DE19822572A1 - Method for producing molds and castings - Google Patents

Method for producing molds and castings

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DE19822572A1
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C7/00Patterns; Manufacture thereof so far as not provided for in other classes
    • B22C7/02Lost patterns
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • B22C9/04Use of lost patterns

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

The mold material (11) with a particle size distribution equivalent to that of sand is compacted into a mold which retains its shape after the pattern material has been driven out of it.

Description

Gebiet der ErfindungField of the Invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gußteilen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 oder ein Verfahren zur Her­ stellung einer Gießform nach dem Oberbegriff des Anspruches 2.The invention relates to a method for producing castings according to the preamble of claim 1 or a method for Her position of a casting mold according to the preamble of claim 2.

Stand der TechnikState of the art

Derartige Verfahren sind aus der DE 41 40 121 A1 bekannt. Bei dem dort vorgestellten Verfahren handelt es sich um das Wachsausschmelz­ verfahren, bei dem von einem Urmodell eine Urform hergestellt wird, in der ein Modell aus einer gieß- oder spritzgießfähigen Modellier­ masse hergestellt wird, die - wenngleich sie eigentlich kein üblicher Wachs mehr ist - in Fachkreisen Wachs genannt wird. Dieses Wachsmodell wird dann in einer Gießform in eine feuerfeste Formmasse, meist Gips eingebettet, so daß nach Austreiben der Modelliermasse die Gießform entsteht, in die dann ein Metall ein­ gegossen werden kann. Dieses Verfahren ist zwar geeignet zur Her­ stellung von kleineren Teilen, bei größeren Teilen kommt es jedoch beim Erhärten der Wachsmodelle, die üblicherweise Wachs, Kunststoff oder Wachs/Kunststoffgemische sind, zu Problemen in der Oberflächen­ beschaffenheit und zu Einfallstellen insbesondere bei dickwandigen Teilen. Im Wachsmodell selbst schwimmen Unreinheiten nach oben, die ebenfalls die Oberfläche beeinträchtigen können. Aufgrund dieser Unreinheiten ist der Wachs nach einmaliger Modellierung auch verloren und nicht recyclebar, so daß insbesondere bei größeren Modellen auch beträchtliche Abfallmengen entstehen. Schließlich muß zur Beseitigung der letzten Wachsreste eine Nachverbrennungsanlage eingesetzt werden, die einerseits zeitaufwendig, andererseits energieaufwendig die letzten Wachsreste aus der Gießform verbrennt.Such methods are known from DE 41 40 121 A1. In which The method presented there is lost wax process in which a prototype is produced from a prototype, in which a model from a castable or injection-moldable model mass is produced, which - although it is actually not usual wax is more - wax is called in specialist circles. This Wax model is then placed in a mold in a refractory Molding compound, usually embedded plaster, so that after the Modeling compound the mold is created, in which then a metal can be poured. This method is suitable for the manufacture small parts, but larger parts do when hardening the wax models, which are usually wax, plastic or wax / plastic mixtures are causing problems in the surface texture and sink marks, especially for thick-walled ones Divide. In the wax model itself, impurities float upwards can also affect the surface. Based on these The wax is also impurities after a single modeling lost and not recyclable, so that especially with larger ones Models also generate significant amounts of waste. Finally, must  an afterburning system to remove the last wax residues are used, on the one hand, time-consuming, on the other hand the last wax residues from the mold are burned with energy.

In der Gußtechnik ist ferner das Sandgußverfahren bekannt. Hierbei wird mittels eines speziellen modellierbaren Sandes eine Gießform geschaffen, die jedoch für jedes Modell neu gebildet werden muß, da beim Entformen der Sand seine Form verliert. Der Sand ist dabei nur bei ganz bestimmten Modellen einsetzbar, insbesondere kann er nicht verwendet werden, sobald die Modelle Hinterschnitte aufweisen.The sand casting process is also known in casting technology. Here becomes a casting mold using a special modelable sand created, which, however, must be formed anew for each model, because the sand loses its shape when demoulded. The sand is just there Can be used on very specific models, in particular it cannot be used as soon as the models have undercuts.

