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Fachübungen LB1-3 – Werk- und Hilfsstoffe auswählen - Metall- und Glockengießer

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Einleitung

Lernbereich LB1-3 · 1. Ausbildungsjahr · Metall- und Glockengießer/in. Du lernst, metallische und nichtmetallische Werkstoffe sowie Hilfsstoffe fachlich zu unterscheiden, für einen beschriebenen Gussauftrag begründet auszuwählen, Materialdaten auszuwerten und Mengen sowie Kosten zu berechnen. Der hier verwendete Lernbereichscode LB1-3 ist eine redaktionelle Kursgliederung, keine amtliche Bezeichnung eines Prüfungsbereichs. Voraussetzung sind Grundkenntnisse im Dreisatz und das Lesen einfacher Tabellen.

Der anerkannte Handwerksberuf umfasst nach der vom BIBB geführten Ausbildungsordnung vom 15. Mai 1998 eine dreijährige Ausbildung (Ausbildungsbeginn nach dieser Ordnung: 1. August 1998). Für das dritte Ausbildungsjahr sind die Fachrichtungen Zinngusstechnik, Kunst- und Glockengusstechnik und Metallgusstechnik vorgesehen. Dieser Kurs behandelt gemeinsame Grundlagen des ersten Jahres. Nach § 7 der Verordnung ist später eine Zwischenprüfung vorgesehen; Werk- und Hilfsstoffe gehören ausdrücklich zu deren Themen. Die Gesellenprüfungen sind fachrichtungsspezifisch in §§ 8–10 geregelt. Hier werden keine Originalprüfungsaufgaben, verbindlichen Prüfungszeiten oder ungeprüften Gewichtungen verwendet. Amtliche Quellen: BIBB-Berufsprofil, Ausbildungsordnung und Ausbildungsrahmenplan.

Sicherheitsrahmen: Sämtliche Rechnungen, Datensätze, Preise und Fallbeispiele sind synthetisch. Die Übungen erlauben keine reale Material- oder Maschinenfreigabe. Schmelzen, Gießen, Formen mit gefährlichen Bindern, Reinigen mit Gefahrstoffen und Arbeiten an elektrischen Anlagen oder Maschinen erfolgen ausschließlich unter Anleitung qualifizierter Fachkräfte anhand betrieblicher Gefährdungsbeurteilung, Sicherheitsdatenblätter und freigegebener Anweisungen. Lernende arbeiten hier mit Dokumenten, Zeichnungen und Tabellen, nicht mit heißen Metallen oder gefährlichen Stoffen.

Werkstoffe, Hilfsstoffe und Auswahlkriterien

Was wird ausgewählt?

Ein Werkstoff bildet das eigentliche Werkstück oder den fertigen Gusskörper, beispielsweise eine definierte Kupfer-Zinn-Legierung für eine Glocke. Ein Hilfsstoff unterstützt die Herstellung oder Bearbeitung und ist im Produkt nicht der bestimmende Werkstoff, beispielsweise Formstoffbinder, Trennmittel oder Kühlschmierstoff. Betriebsstoffe dienen vor allem dem Betrieb von Anlagen; je nach betrieblicher Systematik gibt es Überschneidungen. Ein Formgrundstoff ist etwa Quarzsand; erst zusammen mit geeigneten Zusätzen entsteht ein für ein bestimmtes Verfahren brauchbarer Formstoff. Nicht alle Hilfsstoffe sind harmlos.

Die erste Unterscheidung lautet metallisch oder nichtmetallisch. Anschließend ordnest du die Stoffe nach Aufgaben zu: Gusswerkstoff, Modellmaterial, Formgrundstoff, Binder, Beschichtung, Prüf- oder Betriebsstoff. Aluminium, Kupfer, Zinn und Eisen sind Metalle; Bronze und Messing sind Legierungen; Sand, Lehm, Wachs und keramische Werkstoffe sind nichtmetallische Stoffe. Ein Halbzeug ist ein vorgefertigtes Material, etwa ein Blech, Stab oder Profil, das noch bearbeitet wird.

Stoffgruppe	Beispiel	Aufgabe	Zentrale Prüffrage
Gusswerkstoff	Kupfer-Zinn-Legierung	Werkstück wird daraus hergestellt	Ist die spezifizierte Zusammensetzung nachgewiesen?
Formgrundstoff	Form- oder Kernsand	bildet mit Zusatzstoffen die Form	Passt seine Körnung zum Verfahren?
Binder	Tonhaltiger Binder	verbindet die Körner im Formstoff	Sind Festigkeit und Umweltanforderungen geeignet?
Modellmaterial	Holz oder Kunststoff	gibt die Geometrie vor	Genügt die Maßstabilität für die Stückzahl?
Beschichtungs- oder Trennmittel	verfahrensabhängiges Produkt	beeinflusst Formoberfläche oder Trennung	Sind Eignung und Freigabe dokumentiert?

