Wachsausschmelzverfahren

Das Wachsausschmelzverfahren ist ein Formverfahren für den Metall- und Glasguss. Es werden meist einteilige Formen hergestellt. Die Modelle werden meist aus Wachs, seit einigen Jahren zunehmend auch aus Kunststoffen hergestellt. Im Verlauf des Verfahrens wird sowohl das Modell als auch die Form zerstört. Daher wird es auch als Verfahren mit verlorenem Modell bezeichnet, gelegentlich auch als Verfahren mit verlorener Form. Da aber noch andere, gänzlich verschiedene Formverfahren mit verlorener Form existieren, sollte letztere Bezeichnung vermieden werden.

Eine andere Bezeichnung für das Verfahren ist cire perdu (frz. verlorenes Wachs).

Arbeitsschritte

1. Ein gewünschter Gegenstand wird aus Wachs modelliert. Dies ist das Modell oder Wachsmodell.
2. Das Modell wird mit Einguss- und Entlüftungskanälen versehen (in Gießereien werden solche Modelle auch als "das Wachs" bezeichnet).
3. Der Formstoff wird aufbereitet.
4. Das Modell wird mit Formstoff/Einbettmasse ummantelt; es entsteht die Grünform.
5. Die Grünform wird ausgeschmolzen; der Formhohlraum entsteht.
6. Je nach Einbettmasse wird die Form eventuell gebrannt.
7. Geschmolzenes Metall wird in die Form gegossen.
8. Das Metall erstarrt in der Form.
9. Die Form wird zerschlagen, um den Rohguss zu entnehmen.

Varianten des Wachsausschmelzverfahrens

Nach Art und Weise des Form-Aufbaus kann man unterscheiden in:

• Blockförmige Gussformen
• Formen mit schalenförmigem Aufbau

Blockförmige Formen

Hierzu zählen alle Formstoffe, deren Bindemittel Gips ist, z. B. Schamotte oder Ziegelsplitt. Die Wachsmodelle werden mit einem Anschnitt versehen und entweder in den flüssigen Formstoff getaucht oder die Modelle werden mit dem Formstoff übergossen. Nachdem der Gips abgebunden hat, müssen die Formen je nach Größe einige Tage im Trockenofen bei Temperaturen bis etwa 800 °C gebrannt werden.

Formen mit schalenförmigem Aufbau

Diese Formen umhüllen das Wachsmodell mit einer Schale aus feuerfestem Formstoff. Der Unterschied liegt im Aufbau der Form. Während bei den obengenannten Formen der Formstoff in flüssiger Weise vorliegt, wird bei dieser Methode der Formstoff in einem oder mehreren Arbeitsgängen auf das Wachs aufgetragen. Die am häufigsten verwendeten Formstoffe hierfür sind Tone, und speziell aufbereitete Lehme. Seit einigen Jahrzehnten auch Quarzsand mit Wasserglas als Bindemittel, bzw. anderweitige feuerfeste Materialien wie Zirkon- und Olivinsand mit synthetischen Bindemitteln. Letztere finden oft in der Schmuckindustrie, dem Präzisionsguss oder dem Feingießen Verwendung.

Anforderungen an die Materialien

Das Modellmaterial muss mechanisch belastbar sein, so dass es beim Einformen nicht zerbricht oder deformiert wird. Das Modellmaterial muss sich restlos ausschmelzen lassen, dies gilt speziell beim Präzisionsguss. Sollte das Modell auch mittels einer Form hergestellt werden, sollte es nur eine geringe oder gar keine Schwindung aufweisen.

Die Formstoffe sind vielgestaltig, aber alle Formstoffe sollten eine Kombination der folgenden Eigenschaften aufweisen:

• Bildsamkeit
• Feuerfestigkeit
• Gasdurchlässigkeit
• Guter Zerfall nach dem Guss

Für den Präzisionsguss sind zusätzlich erforderlich:

• Dimensionsverhalten
• Chemische Stabilität

Gipsgebundene Einbettmassen zerfallen leicht und geben dabei Schwefel ab, der das Gussmetall verunreinigt.

Aus den Anforderungen lässt sich leicht ersehen, dass eine Reihe von Materialien in Frage kommen. Hier folgt eine Auswahl der verschiedenen Materialien:

• Tonmineral
• Lehm
• Schamotte
• Quarzsand
• Ziegelsplitt
• Gips

Geschichte

Das Prinzip dieses Verfahrens ist seit Jahrtausenden bekannt und findet zumindest seit dem 4. vorchristlichen Jahrtausend Anwendung im Metallhandwerk. Bedeutende Zentren der Metallverarbeitung waren ab dem 5. Jahrtausend Bulgarien mit seinen frühen Kupferminen, sowie Anatolien mit Kestrel und Göltepe mit einer der frühesten Zinnminen und Zinnproduktion der alten Welt (4. Jhd. v. Chr.). Das Verfahren war auch den indigenen Völkern Kolumbiens und Mittelamerikas, z.  B. den Muisca (Eldorado), bekannt. Sie benutzten dafür z. B. Tumbaga und formten Kultgegenstände. Alle bedeutenden Bronzekunstgusswerke des frühen Mittelalters sind so entstanden.
Heute wird beispielsweise die Kühlerfigur des Rolls-Royce, der Spirit of Ecstasy, im Wachsausschmelzverfahren hergestellt. Auch in der zeitgenössischen Kunst findet dieses Verfahren seine Anwendung, da die Abformung sehr exakt die feinen Modellierstrukturen abbildet, wie man beispielsweise an den Bronzeskulpturen des Künstlers Norbert Marten erkennen kann. Die Zahntechnik verwendet diese Methode ebenfalls.