Ebenso ist das Weichgußverfahren bekannt, bei dem Gussteile mit Hilfe von Niedertemperaturlegierungen, meistens Zinn-Blei-Legie­ rungen hergestellt werden, die in bedingt hitzebeständige Gummi formen gossen werden. Diese Weichgußlegierungen sind nur für einen bestimmten Temperaturbereich geeignet, da die Bandbreite dieser Legierungen einen Schmelzpunkt im Bereich zwischen 20° bis 200°C aufweist.Likewise, the soft casting process is known, in which cast parts with Help from low temperature alloys, mostly tin-lead alloy stanchions are manufactured that are conditionally heat-resistant Rubber molds are poured. These soft cast alloys are only for a certain temperature range because the bandwidth these alloys have a melting point in the range between 20 ° to 200 ° C.

Darüber hinaus ist noch bekannt, bei entsprechend niedrig-schmelzen­ den Werkstoffen des Endprodukts Siliconkaltformen ohne Erwärmung und Druck und vulkanisierte Gummi formen mit Erwärmung und Druck herzu­ stellen und in diese dann geeignete Materialien einzuspritzen. Die Schmelzpunkte verhindern jedoch einen umfassenden vielseitigen Einsatz.In addition, it is also known to melt at a correspondingly low level the materials of the end product silicone cold molds without heating and Pressure and vulcanized rubber form with warming and pressure and then inject suitable materials into them. The However, melting points prevent a comprehensive versatile Commitment.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, mit einer einfachen Gußvorrichtung in kürzest möglicher Produktionszeit Einzel- oder auch Serienteile als Gußteile herzustellen.Based on this prior art, the present Invention based on the object with a simple casting device Single or serial parts in the shortest possible production time to produce as castings.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 1 oder 2 gelöst.This task is accomplished through a process with the characteristics of Claims 1 or 2 solved.

Diese Verfahren stellen dabei eine Kombination des Sandgußverfahrens mit dem Wachsausschmelzverfahren dar. Der Sand wird dabei um die Wachsteile verdichtet. Somit kann der Sand als Ersatz für die bisher übliche Einbettmasse eingesetzt werden, wobei durch die entsprechende Verdichtung auch Modelle mit Hinterschnitten abgeformt werden können. Der Sand kann mehrfach verwendet werden. Liegt das Modell vor, kann in kürzester Zeit die Gußform erstellt werden, ohne daß die Gußform noch lange nachbehandelt werden muß, bevor sie eingesetzt wird. Dies führt zu einer Optimierung der Herstellungs- und Gußkosten. Ein langsames Aufheizen und wieder Abkühlen der Gußform, wie bisher bei Gipsformen von mindestens 12 Stunden auf wenigstens 750°C ist nicht -erforderlich. Ein Schnellguß ist insofern bereits innerhalb einer Stunde möglich. Es werden damit die positiven Eigenschaften verschiedener Gußverfahren wie dem Sandguß-, Schleuderguß- und Vakuumgußverfahren kombiniert. Während jedes der bekannten Verfahren Stärken aber auch Schwächen aufweist, wird hier bereichsübergreifend unter weitestgehender Vermeidung der Schwächen gearbeitet.These processes represent a combination of the sand casting process with the lost wax process. The sand is around the Wax parts compressed. Thus, the sand can replace the previous one  Usual investment material can be used, with the appropriate compression also models with undercuts can be. The sand can be used several times. Is that Model, the mold can be created in no time without that the mold has to be treated for a long time before it is used. This leads to an optimization of the manufacturing and casting costs. A slow heating up and cooling down of the Casting mold, as before with plaster molds of at least 12 hours at least 750 ° C is not required. A quick cast is so far possible within an hour. It will be the positive properties of various casting processes such as sand casting, Centrifugal casting and vacuum casting processes combined. During each of the known methods has strengths but also weaknesses across divisions while largely avoiding the weaknesses worked.

Bei einer geeigneten Auswahl der Körnung des Sandes ergibt sich eine glatte Oberfläche, die weitestgehend nicht mehr nachbearbeitet werden muß. Da Sand keine thermischen Probleme bereitet, kann er in Verbindung mit allen Arten von Legierungen, selbst mit Stahllegie­ rungen eingesetzt werden. Insofern kann auch unmittelbar in kalte Formen eingegossen werden.With a suitable selection of the grain size of the sand, one results smooth surface that is largely no longer reworked must become. Since sand does not cause thermal problems, it can be used in Connection with all types of alloys, even with steel alloy stakes are used. In this respect, it can also be used directly in the cold Molds are poured.