Fünf Entscheidungsschritte

Auftrag lesen: Bauteilfunktion, Maße, Geometrie, geforderte Oberfläche, Stückzahl und Prüfmerkmale erfassen.
Anforderungen sammeln: Zusammensetzung, Dichte, Bearbeitbarkeit, Korrosionsverhalten, Festigkeit und Kosten priorisieren.
Nachweise beschaffen: Produktdatenblatt, Chargenbezeichnung, Kennzeichnung und gegebenenfalls Prüfbescheinigung vergleichen.
Risiken klären: Staub, Gefahrstoffkennzeichnung, Recyclingwege, Reststofftrennung und Freigabestatus dokumentieren.
Entscheidung prüfen: Stoff und Hilfsstoff mit Begründung auswählen, Unsicherheiten offenlegen und Freigabe einer befugten Fachkraft vorbehalten.

Typischer Fehler: Ein gelblich aussehendes Metall allein anhand seiner Farbe als eine bestimmte Legierung zu identifizieren. Farbe ist kein belastbarer Nachweis für Zusammensetzung und Eignung. Auch eine aufgedruckte Bezeichnung ersetzt keine Plausibilitätsprüfung der Unterlagen.

Historische Handformwerkzeuge: Die Werkzeugwahl und die Stoffauswahl hängen vom Verfahren ab. Bild: BevinBrett, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons (siehe Mediennachweise).

Metalle und Legierungen erkennen

Reine Metalle, Legierungen und Bezeichnungen

Eine Legierung besteht aus mindestens zwei chemischen Elementen, davon mindestens eines metallisch, und besitzt gezielt eingestellte Eigenschaften. Kupfer (Cu) kann mit Zinn (Sn) eine Zinnbronze bilden; die Legierung und ihre Zusammensetzung müssen dennoch genau spezifiziert werden. Messing bezeichnet überwiegend Kupfer-Zink-Legierungen. Aluminiumlegierungen sind wegen ihrer vergleichsweise geringen Dichte für viele leichte Gussstücke relevant. Zinnlegierungen werden unter anderem im Zinnguss verwendet. Eisenbasierte Gusswerkstoffe besitzen andere Eigenschaften und Verarbeitungsvoraussetzungen als Kupferlegierungen; ihre Auswahl ist nicht beliebig austauschbar.

Für Glocken kommen historisch und fachlich bestimmte Kupfer-Zinn-Bronzen in Betracht. Zahlen wie 78 Masse-% Cu und 22 Masse-% Sn sind hier ausschließlich eine fiktive Aufgaben-Spezifikation. Aus ihr darf keine reale Schmelzvorschrift, werkstofftechnische Freigabe oder Aussage zu einem bestimmten Glockenton abgeleitet werden. Masse-% bezeichnet den Massenanteil eines Bestandteils am Ganzen; Atom-% ist eine andere Bezugsgröße.

Kennzeichen	Hauptbestandteile	Einsatzbeispiel	Warum die genaue Sorte zählt
Zinnbronze	Kupfer und Zinn	Glocke oder Kunstguss	Legierungsgehalt beeinflusst Gieß- und Gebrauchseigenschaften
Messing	Kupfer und Zink	Beschlag und Armatur	Nicht mit Zinnbronze verwechseln
Aluminiumgusslegierung	Aluminium mit Legierungselementen	leichtes Gussteil	Dichte und Eigenschaften sind sortenabhängig
Zinnbasierte Legierung	Zinn mit weiteren Komponenten	Zinngegenstand	Zusammensetzung kann rechtlich und technisch entscheidend sein
Eisengusswerkstoff	Eisen mit Kohlenstoff und weiteren Elementen	maschinentechnisches Bauteil	Gefüge, Festigkeit und Verfahren müssen zusammenpassen

Diagramm richtig lesen und Messgrößen unterscheiden

Ein Zustandsdiagramm beschreibt Phasenbereiche in Abhängigkeit von Temperatur und Zusammensetzung; es ersetzt keine Verfahrensfreigabe. Unterscheide im Cu-Sn-Diagramm die Achsen für Masse- und Atomanteile sowie die Gültigkeit des betrachteten Bereichs. Ein Diagramm liefert keine pauschale Gießtemperatur. Für eine erste Materialentscheidung interessieren dich vor allem identifizierte Werkstoffbezeichnungen, deklarierte Zusammensetzung und passende Datenblätter.

Phasendiagramm für Kupfer-Zinn im Bronzebereich; Achsen, Legenden und Einheiten sorgfältig prüfen. Grafik: Cdang, gemeinfrei, Wikimedia Commons.

Sortenreinheit und Materialkreislauf

Rücklaufmaterial kann wertvoll sein, wenn Herkunft, Legierung und Kontamination bekannt sind und es für die spätere Verwendung ausdrücklich zugelassen ist. Unbekannter Mischschrott ist für eine eng tolerierte Legierungsaufgabe kein gleichwertiger Ersatz für gekennzeichnetes Einsatzmaterial. Die wirtschaftliche Auswahl vergleicht nicht nur den Kilopreis, sondern auch Ausschussrisiko, Nachweisbarkeit, Trennbarkeit und Wiederverwendung. Eine fehlende Chargennummer ist kein kosmetischer Dokumentationsfehler, sondern erschwert die Rückverfolgbarkeit.

