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Verfahren zur Übertragung erhabener oder vertiefter Formen durch Ätzen.
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von besonderem Vorteil. Es erlaubt durch entsprechend gewählte Elektrolyte und Änderung der Stromstärke eine weitestgehende Anpassung und Beeinflussung der Ätzwirkung bis zur Herausarbeitung allerfeinster Details.
Es ist kein dauerndes und in der Herstellung teures Übertragungselement nötig, da dasselbe immer wieder mit Hilfe der plastischen Masse durch Abdrücken neu entsteht.
An die Widerstandsfähigkeit der Modelle werden nur geringe Ansprüche gestellt, so dass dieselben leicht und billig herzustellen sind und selbst nach Naturmodellen Übertragungen auf Stahl, Glas und sonstige schwer zu bearbeitende Werkstoffe ausgeführt werden können.
Auch auf das zu bearbeitende Werkstück wird kein Druck ausgeübt, da nur eine Berührung mit dem verhältnismässig weichen Abdruck stattfindet. Es können infolgedessen auch spröde Werkstoffe wie z. B. Glas, bearbeitet werden.
Es können ferner Werkstoffe verwendet werden, die sich mit den üblichen mechanischen Mitteln nicht oder wenigstens nicht wirtschaftlich bearbeiten lassen. Die Auswahl unter den für besondere Anforderungen, wie z. B. hohen Druck, hohe Temperaturen, chemische Einflüsse usw., geeigneten Werkstoffen erweitert sich dadurch ganz wesentlich, da fast alle denkbaren Werkstoffe chemisch angreifbar sind und geätzt werden können.
Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren zeigt bei flüchtigem Vergleiche Ähnlichkeit mit dem bekannten Verfahren von Rieder, welches in dem Buche :"Das Ätzen der Metalle" von H. Schubert, 3. Auflage, Wien 1923, Seite 159-162, beschrieben ist, verläuft aber grundsätzlich anders. Gemeinsam ist beiden Verfahren das Ätzen nach einem Relief. Während jedoch das Riedersche Verfahren ausschliesslich auf elektrolytischem Wege durchgeführt werden kann und als Übertragungsform eine starre, poröse Masse (Gips) benutzt, kann bei vorliegendem Verfahren jede beliebige Ätzmethode angewendet werden, und es besteht die Übertragungsform aus einer plastischen Masse, welche überdies nicht porös ist bzw. nicht porös zu sein braucht.
Während bei dem Riedersehen Verfahren die Übertragungsform beim Ätzen in Berührung mit dem Werkstück bleiben muss, da ja das Ätzmittel vermittels dieser Form an das Werkstück herangebracht wird, erfolgt das Ätzen bei dem erfindungsgemässen Verfahren nach dem Abheben der Übertragungsform vom Werkstück. Jene Nachteile, welche gemäss der angeführten Literaturstelle dem Riederschen Verfahren anhaften, treten daher bei dem vorliegenden Verfahren nicht ein. Dazu kommt, dass die notwendigerweise porösen, mit einem Elektrolyten getränkten Gipsformen unmöglich dieselbe Massgenauigkeit und dieselben Feinheiten übermitteln können, wie eine mit Hilfe plastischer Massen hergestellte Übertragungsform.
Es ist aus der Galvanoplastik zur Genüge bekannt, mit welcher Schärfe solche Abdrücke auch die feinsten Details wiederzugeben imstande sind. Die folgenden Beispiele werden den Unterschied noch besser erkennen lassen, da die betreffenden Arbeiten mittels des Riederschen Verfahrens überhaupt nicht oder nicht mit derselben Genauigkeit durchgeführt werden können.
In den letzten Jahren wurden die sogenannten Kniehebelprägepressen entwickelt. Diese Maschinen ermöglichen bei genauester Werkzeugführung sehr hohe Arbeitsdrücke und haben dadurch ein ganz neues Arbeitsgebiet, das "Kalibrieren", erschlossen. Man versteht darunter das lehrenhaltige
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werden. Dass die verlangte enge Toleranz am Werkstück nicht mehr gehalten wird, sobald sich unter der Einwirkung des angewendeten hohen Druckes-es werden solche Pressen mit einem Druck bis zu 2,000. 000 leg gebaut - das Prägewerkzeug selbst geändert hat, ist selbstverständlich. Ein solches Werkzeug muss, ohne dass es zu Bruch gegangen wäre, ausgeschieden und durch ein neues ersetzt werden, wenn es durch Abnutzung der Kanten, Senken des Stahles usw. die nötige Massgenauigkeit eingebüsst hat.
Durch Nacharbeit die einmal verlorengegangene Genauigkeit der Prägestanze mit den gewöhnlichen Mitteln der mechanischen Bearbeitung wiederherzustellen ist nicht möglich, da es sich um gehärteten Stahl handelt. Würde man den Stahl, um ihn bearbeitbar zu machen, ausglühen, so käme die Nacharbeit fast der Herstellung eines neuen Prägewerkzeuges gleich. Abgesehen davon leidet der Stahl durch das Ausglühen, so dass nur mit einer stark herabgeminderten Lebensdauer der so wiederhergestellten
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Dagegen ist es mit Hilfe des Ätzverfahrens, welches den Gegenstand der Erfindung bildet, ohne weiteres möglich, die verlorengegangene Massgenauigkeit wiederherzustellen, obwohl es sich um gehärteten Stahl handelt, da gehärteter ebenso wie ungehärteter Stahl in gleicher Weise geätzt werden kann.