Bei einer Ausgestaltung nach Anspruch 3 wird das Verfahren ergänzend mit dem Vakuumgußverfahren kombiniert. Das Vakuum führt einerseits dazu, daß das Gießformmaterial mit einer Körnungslinie im Bereich von Sand "in Form gehalten" wird, der entscheidendere Vorteil ist jedoch, daß durch das Vakuum die beim Gießen entstehenden Gase abgezogen werden und somit nicht den Guß selbst beeinträchtigen können.In an embodiment according to claim 3, the method is supplementary combined with the vacuum casting process. The vacuum leads on the one hand cause the mold material with a grain line in the area is "kept in shape" by sand, which is the more decisive advantage however, that the gases produced during casting by the vacuum deducted and thus do not affect the cast itself can.

Bei einer Ausgestaltung nach Anspruch 4 wird das Verdichten des Sandes und auch seine Standfestigkeit dadurch erhöht, daß entweder ein ölhaltiger Sand oder ein Gemisch aus Quarzsand und Furanharz verwendet wird. Dieses kann dann entweder unter Vakuum oder mit Rüttelvorrichtungen verdichtet werden, je nachdem welche Modellier­ masse eingesetzt wird. Dennoch kann der Sand nahezu vollständig wieder verwendet werden, so daß-sich nahezu keine Entsorgungskosten im Hinblick auf die Einbettmasse ergeben. Es-ergibt sich damit die Kombination einer kostengünstigen Einbettung in Verbindung mit hoher Umweltfreundlichkeit.In an embodiment according to claim 4, the compression of the Sandes and also its stability increased by the fact that either an oily sand or a mixture of quartz sand and furan resin is used. This can be done either under vacuum or with Vibrators are compacted, depending on which model mass is used. Still, the sand can be almost complete  can be used again, so that there are almost no disposal costs in terms of investment. This results in the Combination of low-cost embedding combined with high Environmental friendliness.

Bei einer Ausgestaltung nach den Ansprüchen 8 bis 10 ergibt sich zu der bisher vorgenommenen Kombination von Sandguß, Wachsausschmelz- und Vakuumgußverfahren noch eine Kombination mit dem Weichgußver­ fahren. Allerdings wird nicht die Form aus Weichgußmaterial herge­ stellt, sondern das Modell. Zinn-Wismuth-Legierungen, die die bevor­ zugten Weichgußlegierungen darstellen, können auf einen Schmelzpunkt im Bereich zwischen 20° und 200°C eingestellt werden, so daß sich eine Verwendung von niederschmelzenden, recyclebaren Metallmodellen ergibt. Die Modellherstellung kann nach allen bekannten Verfahren auch unter Berücksichtigung neuester Kenntnisse im Rapid Prototyping erfolgen. Zur Qualitätsoptimierung kann in Verbindung mit den Zinn- Wismuth-Legierungen die Form mit eingelegten oder eingegossenen Rohren zur Kühl- oder Heizmöglichkeit versehen werden.In an embodiment according to claims 8 to 10 results in the previous combination of sand casting, lost wax and vacuum casting process still a combination with the soft casting method drive. However, the mold is not made of soft cast material but the model. Tin-bismuth alloys that the before drawn soft cast alloys can on a melting point be set in the range between 20 ° and 200 ° C, so that the use of melting, recyclable metal models results. The model can be made by all known methods also taking into account the latest knowledge in rapid prototyping respectively. For quality optimization, in connection with the tin Bismuth alloys the form with inlaid or cast in Pipes for cooling or heating can be provided.