Historischer Bezug zum Glockenguss; die Abbildung dient der Einordnung des Gewerks, nicht als Arbeitsanweisung. Foto: Kiessli, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons.

Fachvideo des Kanals SWR Handwerkskunst: „Glocken gießen: Ein altes Verfahren aus dem 12. Jahrhundert“ (2024). Beobachtungsauftrag: Notiere die im Film erkennbaren Werk- und Hilfsstoffe; unterlasse das Nachahmen der gezeigten Gefahrarbeiten. Videorechte verbleiben bei SWR; YouTube-Einbettung ist keine OER-Lizenz.

Formstoffe und weitere Hilfsstoffe zuordnen

Formstoffsystem statt einzelner Zutat

Bei Sandformen werden Formgrundstoff, Binder und gegebenenfalls weitere Zusätze als abgestimmtes System betrachtet. Der Binder sorgt für Zusammenhalt; die Körnung beeinflusst unter anderem Oberflächenabbildung und Gasdurchlässigkeit. Grünsand bezeichnet einen feuchten, meist tongebundenen Formstoff; das Wort „grün“ bedeutet nicht ökologisch unbedenklich. Kernsand wird für Kerne genutzt, mit denen innere Hohlräume entstehen. Kerne und Formhälften müssen für das jeweilige Verfahren geeignet sein.

Wichtige Zielkonflikte: Sehr feine Körner können eine feinere Abbildung fördern, aber die Gasdurchlässigkeit verändern. Höhere Bindung ist nicht automatisch besser: Festigkeit, Gasbildung, Entformbarkeit und Recyclingfähigkeit müssen gemeinsam beurteilt werden. Ein anderer Binder kann zusätzliche Schutz- und Entsorgungsanforderungen auslösen. Ohne Datenblatt darfst du keine chemischen Mischungen planen.

Schematische Darstellung von Kernen im Sandformbereich (englischsprachige Bildbeschriftung). Grafik: Wizard191, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons.

Beispiel aus der Sandgießerei. Foto: SMAN ENGINEERS, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons.

Modell-, Trenn- und Bearbeitungshilfen

Modellwerkstoffe wie Holz, Kunststoff oder geeignete Metalle werden abhängig von Stückzahl, Maßhaltigkeit und Modellverschleiß gewählt. Für bestimmte Kunst- und Glockengussverfahren können Lehm, Wachs oder keramische Stoffe funktionale Aufgaben übernehmen. Formschlichten sind auf die Form aufgebrachte Beschichtungen; Trennmittel unterstützen die Trennung von Form und Modell. Kühlschmierstoffe helfen bei bestimmten Bearbeitungsverfahren, sind aber nach betrieblichen Vorgaben und Sicherheitsdatenblatt zu beurteilen. Chemische Namen und Produktklassen allein beweisen keine Eignung.

Beobachtung oder Anforderung	Möglicher Auswahlgedanke	Prüfnachweis
Feine Konturen	geeignete Körnung und Formoberfläche prüfen	freigegebene Formstoffdaten
Wiederholte Modellnutzung	maß- und verschleißstabiles Modellmaterial	Modellprüfplan
Hohlraum im Bauteil	passendes Kernsystem auswählen	Kernzeichnung und Verfahrensdaten
Oberflächenmangel	Formstoff und Beschichtung gemeinsam prüfen	Fehlerprotokoll und freigegebene Daten
Stoff mit Gefahrstoffkennzeichnung	Substitutionsprüfung und Schutzorganisation	aktuelles Sicherheitsdatenblatt, betriebliche Freigabe

Stoffkreisläufe statt Wegwerfdenken

Sand kann je nach System aufbereitet und wiederverwendet werden, doch Verunreinigungen und Binderreste sind zu beachten. Recycling ist kein Beweis für technische Zulässigkeit. Ein Stoffstromdiagramm hilft, neuen Sand, Altsand, Aufbereitung, Ausschleusung und Dokumentation zu unterscheiden. Die Auswahl muss sowohl technische Anforderungen als auch Umweltvorgaben erfüllen.

Beispiel eines Kreislaufs für tongebundenen Formstoff; englischsprachiges Flussdiagramm. Grafik: KVDP, gemeinfrei, Wikimedia Commons.

Materialdaten prüfen, Fehler erkennen und sicher entscheiden

Dokumentenprüfung und Materialkennzeichnung

Eine fachlich belastbare Entscheidung verwendet mindestens die Bauteilanforderung, die Werkstoffbezeichnung, ein passendes Datenblatt und die Chargen- oder Herkunftsinformation. Prüfzeugnisse und weitere Freigabedokumente kommen nach Bedarf hinzu. Bei Hilfsstoffen sind Produktidentität, Verwendungszweck, Kennzeichnung und aktuelles Sicherheitsdatenblatt wesentlich. Ein Sicherheitsdatenblatt erklärt Gefährdungen und Schutzmaßnahmen, ist aber keine automatische Eignungsbestätigung für jeden Gussprozess.

