CN108602211A - 模具、其制造方法和用途 - Google Patents

模具、其制造方法和用途 Download PDF

Info

Publication number
CN108602211A
CN108602211A CN201680079641.8A CN201680079641A CN108602211A CN 108602211 A CN108602211 A CN 108602211A CN 201680079641 A CN201680079641 A CN 201680079641A CN 108602211 A CN108602211 A CN 108602211A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
mold
soluble
polymer
hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201680079641.8A
Other languages
English (en)
Inventor
I.赫佐格
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
H2k Minerals Ltd
Original Assignee
H2k Minerals Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by H2k Minerals Ltd filed Critical H2k Minerals Ltd
Publication of CN108602211A publication Critical patent/CN108602211A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/44—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles
    • B29C33/52—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles soluble or fusible
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3842—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/44—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles
    • B29C33/54—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles made of powdered or granular material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/56—Coatings, e.g. enameled or galvanised; Releasing, lubricating or separating agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3807—Resin-bonded materials, e.g. inorganic particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3814—Porous moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/40—Plastics, e.g. foam or rubber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/76—Cores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
    • B29C39/22—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C39/26—Moulds or cores
    • B29C39/34—Moulds or cores for undercut articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/40—Removing or ejecting moulded articles
    • B29C45/44—Removing or ejecting moulded articles for undercut articles
    • B29C45/4457—Removing or ejecting moulded articles for undercut articles using fusible, soluble or destructible cores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

描述了用于由金属或塑料产生纤维复合体或铸件的模具，所述模具由颗粒状模具基材和粘合剂制成，其中所述模具具有孔隙，所述孔隙填充有孔隙填充材料，所述粘合剂是水溶性的，并且所述孔隙填充材料通过温度提高是可液化的并且相对于所述粘合剂而言是化学惰性的。此外，描述了所述模具的制造和用途。