Die metallische Legierung hat den Vorteil, daß sich präzise Schwund­ maße bei bester Oberflächenbeschaffenheit ergeben. Das Metall ist nahezu zu 100% recyclebar im Gegensatz zu den vorbekannten Wachsen. Es ergeben sich keine Einfallstellen, auch bei massiven Teilen, da der Schwund dadurch genauer zu steuern ist, daß ein Schwundausgleich über Legierungen mit entsprechenden Ausdehnungskoeffizienten er­ folgt. Über exakte Temperaturen sowie spezielle Legierungen ist selbst Präzisionsguß problemlos möglich. Werden die Metalle im Hin­ blick auf ihre Schmelztemperatur optimiert, so ergibt sich eine äußerst kostengünstige Metallrückgewinnung, da wenig Energie hierfür nötig ist. Dadurch, daß das Metall bei niedrigen Temperaturen voll­ ständig ausschmilzt, ergibt sich eine enorme Zeiteinsparung. Die Weichgußlegierungen lassen sich sowohl in Verbindung mit Normeinbettmassen als auch in Verbindung mit phosphat-gebundenen Einbettmassen problemlos einsetzen, da durch die beim Abbinden der phosphat-gebundenen Einbettmassen entstehende Reaktionswärme keine Wachsteile mehr ausschmelzen können. The metallic alloy has the advantage that precise shrinkage dimensions with the best surface quality. The metal is almost 100% recyclable in contrast to the previously known waxes. There are no sink marks, even with massive parts, because the shrinkage can be controlled more precisely by compensating for the shrinkage about alloys with corresponding expansion coefficients follows. About exact temperatures as well as special alloys even precision casting is no problem. Are the metals in the back optimized with regard to their melting temperature, this results in a extremely cost-effective metal recovery because there is little energy for this is necessary. Because the metal is full at low temperatures constantly melting away, there is an enormous saving of time. The Soft cast alloys can be combined with Standard investment materials as well as in connection with phosphate-bound Use investment materials without any problems, because by setting the phosphate-bound investment materials no heat of reaction Melt wax parts more.  

Gegenüber den bekannten Wachsen ist kein Trocknungsvorgang mehr notwendig, so daß sich eine weitere Zeitersparnis ergibt. Auch bei der Nachbereitung der Formen läßt sich Zeit und Energie einsparen. Mit einfachen und kostengünstigen Ausschmelzvorrichtungen wird das gesamte Metall des Modells zurückgewonnen. Dadurch ist nicht nur eine enorme Kapazitätssteigerung möglich, zudem kann die Metallrück­ gewinnung in Durchlauföfen erfolgen, so daß eine Produktionsautoma­ tisierung möglich wird.Compared to the known waxes there is no drying process anymore necessary, so that there is a further time saving. Also at Post-processing of the molds can save time and energy. With simple and inexpensive melting devices, this becomes recovered all metal of the model. This is not only an enormous increase in capacity possible, in addition, the metal back extraction in continuous furnaces, so that a production machine tization becomes possible.

Gemäß Anspruch 10 haben die so produzierten Metallteile ferner den Vorteil, daß sie mit ihrem Angußkanal z. B. auf einen Metallstamm gleichen Materials aufgesteckt werden können, so daß sich eine optimierte Positionierung der Modelle am Modellbaum ergibt.According to claim 10, the metal parts thus produced also have the Advantage that with its sprue z. B. on a metal trunk same material can be plugged in, so that a optimized positioning of the models on the model tree results.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Unteransprüchen. Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Aus­ führungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch eine Küvette.Further advantages result from the following description and the Subclaims. In the following the invention based on an off management example explained in more detail. The only figure shows one Section through a cuvette.

Das Verfahren dient zunächst zur Herstellung von Gußteilen, wobei wie im Wachsausschmelzverfahren bevorzugterweise zunächst ein Urmodell hergestellt wird, von diesem Urmodell eine Urform abgeformt wird und in der Urform dann ein Modell aus einer gieß- oder spritz­ gießfähigen durch Erhitzen austreibbaren Modelliermasse erzeugt wird. In Verbindung mit diesem Modell wird dann eine Gießform durch Einbetten des Modells 10 in eine temperaturbeständige Formmasse 11 geschaffen, wobei die Formmasse einen höheren Schmelzpunkt aufweist als der Werkstoff des Endprodukts. Um nun die Gießform herzustellen, wird die Modelliermasse aus der Gießform ausgetrieben, was durch entsprechende Temperatureinstellung der Modelliermasse gegenüber dem Gießformmaterial erreicht werden kann. Der Werkstoff des Endprodukts wird dann in die Gießform eingegossen, so daß sich nach dem Ent­ formen des Gußteils das Endprodukt nach Abkühlung desselben ergibt. Selbstverständlich kann auch ohne Urform und Urmodell gearbeitet werden, sofern lediglich ein Modell vorliegt, das dann unmittelbar zur Erzeugung der Gießform in die Formmasse 11 eingebettet wird. The method is initially used for the production of castings, whereby, as in the lost wax process, a master model is preferably first produced, a master mold is molded from this master model and a model is then produced in the master mold from a castable or injection-moldable modeling material which can be expelled by heating. In connection with this model, a casting mold is then created by embedding the model 10 in a temperature-resistant molding compound 11 , the molding compound having a higher melting point than the material of the end product. In order to produce the casting mold, the modeling compound is driven out of the casting mold, which can be achieved by adjusting the temperature of the modeling compound relative to the casting mold material. The material of the end product is then poured into the casting mold, so that after the casting has been formed, the end product results after the same has cooled. Of course, it is also possible to work without a master mold and master model, provided that there is only one model that is then embedded directly in the molding compound 11 to produce the casting mold.