Prüffolge für einen Übungsdatensatz: Kennzeichen lesen → Sollanforderung vergleichen → fehlende Nachweise kennzeichnen → Widersprüche beschreiben → Rückfrage formulieren → Entscheidung als „geeignet nach Unterlagen“, „ungeeignet“ oder „nicht entscheidbar“ dokumentieren. Eine nicht entscheidbare Charge ist nicht mit einer verworfenen Charge gleichzusetzen: Fehlende Daten müssen erst geklärt werden.

Fehlerdiagnose am Papierfall

Befund	Denkbare Ursache	Fachlich angemessene Reaktion
Legierungsbezeichnung fehlt	Etikett verloren oder Mischung unbekannt	Sperrvermerk im Fall, Identität klären; nicht nach Farbe schätzen
Für geforderte Oberfläche zu grobe Abbildung	ungeeignete Körnung oder Modelloberfläche	Formstoff- und Modelldaten vergleichen
Gaseinschlüsse in einem beschriebenen Gussteil	mehrere mögliche Ursachen, darunter Feuchte oder Gasbildung	kein vorschnelles Einzelurteil, Prozess- und Formstoffdaten auswerten
Beim Altsand fehlt ein Herkunftsnachweis	unkontrollierte Mischung	Stoffstrom getrennt bewerten und betriebliche Klärung anfordern
Geplanter Hilfsstoff hat Warnpiktogramme	gefährliche Inhaltsstoffe oder Verwendung	Gefährdungsbeurteilung, Substitution und fachliche Freigabe verlangen

Schema eines Sandgussprozesses mit englischsprachigen Elementen: Modell, Form, Anguss und Gussstück gedanklich zuordnen. Grafik: Vinodh Reddy Chennu, CC BY-SA 2.5, Wikimedia Commons.

Fehlschluss vermeiden: Ein beobachteter Gussfehler besitzt nicht zwangsläufig eine einzige Ursache. Wer ohne Prüfung sofort den Binder austauschen will, kann den Fehler verschlimmern oder zusätzliche Gefährdungen erzeugen. Auch Recyclingmaterial wird anhand dokumentierter Beschaffenheit bewertet.

Fachrechnen und vollständig gelöster Modellfall

Rechenwerkzeuge

Masse und Dichte: Masse = Dichte × Volumen. Bei Dichte in g/cm³ und Volumen in cm³ erhältst du Gramm. Massenanteil: Masse eines Elements = Gesamtmasse × Anteil in Masse-% ÷ 100. Materialzuschlag: Planmasse = Nettomasse × (1 + Zuschlagsanteil). Materialkosten: Summe aus jeweiliger Masse × Preis je Kilogramm. Ein Zuschlag ist eine kalkulatorische Größe und kein allgemeingültiger Sicherheits- oder Gießwert.

Beispiel Dichte: Ein fiktives Rechteckmodell mit 10 cm × 5 cm × 1 cm hat 50 cm³. Bei angenommener Dichte von 8,7 g/cm³ ergeben sich 435 g. Zuerst die Einheiten prüfen: cm³ und g/cm³ passen zusammen. Typischer Fehler: 435 g als 435 kg auszugeben oder für unterschiedliche Legierungen ungeprüft dieselbe Dichte einzusetzen.

Modellfall: Materialauswahl für vier kleine Demonstrationsglocken

Auftrag, vollständig fiktiv: Für vier Demonstrationsmodelle ist als reine Rechen-Sollspezifikation eine Zinnbronze mit 78,0 Masse-% Cu und 22,0 Masse-% Sn angegeben. Jedes Modell benötigt 0,80 kg Nettometall. Für Anguss und sonstige rechnerische Kreislaufanteile werden pauschal 15 % der Nettomasse zusätzlich veranschlagt. Dieses Rechenmodell setzt trockene, reine Einsatzmaterialien sowie 100 % rechnerische Materialverfügbarkeit voraus, berücksichtigt keine Abbrandverluste und ist ausdrücklich keine Schmelzanweisung. Synthetische Einkaufspreise: Cu 12,00 €/kg, Sn 32,00 €/kg.

Datenlage:

Materialvorschlag	Zusammensetzung laut Papierdaten	Dokumentation	Beurteilung
A: gekennzeichnete Neuware	Rechen-Soll Cu 78 %, Sn 22 %	Chargen und Datenblätter vollständig	für den fiktiven Planungsfall geeignet
B: Kupfer-Zink-Material	Cu/Zn statt Cu/Sn	Kennzeichnung vorhanden	falsches Legierungssystem
C: ungetrennter Rücklauf	Zusammensetzung unbekannt	Chargennachweis fehlt	keine Entscheidung ohne Klärung

Lösung mit Rechenweg:

Nettomasse: 4 × 0,80 kg = 3,20 kg.
Kalkulatorischer Zuschlag: 3,20 kg × 0,15 = 0,48 kg.
Gesamteinsatzmasse im Modell: 3,20 kg + 0,48 kg = 3,68 kg.
Kupferanteil: 3,68 kg × 0,78 = 2,8704 kg Cu.
Zinnanteil: 3,68 kg × 0,22 = 0,8096 kg Sn.
Plausibilitätskontrolle: 2,8704 kg + 0,8096 kg = 3,6800 kg.
Synthetische Materialkosten: (2,8704 × 12,00 €) + (0,8096 × 32,00 €) = 34,4448 € + 25,9072 € = 60,3520 € ≈ 60,35 €.

