeugbau werden geschmiedet, gewöhnliche Zerspanungsteile aus dem Vollen gefertigt. Kostenseitig verlangt das Schmieden 10.000 bis über 30.000 USD an Werkzeugen, das Fräsen aus dem Vollen so gut wie nichts – die Stückzahl entscheidet.

In der Pulvermetallurgie wird Metallpulver in einer Matrize verdichtet und anschließend gesintert. Das Teil entsteht endkonturnah, mit mittleren mechanischen Eigenschaften, und rechnet sich bei sehr großen Stückzahlen ab etwa 100.000 Stück. Verwendet wird es für Lager im Fahrzeugbau, kleine Zahnräder und poröses Metall wie ölgetränkte Buchsen. In den Eigenschaften liegt es zwischen Guss und Schmiedestück, die Werkzeugkosten entsprechen denen des Druckgusses. Für große Mengen kleiner Präzisionsteile ohne höchste mechanische Ansprüche ist es sehr wirtschaftlich.