Als Formmasse 11 wird jetzt ein Gießformmaterial mit einer Körnungs­ linie im Bereich von Sand verwendet und zur Gießform verdichtet. Dieses Verdichten kann mit oder ohne Zuhilfenahme von Vakuum und/oder Rüttelvorrichtung erfolgen, wobei darauf zu achten ist, daß die Modelliermasse des Modells beim Verdichten des Sandes nicht zerstört wird. Das Gießformmaterial wird dabei so beeinflußt, daß es die beim Verdichten eingenommene Form auch nach dem Austreiben der Modelliermasse aus der Gießform bei behält. Dies kann auf chemischem Wege oder durch Vakuum erfolgen. Dadurch wird es möglich, mit dem Gießformmaterial Gießformen herzustellen, die Hinterschnitte aufweisen, wovon bisher bei Sandgußverfahren Abstand genommen wurde.A molding material with a grain line in the area of sand is now used as the molding compound 11 and compressed to form the casting mold. This compacting can be carried out with or without the aid of a vacuum and / or vibrating device, it being important to ensure that the modeling clay of the model is not destroyed when the sand is compacted. The casting mold material is influenced in such a way that it retains the shape it took during compression even after the modeling compound has been expelled from the casting mold. This can be done chemically or by vacuum. This makes it possible to use the mold material to produce molds which have undercuts, which has previously been avoided in sand casting processes.

Das verdichtete Gießformmaterial wird beim Gießen des Werkstoffes des Endprodukts unter Vakuum in Form gehalten, wobei das Vakuum im wesentlichen dafür sorgt, daß die beim Gießen entstehenden Gase abgezogen werden. Auch hier spielt der Sand seine Vorteile aus. Aufgrund der Porosität des Sandgemisches, sei es ein spezieller Ölsand oder ein Gemisch aus Quarzsand/Furanharz oder auch "normaler" Gußsand, ergibt sich eine Porosität der Gießform, die trotz der glatten Oberfläche, die sie dem Endprodukt geben kann, in der Lage ist, bei Aufbringen von Vakuum die Gase durch die Formmasse 11 abzuziehen.The compressed mold material is kept in shape during the casting of the material of the end product under vacuum, the vacuum essentially ensuring that the gases produced during the casting are drawn off. Here, too, the sand shows its advantages. Due to the porosity of the sand mixture, be it a special oil sand or a mixture of quartz sand / furan resin or "normal" casting sand, the porosity of the casting mold results which, despite the smooth surface it can give the end product, is able to when vacuum is applied, the gases are drawn off through the molding compound 11 .