Ergebnis und Entscheidung: Wähle für den fiktiven Beschaffungsplan A, weil die Sollzusammensetzung und Nachweise zu den Unterlagen passen. B wird wegen des falschen Legierungssystems abgelehnt; C bleibt wegen unklarer Zusammensetzung offen und ist nicht freigegeben. Ergebnisblatt: Planmasse 3,68 kg; Cu 2,8704 kg; Sn 0,8096 kg; rechnerische Rohstoffkosten 60,35 €. Preise sind ausdrücklich keine Marktpreise; reale Kosten beinhalten weitere Kostenbestandteile. Vor einer wirklichen Materialverwendung wären betriebliche Werkstoffspezifikation, Freigaben und Sicherheitsmaßnahmen zu prüfen.

Bewertungsraster für den Modellfall (100 Punkte):

Bereich	Punkte	Kriterien für volle Punktzahl
Auftragsanalyse	15	Vier Modelle, Solllegierung, Nettoanteil und Zuschlagsdefinition korrekt erkannt
Quellen und Nachweise	20	A/B/C fachlich nach Legierungssystem und Dokumentation beurteilt
Rechenweg	30	3,20 kg; 0,48 kg; 3,68 kg; 2,8704 kg; 0,8096 kg; 60,35 € mit Einheiten und Kontrollen
Fehler- und Risikoanalyse	20	unbekannte Herkunft, fehlende Freigabe und Grenzen des Modells benannt
Ergebnisdarstellung und Transfer	15	eindeutige Materialentscheidung, saubere Tabelle und mindestens eine Rückfrage

Musterarbeitsprodukt: Eine einseitige Materialentscheidung enthält Auftragsdaten, Soll-Ist-Tabelle, nachvollziehbare Formeln, Quellenfelder, Risikovermerk und die Schlussformulierung „Freigabe nur durch zuständige Fachkraft nach betrieblicher Prüfung“. Eine gute Lösung kennzeichnet Annahmen sichtbar und verwechselt hypothetische Rechenwerte nicht mit realer Betriebsanweisung.

Interaktive Aufgaben

Multiple-Choice: Wissen anwenden

Welcher Stoff ist im beschriebenen Glockenauftrag der eigentliche Gusswerkstoff? (Eine spezifizierte Kupfer-Zinn-Legierung) (!Die Holzschablone für die Form) (!Das Trennmittel für das Modell) (!Die Formstoffbeschichtung)

Rückmeldung: Der Gusswerkstoff bildet den fertigen Metallkörper. Schablone, Trennmittel und Beschichtung erfüllen unterstützende Funktionen.

Welches Element unterscheidet die klassische Zinnbronze im Grundsystem von Messing? (Zinn anstelle von Zink) (!Zink anstelle von Kupfer) (!Kohlenstoff anstelle von Kupfer) (!Aluminium anstelle von Kupfer)

Rückmeldung: Zinnbronze beruht auf Kupfer und Zinn; Messing vorwiegend auf Kupfer und Zink. Die konkrete Sorte benötigt stets eine genaue Bezeichnung.

Welcher Nachweis hilft bei einer unbekannt wirkenden Metallcharge am meisten? (Eindeutige Chargenkennzeichnung mit passenden Materialunterlagen) (!Die bloße Farbe der Oberfläche) (!Ein möglichst niedriger Kilopreis) (!Die Größe des Lagerbehälters)

Rückmeldung: Aussehen und Preis verraten die genaue Zusammensetzung nicht. Rückverfolgbarkeit und Unterlagen ermöglichen eine fachliche Prüfung.

Worauf bezieht sich die Angabe 22 Masseprozent Zinn? (Auf den Zinnmassenanteil an der Gesamtmasse) (!Auf 22 Prozent des Volumens unabhängig von der Dichte) (!Auf die Anzahl aller Metallatome ohne Umrechnung) (!Auf den Zinnpreis im Verhältnis zum Kupferpreis)

Rückmeldung: Masseprozent ist eine Massenrelation und darf nicht unbesehen mit Atomprozent oder Volumenprozent gleichgesetzt werden.

Welcher Stoff kann im tongebundenen Formstoffsystem die Körner zusammenhalten? (Ein geeigneter Tonbinder wie Bentonit) (!Eine unbekannte Metallcharge) (!Ein fertig gegossener Klöppel) (!Ein reines Maßband)

Rückmeldung: Bentonit ist ein möglicher Tonbinder. Seine Eignung hängt von weiteren Formstoff- und Verfahrensbedingungen ab.