Voraussetzung ist nur, dass ein Modell als Urdokument vorhanden ist, das die geforderte Genauigkeit aufweist. Die im Modell enthaltene Massgenauigkeit kann auf dem beschriebenen Wege nicht nur auf eine neu anzufertigende Stanze, sondern auch auf eine durch Abnutzung ungenau gewordene Stanze übertragen werden.
Die an obigem Beispiel aufgezeigte Möglichkeit des Nachätzens gilt natürlich auch ganz allgemein für alle jene Fälle, wo genau einzuhaltende Formen im Arbeitsvorgang unter dem Einfluss hoher Temperatur, hoher Drücke, chemischer Einflüsse usw. Veränderungen unterworfen sind und einer Korrektur bedürfen.
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Ebenso findet das Nachätzen mit grossem Vorteil Anwendung bei neuen Formen aus Stahl, die sich beim Härten verzogen haben. Dabei ist die Gefahr des Verziehens gerade bei jenen Formen besonders gross, die kompliziert und daher in der Herstellung teuer sind. Die Schwierigkeiten beim Härten zwingen nicht selten zu Konstruktionsänderungen und zur Teilung einer Form. Das Verziehen des gehärteten Stahls verliert an Bedeutung, wenn dessen Folgen durch das Nachätzen aufgehoben werden können, wozu noch kommt, dass bei der Wahl der zu verwendenden Stahlsorte mehr Rücksicht auf die Erfordernisse eines besonderen Falles genommen werden kann, wenn dabei nicht mehr die Rücksicht auf das Verziehen allen andern Erwägungen vorangehen muss.
Eine weitere wichtige Anwendung ist die Herstellung von Formen für das Spritzgussverfahren.
Es kann als bekannt vorausgesetzt werden, welche Vorteile dieses bietet. Trotzdem ist der Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens sehr bald eine Grenze gesetzt, wenn Metallegierungen mit höherem Schmelzpunkt gegossen werden sollen, weil in diesem Falle die Lebensdauer der Kokillen rapid abnimmt und die auf ein Stück des erzeugten Werkstückes umgerechneten Kokillenkosten die anderseits erzielten Ersparnisse aufzehren. Die anteiligen Kokillenkosten sind bedingt durch die Erzeugungskosten einer Kokille und deren Lebensdauer, welch letztere wiederum von der Temperatur des Schmelzgutes und von der Widerstandsfähigkeit des Werkstoffes, aus welchem die Kokille gefertigt ist, gegenüber solchen Temperaturen abhängt.
Die Erfindung ist geeignet, die Wirtschaftlichkeit des Spritzgusses nach zwei Richtungen günstig zu beeinflussen. Sie setzt einerseits die Herstellungskosten der Kokille herab und erweitert anderseits den Kreis der für die Herstellung der Kokille in Betracht kommenden Werkstoffe ganz wesentlich, so dass Werkstoffe zur Verwendung kommen können, die den speziellen Bedingungen des Spritzgusses in bezug auf Unempfindlichkeit gegenüber den geschmolzenen Metallegierungen besser entsprechen, als dies bisher der Fall war.
Während bei der Auswahl des für die Kokille geeignetesten Werkstoffes immer nur solche Werkstoffe in Betracht gezogen werden konnten, deren Bearbeitung mit den üblichen mechanischen Mitteln, wie Fräsen, Drehen oder Gravieren mit Meissel oder Grabstichel, möglich war, setzt das den Gegenstand der Erfindung bildende Herstellungsverfahren nur voraus, dass der Werkstoff einem chemischen Angriff, eventuell unter Zuhilfenahme des elektrischen Stromes, zugänglich ist.
Da dieser Voraussetzung fast alle überhaupt denkbaren Werkstoffe entsprechen, ist die Auswahl nahezu unbegrenzt und können nunmehr Werkstoffe von höchster Widerstandsfähigkeit gegen hohe Temperaturen zur Herstellung der Kokillen herangezogen werden, die bisher wegen der Unmöglichkeit, sie zu bearbeiten, nicht in Betracht kamen. In weiterer Folge ist dadurch die Möglichkeit gegeben, Legierungen mit höherem Schmelzpunkt und somit auch wertvolleren mechanischen und sonstigen Eigenschaften als die bisher hauptsächlich verwendeten Zinn-, Zink-und Aluminiumlegierungen im Spritzgussverfahren wirtschaftlich zu verarbeiten.
Mit diesen wenigen, zur Erklärung des Wesens der Erfindung herausgegriffenen Beispielen sind die Anwendungsmöglichkeiten derselben keineswegs erschöpft. Ihre Verwendung ist durchaus nicht auf das Gebiet der Metallbearbeitung und Herstellung von Guss-und Pressformen beschränkt, sie findet vielmehr in allen jenen Fällen sinngemässe Anwendung, wo die Bearbeitung eines Werkstoffes zu technischen Formen oder Zierformen nur mit Hilfe eines chemischen Angriffes möglich oder wirtschaftlich ist. Insbesondere kann auch Glas nach dem Verfahren geätzt werden.