Die Figur zeigt hierzu wie die entsprechende Küvette ausgebildet ist. Die Küvette 12 ist an einen Vakuumanschluß 13 anschließbar, wobei eine Vakuumpumpe 15 über ein Ventil 14 zuschaltbar ist. Die Küvette selbst kann Entlüftungsbohrungen 12a aufweisen, die an die Körnung der Formmasse entsprechend angepaßt sind, so daß bei Auf­ bringen des Vakuums nicht die Formmasse aus der Küvette gezogen wird. Das Gießformmaterial kann aber auch entweder in Verbindung mit der Küvette mit Entlüftungsbohrungen oder auch ohne eine derartige Küvette, z. B. wenn eine handelsübliche geschlossene Küvette einge­ setzt wird, von einem porösen, gasdurchlässigen Material 16 umgeben sein, dessen Porosität kleiner ist als die Körnung des Gießform­ materials der Formmasse 11. Auch hier kann durch entsprechende Abstimmung der Körnung dieses porösen, gasdurchlässigen Materials 16 als Ummantelung gegenüber der Formmasse 11 einerseits und gegenüber der Küvette 12 andererseits eine entsprechende Optimierung erreicht werden, so daß es nicht zu Materialverlusten infolge des Vakuums kommt.The figure shows how the corresponding cuvette is designed. The cuvette 12 can be connected to a vacuum connection 13 , a vacuum pump 15 being connectable via a valve 14 . The cuvette itself can have ventilation holes 12 a, which are adapted to the grain of the molding compound accordingly, so that the molding compound is not pulled out of the cuvette when the vacuum is applied. The mold material can also be used either in connection with the cuvette with vent holes or without such a cuvette, for. B. if a commercially available closed cuvette is inserted, be surrounded by a porous, gas-permeable material 16 , the porosity of which is smaller than the grain size of the mold material of the molding compound 11 . Here, too, a corresponding optimization can be achieved by appropriate coordination of the grain size of this porous, gas-permeable material 16 as a sheathing with respect to the molding compound 11 on the one hand and with respect to the cuvette 12 on the other hand, so that material losses due to the vacuum do not occur.

Um den beim Verdichten und im Vakuum auftretenden eventuellen Ver­ formungen der Formmasse vorzubeugen, empfiehlt es sich, anstelle der bekannten Wachs-Modelliermassen hier eine Weichgußlegierung oder Kunststoff zu verwenden. Diese Weichgußlegierung verfügt über ausreichend Widerstandskraft gegenüber Verformungen, die sich beim Setzen der Formmasse einstellen können. Als Weichgußlegierung wird vorzugsweise eine niederschmelzende Zinn-Wismuth-Legierung verwendet, die auf Schmelzpunkte zwischen 20° und 200°C eingestellt werden kann. Sowohl diese Weichgußlegierung als auch die Formmasse sind recyclebar, da es hier nicht zu gegenseitigen Verunreinigungen kommt. Dadurch, daß die Formmasse in Form gehalten wird und verdichtet wird, kann sie sich auch an Modelle anlegen, die Hinterschnitte 10b aufweisen. Die Modelle 10 aus einer Weichgußlegierung haben dabei den weiteren Vorteil, daß die so produzierten Teile mit ihrem Angußkanal 10a auf einen Kunststoff- oder Metallstamm 17 gleichen Materials aufgesteckt werden können, so daß sich eine Raumoptimierung innerhalb der Küvette ergibt. Die Metallstämme können auch gesondert als Set mit verschiedenen Bohrungen eingesetzt werden, die aus Steckteilen 17a bestehend in der Länge variabel individuell anpaßbar sind. Zur Verwendung im Präzisions-Spritzguß können die Stämme auch aus Kunststoff bestehen, um Gussteile oder deren Formen schnell und einfach und doch präzise auf dem Mittelstamm aufstecken zu können.In order to prevent the possible deformation of the molding compound occurring during compression and in a vacuum, it is advisable to use a soft cast alloy or plastic instead of the known wax modeling compounds. This soft cast alloy has sufficient resistance to deformation that can occur when the molding compound is set. A low-melting tin-bismuth alloy is preferably used as the soft cast alloy, which can be adjusted to melting points between 20 ° and 200 ° C. Both this soft cast alloy and the molding compound can be recycled because there are no mutual contaminants. The fact that the molding compound is kept in shape and compressed, it can also create models that have undercuts 10 b. The models 10 made of a soft cast alloy have the further advantage that the parts produced in this way can be attached with their sprue 10 a to a plastic or metal stem 17 of the same material, so that there is a space optimization within the cuvette. The metal trunks can also be used separately as a set with different bores, which consist of plug-in parts 17 a and can be individually adjusted in length. For use in precision injection molding, the trunks can also be made of plastic so that cast parts or their shapes can be attached to the central trunk quickly and easily and yet precisely.

