Vom Feinguss zum MIM-Teil. Sieben Fehler, die bei der Umstellung immer wieder passieren — und warum die Feingusszeichnung fast nie unverändert übernommen werden darf.

Die Umstellung vom Feinguss auf MIM ist der häufigste Verfahrenswechsel, den wir begleiten. Die Gründe sind meist dieselben: engere Toleranzen, bessere Oberfläche im Rohzustand, geringerer Nacharbeitsaufwand, und bei steigender Stückzahl ein niedrigerer Gesamtpreis.

Technisch sind sich beide Verfahren ähnlicher, als es scheint — beide erzeugen endkonturnahe Metallteile aus einer Form. Genau diese Ähnlichkeit ist das Problem: Sie verleitet dazu, die vorhandene Zeichnung unverändert zu übernehmen. Fast alle Schwierigkeiten in solchen Projekten lassen sich auf diesen einen Reflex zurückführen.

Fehler 1 — Die Bearbeitungszugabe stehen lassen

Feingussteile werden mit Aufmaß konstruiert. Funktionsflächen bekommen typischerweise 0,5 bis 2 Millimeter, die anschließend zerspant werden. Das ist im Feinguss richtig, weil die Gussgenauigkeit für Passmaße nicht ausreicht.

Bei MIM ist dieselbe Zugabe ein doppelter Verlust: Sie kostet Material, und sie kostet einen Bearbeitungsgang, der meist gar nicht nötig wäre. MIM erreicht ±0,3 bis 0,5 Prozent vom Nennmaß direkt aus dem Ofen — bei einem 20-Millimeter-Maß also etwa ±0,06 bis 0,10 mm.

Prüfen Sie jede Bearbeitungszugabe einzeln. In vielen Fällen kann sie ersatzlos entfallen. Wo sie bleiben muss, weil die Toleranz enger ist, gehört sie in die Kostenrechnung — zerspanende Nacharbeit ist der teuerste Einzelposten überhaupt.

Fehler 2 — Wandstärken beibehalten

Der gravierendste Fehler, weil die Logik der beiden Verfahren hier entgegengesetzt ist.

Im Feinguss erstarrt die Schmelze von außen nach innen. Massive Bereiche brauchen Speiser, die Material nachliefern, sonst entstehen Lunker. Der Konstrukteur lernt: erstarrungsgerecht gestalten, gerichtete Erstarrung ermöglichen, dicke Bereiche anspeisen.

Bei MIM verläuft die kritische Physik umgekehrt. Der Binder muss von innen nach außen heraus, und die Entbinderungsdauer wächst überproportional mit der Wandstärke — bei doppelter Wand etwa auf das Vierfache. Massive Bereiche sind hier kein Speiserproblem, sondern ein Entbinderungsproblem.

Ein Feingussteil mit 6 bis 8 Millimeter Wand ist konstruktiv sauber. Dasselbe Teil als MIM-Bauteil braucht Taschen, Aussparungen oder Rippenstrukturen. Der gute Teil der Nachricht: Diese Auflösung kostet im MIM nichts, weil das Werkzeug die Geometrie ohnehin abbildet. Wie das konstruktiv geht, steht in K.02.

Fehler 3 — Die Werkstoffnummer übernehmen

Auf der Feingusszeichnung steht 1.4404 oder 42CrMo4, und beides ist dort korrekt. Im MIM bedeutet es etwas anderes.

Der Grund liegt im Verfahren: Beim Feinguss wird eine Schmelze mit definierter Zusammensetzung vergossen — die Analyse der Charge beschreibt das Bauteil. Bei MIM entsteht der Werkstoff erst beim Entbindern und Sintern; Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff werden vom Prozess verändert. Ausführlich in K.19.

Zwei Beispiele, die wir regelmäßig sehen: 42CrMo4 lässt sich nicht über die Werkstoffnummer spezifizieren, weil der Kohlenstoffgehalt im MIM ein Prozessergebnis ist. Und MIM-316L ist nicht 1.4404 — die Korrosionsbeständigkeit hängt an Dichte und Sinterführung, nicht allein an der Analyse.