Warum ist ein sehr feiner Formsand nicht automatisch die beste Wahl? (Weil Oberfläche und Gasdurchlässigkeit gemeinsam beurteilt werden müssen) (!Weil feiner Sand stets metallisch ist) (!Weil feiner Sand grundsätzlich kein Binder braucht) (!Weil die Körnung keinen Einfluss auf Eigenschaften hat)

Rückmeldung: Der Auswahlkonflikt betrifft mehrere Eigenschaften. Feine Körnung allein garantiert keine geeignete Form.

Welche Planmasse ergibt sich aus 4 mal 0,80 kg netto plus 15 Prozent Zuschlag auf die Nettomasse? (3,68 kg) (!3,20 kg) (!3,35 kg) (!4,80 kg)

Rückmeldung: Zuerst 3,20 kg netto, dann 0,48 kg Zuschlag; zusammen 3,68 kg. Der Bezugswert des Zuschlags ist wichtig.

Welcher Kupferanteil gehört in der fiktiven Rechnung zu 3,68 kg Gesamtmasse mit 78 Masseprozent Cu? (2,8704 kg) (!0,8096 kg) (!3,6800 kg) (!7,8000 kg)

Rückmeldung: Die Rechnung lautet 3,68 × 0,78. Die 0,8096 kg sind dagegen der rechnerische Zinnanteil.

Wie wird eine Charge mit unbekannter Herkunft bei enger Legierungsspezifikation beurteilt? (Als nicht entscheidbar ohne weitere Nachweise) (!Als automatisch freigegeben) (!Als eindeutig identisch mit jeder Bronze) (!Als geeignet nur wegen ihres niedrigen Preises)

Rückmeldung: Eine offene Datenlage ist keine technische Freigabe. Zunächst sind Identität und Eignung zu klären.

Welche Aussage zum Umgang mit einem unbekannten chemischen Hilfsstoff ist richtig? (Ohne Datenblatt und fachliche Freigabe keine praktische Verwendung) (!Der Stoff ist ohne Prüfung immer harmlos) (!Ein fremdes Etikett ersetzt die Gefährdungsbeurteilung) (!Das Verdünnen nach Gefühl ist eine sichere Standardlösung)

Rückmeldung: Gefahrstoff- und Verfahrensbewertung gehören in die Hände qualifizierter Verantwortlicher; die Aufgabe erlaubt nur die Dokumentenprüfung.

Memory: Begriff und Funktion

Werkstoff	Material des späteren Gusskörpers
Hilfsstoff	unterstützt die Fertigung oder Bearbeitung
Charge	rückverfolgbar gekennzeichnete Materialmenge
Legierung	Werkstoff aus mehreren chemischen Elementen mit metallischem Anteil
Bentonit	möglicher toniger Binder im Formstoff
Datenblatt	dokumentiert spezifizierte Produkteigenschaften

Drag-and-drop: Stoff richtig zuordnen

Fachbegriff	Passende Erklärung
Kupfer-Zinn-Bronze	Legierungssystem für den fiktiven Glockenauftrag
Quarzsand	möglicher mineralischer Formgrundstoff
Modellholz	Werkstoff eines formgebenden Modells
Formschlichte	Beschichtung einer Formoberfläche
Kühlschmierstoff	Hilfsstoff für bestimmte spanende Bearbeitungen

Kreuzworträtsel: Materialbegriffe

Bronze	Wie heißt eine wichtige Kupfer-Zinn-Legierungsgruppe?
Bentonit	Welcher Tonbinder kann beim Formsand verwendet werden?
Charge	Welches Wort bezeichnet eine rückverfolgbare Materialmenge?
Modell	Welcher Gegenstand gibt der Gussform ihre Grundgeometrie vor?
Messing	Wie heißt die Legierungsgruppe aus Kupfer und Zink?
Kernsand	Welcher Sand wird für formgebende innere Bereiche eingesetzt?

LearningApps: weitere Zuordnungen

Der Link führt zur thematischen Suche bei LearningApps und behauptet nicht, dass eine bestimmte Aufgabe geprüft oder vorgegeben wurde.

Lückentext: Auswahl und Kontrolle

Der Stoff des fertigen Gusskörpers heißt

.

Ein Stoff zur Unterstützung des Fertigungsprozesses heißt

.

Kupfer und Zinn bilden als bekannte Legierungsgruppe eine

.

Die klassische Kupfer-Zink-Legierung wird als

bezeichnet.

In einer Stoffmischung kann

als Tonbinder wirken.

Eine gekennzeichnete und rückverfolgbare Materialmenge heißt

.

Die prozentuale Massenaufteilung ist in

angegeben.

Für einen belastbaren Produktvergleich benötigt man ein

.

Ein fehlender Herkunftsnachweis verhindert eine belastbare

.

Die Planmasse wird aus Nettomasse und rechnerischem

gebildet.

Bei Bedarf soll der geeignete Formsand wieder

werden.

Unbekannte Gefahrstoffe werden nicht ohne qualifizierte

verwendet.

Offene Aufgaben

Bearbeite die Aufgaben ausschließlich mit bereitgestellten Daten, Medien und sicheren Dokumentationsmitteln. Die Kriterien hinter jedem Auftrag helfen dir bei der Selbstkontrolle. Jede Stufe enthält genau vier offene Aufgaben.