Die Körnung des Gießformmaterials liegt im Sand-Bereich, wobei vorzugsweise eine Körnung im Bereich des Feinsandes gewählt wird. Dieses Gießformmaterial ist selbst hohen Temperaturen gegenüber unempfindlich und kann dennoch umweltfreundlich wiederverwendet werden. Ihre Gasdurchlässigkeit trägt dazu bei, daß selbst bei hohen Temperaturen des eingegossenen Werkstoffes des Endproduktes die sich dabei entwickelnde hohe Gasaktivität über das Vakuum oder den ent­ sprechenden Unterdruck zuverlässig abgeleitet werden kann. The grain of the mold material is in the sand area, whereby preferably a grain size in the area of fine sand is selected. This mold material is even exposed to high temperatures insensitive and can still be reused in an environmentally friendly way become. Their gas permeability helps ensure that even at high Temperatures of the cast material of the end product developing high gas activity via the vacuum or ent speaking negative pressure can be reliably derived.  

Als Ausschmelzmaterialien kommen grundsätzlich alle bekannten Werk­ stoffe der Zwischenmodelle in Betracht, gleich in welchem Tempera­ turbereich sie eingesetzt werden. Es können insofern Thermoplaste, Wachse, Silikone oder Kautschuke ebenso verwendet werden, wie Kunststoff-Wachs-Gemische oder die bereits angesprochenen Weißme­ tall-Legierungen aus Wismuth, Zinn, Blei und Antimon. Ebenso ist ein Einsatz von Stereolithographieteilen, Kunstharzen, Styrodur oder Polystyrol möglich. Die ZWischenmodell-Materialien sind grundsätz­ lich wiederverwendbar, sofern sie sich nicht bereits beim Gießen des Werkstoffs des Endprodukts auflösen. Die Dichte der Zwischenmodell- Materialien liegt unter 10 kg je dm3.All known materials of the intermediate models come into consideration as melting materials, regardless of the temperature range in which they are used. In this respect thermoplastics, waxes, silicones or rubbers can be used as well as plastic-wax mixtures or the already mentioned white metal alloys made from bismuth, tin, lead and antimony. It is also possible to use stereolithography parts, synthetic resins, Styrodur or polystyrene. The intermediate model materials are basically reusable, provided that they do not dissolve when the material of the end product is cast. The density of the intermediate model materials is less than 10 kg per dm 3 .