Description

模具、其制造方法和用途
下述发明涉及用于由塑料或金属产生纤维复合体或铸件的模具、其制造和其用途。特别地，本发明涉及用于在由塑料或金属制成的纤维复合体或铸件中产生空腔的型芯。
在多个技术产品中，使用由金属、塑料或由纤维复合材料（包含塑料基质和嵌入在该基质中的纤维材料的复合材料）制成的部件，其在其内部具有空腔。此类部件的制造是困难的，特别是当该空腔应具有复杂几何，例如微长、弯曲的形状或具有背切的形状，同时该空腔表面必须平滑且高品质时。一件式生产此类部件的可能方式是通过使用所谓的“丧失的模具”的浇铸。在这种技术中，在上游步骤中生产模制件（所谓的“型芯”），其在尺寸和形状上对应于要形成的空腔。将该型芯布置在由其它模制件构成的铸造工具中，随后在该铸造工具中注入液体金属、聚合物材料或液体聚合物前体。在制造纤维复合体时，将型芯在布置在浇铸工具中前用纤维材料包覆。在浇铸后，获得由金属或塑料制成的具有所需空腔的纤维复合体或铸件，但是在该空腔中还插着型芯。随后将其移除，这由于所提及的空腔复杂几何所致而不能在不损坏型芯情况下进行。该型芯作为模制件“丧失”。
为了将型芯从复杂几何的空腔移除，可以将其例如粉碎或转变成液体或至少可流动的状态。对此的前提条件是型芯的合适性质。
在所谓的可熔芯注塑，即塑料注塑的特别形式中，由低熔点金属或低熔点合金制造型芯。将该型芯装入浇铸工具中并用塑料包覆注塑。在结束该步骤后，将所得铸件连同其中包含的型芯转移到加热浴中，以使该型芯熔化。为此将加热浴设定至稍高于所述低熔点金属或低熔点合金熔点的温度，以使得不损坏该注塑件。任选地，可以通过型芯金属的感应加热而缩短熔化时间。液体的型芯金属聚积在加热浴的底部并可用于制造新型芯。
但是，所需的低熔点金属或合金是相对贵的。此外，金属和合金仅有限地适用于具有低加工温度的聚合物，例如聚丙烯和聚乙烯的处理。
由纤维复合材料制成的部件通常也通过使用充气（aufblasbar）软管制造，该管可以代替型芯布置在浇铸工具中。其大多是可封闭的硅酮软管，其在浇铸操作过程中可从内部施以压力。在结束浇铸操作后，排出压力并移除该软管。在此使用的软管基本上是可再利用的。但是，其在热和机械方面仅有限地稳定，这在实践中对其可再利用性造成极大限制。此外，其仅有限地适用于制造具有复杂几何的空腔。
由金属浇铸已知，为了在铸件中制造空腔而使用砂型芯。这种型芯可以在密封其表面（例如通过将收缩管套到该型芯上）的前提条件下甚至用于塑料浇铸。其由包含粘合剂和作为颗粒状模具基材的砂的模具材料混合物制造。该粘合剂将模具基材的颗粒连接在一起并因此提供型芯的结构完整性。该型芯必须可以承受住浇铸操作过程中出现的热和机械应力。在浇铸后，通常将型芯借助振动粉碎。在使用水溶性粘合剂，例如基于硫酸镁、水玻璃或基于聚磷酸盐/酯和/或硼酸盐/酯的粘合剂时，型芯在浇铸操作后也可以用水从所得铸件中脱离出来。
原则上，这种型芯也适合于处理具有低加工温度的聚合物。但是，所述型芯经常缺乏所需的强度和甚至所需的储存稳定性。水溶性粘合剂材料经常是吸湿的并因此在潮湿环境中储存水，这可能明显降低其粘合作用。
本发明的目的是提供用于由金属或塑料产生纤维复合体或铸件的模具，特别是用于在由金属或塑料制成的纤维复合体或铸件中产生空腔的型芯，其是可以廉价制造的并提供宽的应用谱。此外，该模具和型芯应具有高强度并同时具有高储存稳定性。
通过具有权利要求1的特征的模具以及具有权利要求9的特征的用于制造该模具的方法实现该目的。本发明模具的优选实施方案示于从属权利要求2至8中。根据权利要求9的方法的一个优选实施方案示于从属权利要求10中。此外，具有权利要求11的特征的方法也包括在本发明中。该方法的优选实施方案存在于从属权利要求12至15中。所有权利要求的条文由此通过引用并入本说明书的内容。
本发明的模具特别地用于由塑料产生纤维复合体或铸件。但是，其也可以用于由金属产生铸件。在许多情况下，本发明的模具也可以是用于产生空腔的型芯。该模具包含颗粒状模具基材和粘合剂并且其具有孔隙。该粘合剂是水溶性粘合剂。
特别地，所述模具的特征在于下列特征：
1a 其具有孔隙并且所述孔隙填充有孔隙填充材料，其中该孔隙填充材料通过温度提高是可液化的。
所述孔隙至少部分地，在优选实施方案中还完全地填充有孔隙填充材料。在所述孔隙至少部分被填充的实施方案中，尤其具有朝向所述模具表面的开口的孔隙被填充。
在其它优选实施方案中，所述孔隙填充材料不仅填充所述孔隙，还覆盖该模具的表面。
优选地，该孔隙填充材料相对于所述粘合剂和/或相对于所述颗粒状模具基材是化学惰性的。特别优选地，其既相对于所述粘合剂又相对于所述颗粒状模具基材是化学惰性的。更优选的是，所述孔隙填充材料在室温（20℃）和常压（1 bar）下是固体的。