Leicht

Werkstoff – Stoffkarte: Gestalte eine bebilderte Übersicht zu drei Metallen und zwei nichtmetallischen Formstoffen mit je einem Einsatzbeispiel. Lösungskriterium: korrekte Stoffgruppe, Funktion und Quelle für alle fünf Einträge.
Legierung – Begriffskarte: Erkläre mit eigenen Worten den Unterschied zwischen Reinkupfer, Bronze und Messing; fertige eine Vergleichstabelle an. Lösungskriterium: klare Zuordnung Cu, Cu/Sn, Cu/Zn ohne Gleichsetzung der Legierungen.
Formstoff – Etikettenübung: Ordne fünf vorgegebene, fiktive Stoffetiketten den Kategorien Werkstoff, Binder, Formgrundstoff, Modellmaterial und Bearbeitungshilfe zu. Lösungskriterium: jede Wahl mit einer Funktion begründet.
Sicherheitsdatenblatt – Dokumentencheck: Markiere in einer neutralisierten Musterunterlage Produktidentität, Gefahrenhinweis, Schutzinformation und Entsorgungsangabe. Lösungskriterium: vier Bereiche gefunden, ohne reale Verwendung abzuleiten.

Standard

Massenanteil – Legierungsrechnung: Berechne für eine fiktive Gesamtmasse von 5,0 kg die Massen bei 80 % Cu und 20 % Sn. Musterlösung: 4,0 kg Cu und 1,0 kg Sn; Summe 5,0 kg und Einheiten prüfen.
Dichte – Datenvergleich: Vergleiche drei vorgegebene synthetische Werkstoffkarten nach Dichte, Bearbeitbarkeit und Nachweisstatus; entscheide für ein leichtes Dekoobjekt. Kriterium: mindestens zwei gewichtete Auswahlargumente und ein Vorbehalt.
Sandformverfahren – Schemazeichnung: Beschrifte Modell, Formhohlraum, Formstoff, Kern und Gussstück an einer selbst gezeichneten sicheren Prozessskizze. Kriterium: fünf Begriffe funktional richtig und Ablauf verständlich erläutert.
Werkstoffprüfung – Fehlersuche: Analysiere einen Papierfall mit zu grober Oberfläche und unbekannter Charge; formuliere mindestens drei Prüfaufträge, keine Maßnahmen an realen Maschinen. Kriterium: mehrere Hypothesen, Nachweise und Zuständigkeiten getrennt.

Schwer

Materialkosten – Beschaffungsvergleich: Erstelle ein Tabellenblatt für zwei synthetische Legierungsangebote mit Preis, Planmasse, Chargenstatus und Ausschussrisiko; gib eine begründete Entscheidung ab. Kriterium: Formeln korrekt, fehlende Daten als Risiko markiert, Entscheidung prüfbar.
Gießereitechnik – Ursachenanalyse: Entwickle aus drei vorgegebenen Befunden einen Entscheidungsbaum zur möglichen Gasbildung, Formstoffwahl und Dokumentationsqualität. Kriterium: keine Scheinkausalität und mindestens ein Nachweisschritt je Ast.
Nachhaltigkeit – Recyclingkonzept: Zeichne für zwei fiktive Sandstoffströme ein Stoffflussdiagramm einschließlich Aufbereitung, Prüfung und Ausschleusung. Kriterium: Stoffströme geschlossen oder begründet ausgesondert; Recht und Eignung getrennt bewertet.
Metall- und Glockengießer – Transferprojekt: Erstelle auf Grundlage des Modellfalls eine zweiseitige Materialentscheidung einschließlich Rechnung, Risikomatrix, Belegliste und mündlicher Kurzpräsentation. Kriterium: Ergebnis 3,68 kg und 60,35 € korrekt, A/B/C bewertet, klare Nichtfreigabe für reale Produktion.

Lernkontrolle

Werkstoffkunde: Ein Werkstoff ist für Korrosionsbeständigkeit geeignet, seine Charge aber nicht identifizierbar. Unterscheide technische Eigenschaft und Nachweisbarkeit; Musterlösung: Eignung nach Eigenschaften ersetzt keinen Herkunftsbeleg.
Fachrechnen: Rechne bei 2,5 kg Nettomasse und 12 % Zuschlag die Planmasse aus und zeige den Rechenweg; Musterlösung: 2,5 × 1,12 = 2,80 kg.
Legierungsrechnung: In einer rechnerischen 2,80-kg-Mischung sind 75 % Cu und 25 % Sn angenommen. Ermittle beide Massen und prüfe die Summe; Musterlösung: 2,10 kg und 0,70 kg.
Formstoffprüfung: Begründe, weshalb sehr feiner Formsand nicht automatisch das beste Resultat erzielt; Musterlösung: Oberfläche, Gasdurchlässigkeit, Bindung und Verfahren gemeinsam abwägen.
Gefahrstoff: Beurteile einen geplanten Hilfsstoff ohne Sicherheitsdatenblatt. Nenne Entscheidungsstatus und nächste sichere Dokumentenaktion; Musterlösung: nicht verwenden, Daten und fachliche Freigabe anfordern.
Materialfluss: Ein Altsandbehälter hat ungeklärte Herkunft und eine Gießerei wirbt mit Recycling. Beurteile, ob er direkt wiederverwendet werden darf; Musterlösung: Nein, zunächst Zusammensetzung, Verunreinigungen und betrieblichen Aufbereitungsweg dokumentieren.