Die Modellmaterialien sind korrosionsbeständig, nicht rostend, nicht magnetisch und können beliebig auch auf mechanische z. B. spanabhebende Weise bearbeitet werden. Sie sind löt- oder klebbar, so daß sich eine erleichterte Bearbeitung auch der Modelle 10 ergibt. Bedarfsweise können entsprechende Legierungen oder Gemenge zwischen den Zwischenmodell-Materialien hergestellt werden. Dennoch sind die Modelliermassen nach dem Metallspritzverfahren behandel- oder bearbeitbar und zwar sowohl zur Stabilisierung als auch bei Verwendung als Zwischenmodell.The model materials are corrosion-resistant, non-rusting, non-magnetic and can be applied to mechanical z. B. machined way. They can be soldered or glued, so that easier processing of the models 10 also results. If necessary, appropriate alloys or mixtures can be produced between the intermediate model materials. Nevertheless, the modeling compounds can be treated or processed using the metal spraying process, both for stabilization and when used as an intermediate model.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von Gußteilen mit den Schritten:
  • - Herstellen eines Urmodells,
  • - Herstellen einer Urform durch Abformen des Urmodells,
  • - Herstellen eines Modells (10) aus einer gieß- oder spritzgieß­ fähigen durch Erhitzen austreibbaren Modelliermasse,
  • - Herstellen einer Gießform durch Einbetten des Modells in eine Formmasse (11), die eine höhere Temperaturbeständigkeit aufweist als ein Werkstoff des Endprodukts,
  • - Austreiben der Modelliermasse aus der Gießform,
  • - Gießen des Werkstoffes des Endprodukts in die Gießform,
  • - Entformen des Gußteils nach Abkühlung des Endprodukts,
dadurch gekennzeichnet, daß als Formmasse (11) ein Gießform­ material mit einer Körnungslinie im Bereich von Sand verwendet und zur Gießform verdichtet wird, wobei das Material seine beim Verdichten eingenommene Form auch nach dem Austreiben der Modelliermasse als Gießform beibehält.
1. Process for the production of castings with the steps:
  • - making a master model,
  • - production of an original form by molding the original model,
  • Producing a model ( 10 ) from a castable or injection-moldable modeling material which can be driven out by heating,
  • Producing a casting mold by embedding the model in a molding compound ( 11 ) which has a higher temperature resistance than a material of the end product,
  • - expelling the modeling compound from the casting mold,
  • - pouring the material of the end product into the mold,
  • - demolding of the casting after cooling of the end product,
characterized in that a mold material with a grain line in the area of sand is used as the molding compound ( 11 ) and compacted to form the casting mold, the material retaining its shape that was assumed during compression even after the modeling compound has been expelled as a casting mold.
2. Verfahren zur Herstellung einer Gießform zum Zwecke der Verwen­ dung in einem Verfahren zum Herstellen von Gußteilen, in welchem durch Einbetten eines Modells (10) aus einer Modelliermasse in eine Formmasse (11), die eine höhere Temperaturbeständigkeit aufweist als ein Werkstoff des Endprodukts, und durch Austreiben der Modelliermasse die Gießform hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Formmasse (11) ein Gießform­ material mit einer Körnungslinie im Bereich von Sand verwendet und zur Gießform verdichtet wird, wobei das Material seine beim Verdichten eingenommene Form auch nach dem Austreiben der Modelliermasse als Gießform beibehält.2. A method for producing a casting mold for the purpose of use in a method for producing castings, in which by embedding a model ( 10 ) from a modeling compound in a molding compound ( 11 ) which has a higher temperature resistance than a material of the end product, and the casting mold is produced by driving out the modeling compound, characterized in that a casting mold material with a grain line in the area of sand is used as the molding compound ( 11 ) and is compressed to the casting mold, the material taking on the shape it took on after the casting out of the modeling compound maintains as a mold. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das verdichtete Gießformmaterial beim Gießen des Werkstoffs des End­ produkts unter Vakuum in Form gehalten wird, wobei die beim Guß entstehenden Gase durch das Gießformmaterial abgezogen werden. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the densified mold material when casting the material of the end Product is kept in shape under vacuum, the casting resulting gases are drawn off through the mold material.   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gießformmaterial ein öl- oder furanharzgebundener Sand ist.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in net that the mold material is an oil or furanharzbundener Is sand. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Gießform von einer metallischen Küvette (12) umgeben ist, die an einen Vakuumanschluß (13) anschließbar ist.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the casting mold is surrounded by a metallic cuvette ( 12 ) which can be connected to a vacuum connection ( 13 ). 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Küvette (12) Entlüftungsbohrungen (12a) aufweist.6. The method according to claim 5, characterized in that the cuvette ( 12 ) has ventilation bores ( 12 a). 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gießformmaterial von einem porösen, gasdurchlässigen Material (16) umgeben ist, dessen Porosität kleiner ist als die Körnung des Gießformmaterials.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the mold material is surrounded by a porous, gas-permeable material ( 16 ) whose porosity is smaller than the grain size of the mold material. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß als Modelliermasse eine Weichgußlegierung verwendet wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in net that uses a soft cast alloy as a modeling clay becomes. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Weich­ gußlegierung eine vorzugsweise niederschmelzende Zinn-Wismuth- Legierung ist.9. The method according to claim 8, characterized in that the soft casting alloy, preferably melting tin-bismuth Alloy is. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Weichgußlegierung hergestellten metallischen Modelle (10) mit einem Angußkanal auf einen Metallstamm (17) gleichen Materials aufsteckbar sind, die gemeinsam in die Formmasse (11) eingebettet werden.10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that the metallic models ( 10 ) made of the soft cast alloy can be plugged onto a metal stem ( 17 ) of the same material with a sprue, which are embedded together in the molding compound ( 11 ).
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DE4140121A1 (en) * 1991-12-05 1993-06-09 Manfred 7530 Pforzheim De Mueller METHOD FOR PRODUCING MOUNTED, MOLDED JEWELERY PIECES
DE4237638A1 (en) * 1992-11-07 1994-05-11 Basf Ag Small vol. prodn. of thermoplastic mouldings with e.g. undercuts - by lost wax type process using tools of two different low melting point alloys and injecting e.g. polyamide into cavity formed by fusion

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