Fehler 4 — Fehlerbilder und Prüfvorschriften verwechseln

Der Fehler, der am spätesten auffällt und dann am meisten Ärger macht.

Feinguss und MIM haben grundlegend verschiedene Fehlerbilder. Im Feinguss entstehen lokale Defekte: Lunker an massiven Stellen, Schwindungshohlräume, Schlackeneinschlüsse, Kaltläufe. Sie sind groß, örtlich begrenzt und werden per Durchstrahlungsprüfung gefunden.

Bei MIM ist die Restporosität fein verteilt und liegt im Mikrometerbereich. Sie ist kein Defekt, sondern ein Werkstoffmerkmal — 95 bis 98 Prozent Dichte sind normal. Eine Röntgenprüfung nach Feinguss-Referenzbildern findet daran entweder nichts oder verwirft alles, je nach Bewertungsmaßstab. Beides ist wertlos.

Die Konsequenz: Prüfvorschriften müssen bei der Umstellung neu geschrieben werden, nicht übertragen. Welche Verfahren wofür taugen, steht in K.20.

Fehler 5 — Oberflächenangaben unverändert lassen

Feingussoberflächen liegen typischerweise bei Ra 3 bis 12 µm, abhängig von Formschale und Werkstoff. Deshalb steht auf vielen Feingusszeichnungen eine Nacharbeit — geschliffen, gestrahlt, poliert.

MIM liefert im Sinterzustand Ra 0,4 bis 1,6 µm. Ein erheblicher Teil der spezifizierten Nacharbeit ist damit gegenstandslos. Prüfen Sie jede Oberflächenangabe: Wo der Feinguss nachbearbeitet werden musste, reicht bei MIM oft der Rohzustand. Welche Ra-Werte erreichbar sind, steht in K.04.

Fehler 6 — Die Anschnittlage nicht mitdenken

Im Feinguss sitzt der Anguss an einer massiven Stelle und wird abgetrennt; die Trennstelle wird verputzt. Im MIM ist der Anschnitt klein, hinterlässt eine kaum sichtbare Marke — aber seine Lage bestimmt, wie die Form gefüllt wird, wo Bindenähte entstehen und wie das Teil schwindet.

Das ist keine Fertigungsdetailfrage, sondern eine Konstruktionsfrage: Die Anschnittposition sollte vor der Werkzeugfreigabe gemeinsam festgelegt werden. Funktionsflächen und Dichtflächen gehören nicht dorthin, und stark beanspruchte Querschnitte sollten keine Bindenaht tragen.

Fehler 7 — Werkzeug- und Mengenlogik gleichsetzen

Beide Verfahren brauchen ein Werkzeug, aber die Größenordnungen unterscheiden sich. Eine Wachsspritzform ist meist günstiger als ein MIM-Werkzeug, dafür sind die Feinguss-Stückkosten höher — jedes Teil braucht eine eigene Keramikschale.

Daraus folgt: Die Umstellung lohnt sich mit der Menge, nicht per se. Die Break-Even-Rechnung steht in K.01, die Amortisationsseite in K.05.

Die Umstellungs-Checkliste

Unser Ansatz

Bei Umstellungsprojekten sehen wir die Feingusszeichnung durch und markieren die Punkte, die geändert werden sollten — bevor ein Angebot entsteht. Das kostet uns eine Stunde und erspart beiden Seiten eine Werkzeugänderung, die vier bis acht Wochen dauert.

Weiterlesen

• MIM vs. Feinguss vs. Zerspanung — die Break-Even-Rechnung für zwei Beispielgeometrien.
• Entbindern und Sintern — warum die Werkstoffnummer nicht übertragbar ist.
• Dichte, Porosität und HIP — warum Feinguss-Prüfvorschriften bei MIM nicht greifen.