Auswertungsregel: Eine Antwort gilt fachlich als ausreichend, wenn Rechenweg, Einheit, sachliche Begründung und nötige Unsicherheiten erkennbar sind. Reine Schlagwörter oder eine behauptete Freigabe genügen nicht.

Lernnachweis

Du dokumentierst, dass du Wissen (Stoffgruppen, Legierungssysteme, Funktionen der Formhilfsstoffe), Fertigkeiten (Lesen von Materialkarten, Massen- und Kostenrechnung, Tabellenvergleich), Haltungen (Sicherheitsbewusstsein, dokumentierte Unsicherheit, Ressourcenschonung) sowie Transfer (Entscheidung für einen fiktiven Auftrag) beherrschst.

Nachweismappe (Muster):

Materialsteckbrief: „Cu-Sn-Legierung für den fiktiven Modellfall; Soll 78/22 Masse-%; Prüfung der Dokumente notwendig.“
Rechenblatt: „3,20 kg netto + 0,48 kg Zuschlag = 3,68 kg; Cu 2,8704 kg; Sn 0,8096 kg; 60,35 € rechnerische Kosten.“
Entscheidungsmatrix: „A formal geeignet nach Übungsdaten, B falsches Legierungssystem, C mangels Chargenbeleg offen.“
Reflexion: „Welche Daten würden für eine reale Freigabe zusätzlich benötigt? Wo liegen gefährliche Arbeitsschritte außerhalb dieses Kurses?“
Quellen- und Rechteverzeichnis: Vollständige Fundstellen sowie Kennzeichnung eigener und fremder Abbildungen.

Selbstbewertung: Prüfe dein Lernprodukt nach dem 100-Punkte-Raster des Modellfalls. Erkläre, welche falsche Annahme bei einer fehlerhaften Stoff- oder Einheitenwahl zum falschen Ergebnis führt. Eine fachlich gute Mappe nennt auch, was noch nicht geprüft wurde. Es findet keine reale Werkstofffreigabe statt.

OER und Wikipedia

Verlässliche Fach- und Rechtsgrundlagen:

Bundesinstitut für Berufsbildung: Metall- und Glockengießer/in – Berufsprofil, Dauer, Fachrichtungen und Ausbildungsordnung, abgerufen 29.10.2026.
Verordnung über die Berufsausbildung zum Metall- und Glockengießer/zur Metall- und Glockengießerin – verbindlicher Rechtstext.
Ausbildungsrahmenplan, Anlage zu § 4 – insbesondere Auswahl von Werk- und Hilfsstoffen und deren sichere Handhabung.
§ 7 Zwischenprüfung und § 8–10 Gesellenprüfungen – fachrichtungsabhängige Prüfungsregelung, ohne hier Aufgaben zu übernehmen.
Das Handwerk: Berufsprofil – allgemeinverständliche Berufsbeschreibung.
Wikipedia: Metall- und Glockengießer und Wikipedia: Sandformverfahren – OER-Nachschlagen, Aussagen mit primären Fach- und Rechtsquellen abgleichen.
SWR/ARD: Wie man eine Glocke gießt – dokumentarisches Fachvideo, keine freie OER-Lizenz.

Medienquellen und Nutzungsrechte

Die Bilddateien sind anhand ihrer Wikimedia-Commons-Dateiseiten überprüft. Zu jeder Datei sind Urheber und dort angegebene Lizenz genannt; Änderungen an Dateien wurden für diesen Kurs nicht vorgenommen. Die hochgeladenen Bilder selbst bleiben unter ihren ursprünglichen Lizenzen.

Datei/Medium	Dateinachweis	Urheber	Lizenz / Nutzungsstatus
File:Sand molding tools.jpg	Commons-Dateiseite	BevinBrett	CC BY-SA 4.0
File:Diagramme binaire Cu Sn bronze.svg	Commons-Dateiseite	Cdang	Gemeinfrei laut Commons
File:Apolda Glockenguss.jpg	Commons-Dateiseite	Kiessli	CC BY-SA 4.0
File:Green sand cores.svg	Commons-Dateiseite	Wizard191	CC BY-SA 3.0
File:Sand casting.jpg	Commons-Dateiseite	SMAN ENGINEERS	CC BY-SA 4.0
File:Green sand regeneration cycle.PNG	Commons-Dateiseite	KVDP	Gemeinfrei laut Commons
File:Casting-process.png	Commons-Dateiseite	Vinodh Reddy Chennu	CC BY-SA 2.5 laut Commons
https://www.youtube.com/watch?v=pEgOxV3BjeA	SWR Handwerkskunst auf YouTube	SWR Handwerkskunst	Rechte beim Sender; Einbettung über YouTube, nicht frei lizenziert

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