本文中，术语“化学惰性”应理解为是指孔隙填充材料在其加工时与粘合剂和/或模具基材不进行或仅以极小的程度进行反应，特别是化学反应。所述孔隙填充材料优选如下选择，以使得其在与所述粘合剂和/或孔隙填充材料直接接触时不导致型芯的结构完整性的削弱。特别地，其不允许溶解所用粘合剂。
本文中，术语“通过温度提高是可液化的”应理解为是指所述孔隙填充材料在温度提高时从固态转变成液态并因此具有熔点或至少一个熔程。
在优选的实施方案中，所述孔隙填充材料通过温度提高至20℃至500℃，优选20 °C至380℃的温度而可液化。在该范围内，可能更优选下列范围：
·20℃至200℃
·20℃至150℃
·20℃至100℃。
基于水溶性粘合剂的多孔性模具和相对于粘合剂而言化学惰性的孔隙填充材料的组合不可预料地带来优点，并特别是在塑料加工领域中开辟应用可能性，其远远超出一开始提及的模具和型芯的可能性。此外，本发明的模具可以简单和廉价地制造。
颗粒状模具基材
所述颗粒状模具基材优选由下列组分之一或下列组分中至少两种的组合构成，或包含下列组分中至少一种或下列组分中至少两种的组合：
2a 由无机的非水溶性材料制成的颗粒：这些材料特别地包括砂、玻璃、陶瓷、玻璃陶瓷、玻璃熔块、硅酸盐例如硅酸铝、金属氧化物例如氧化铝、金属氮化物、钛酸盐、锆酸盐、铝酸盐、碳化物例如碳化硅、金属、金属合金、石墨颗粒、非水溶性或难溶于水的盐例如硫酸钡或碳酸钙。
所述砂颗粒优选是由耐火的矿物砂制成的颗粒。该砂可以是天然或合成来源的。特别地可考虑石英砂、锆砂、铬铁矿砂、富铝红柱石砂和橄榄石砂。
本文中，术语“玻璃颗粒”特别地是指所有由无机玻璃制成的颗粒，其至少在0℃至200℃的温度范围内相对于水或水溶液而言呈化学惰性。
陶瓷颗粒特别是理解为是指由碳化物、氮化物、氧化物、硅化物制成以及由已知粘土矿物例如高岭石制成的颗粒。
术语“玻璃矿物”是指具有结晶陶瓷颗粒的玻璃，该结晶陶瓷颗粒嵌入到无定形玻璃相中。
玻璃熔块在制造玻璃熔体时作为中间产物出现。通过玻璃粉末的表面熔化，粉末的单个颗粒粘结在一起。如果在这一时间点中止熔化操作，获得称为玻璃熔块的多孔性物体。术语“玻璃料”也应用于由该物体通过研磨获得的颗粒和粉末。
作为金属颗粒，本文中特别地可考虑由轻金属例如铝制成的颗粒。
原则上，仅在制造用于由塑料产生纤维复合体或铸件的模具时才可考虑使用金属颗粒或例如由低熔点玻璃制成的低熔点颗粒。对于加工液体金属，例如液体铝，由这些材料制成的模具不很适合。在这些情况下，砂和陶瓷颗粒特别地适合作为模具基材。
2b 由无机的水溶性材料制成的颗粒：所述材料特别地包括选自氯化钠（NaCl）、氯化钾（KCl）和碳酸钠（Na2CO3）的盐。此外，其中还包括硝酸盐，特别是硝酸钠（NaNO3）和硝酸钾（KNO3）。
所述盐特别地适合于用于由塑料产生纤维复合体或铸件的模具。
2c 由有机的非水溶性材料制成的颗粒：所述材料特别地包括非水溶性聚合物材料，例如聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯和聚碳酸酯。
所述聚合物材料特别地适合于用于由低熔点塑料产生纤维复合体或铸件的模具。
2d 由有机的水溶性材料制成的材料：其中特别地包括水溶性聚合物，例如聚乙烯醇（PVA）或有机酸盐，例如乙酸钠。
所述材料特别地适合于用于由低熔点塑料产生纤维复合体或铸件的模具。
2e 由无机-有机复合材料制成的颗粒：其中例如包括由在2c或2d中提及的聚合物材料之一制成的复合材料，在该聚合物材料中嵌入例如由在2a下提及的材料之一制成的无机颗粒。
无机-有机复合材料特别地适合于用于由低熔点塑料产生纤维复合体或铸件的模具。
在优选的实施方案中，所述颗粒状模具基材的颗粒可以作为球或作为空心球存在。特别合适的例如是由玻璃制成和由硅酸铝制成以及由陶瓷和玻璃陶瓷材料制成的球或空心球。
优选地，该颗粒状模具基材的颗粒的平均粒度为< 1000 µm，优选< 600 µm。特别优选为平均粒度为50 µm至500 µm的颗粒。
在某些优选实施方案中，所述颗粒状模具基材不含水，优选也不含结晶水，如果该模具基材是盐。
任选地，可以向所述颗粒状模具基材中添加甘油或常见表面活性剂。在制造本发明型芯时，特别是当所用的孔隙填充材料是盐时，其可以更容易地渗入孔隙中。
水溶性粘合剂
所述水溶性粘合剂优选是下列粘合剂之一或下列粘合剂中至少两种的组合：
3a 水溶性无机粘合剂：其中特别优选地包括基于水玻璃的粘合剂，基于硫酸镁的粘合剂或基于硫酸盐和/或硼酸盐/酯的粘合剂。
由熔体凝固的玻璃状的水溶性碱金属硅酸盐（特别是硅酸钠、硅酸钾和硅酸锂）以及其水溶液均称为水玻璃。钠水玻璃特别适合于在本发明的范围内使用。还可以使用两种或更多种不同水玻璃的混合物。
水玻璃的特征性特征是其模量，其理解为水玻璃中的SiO2:M2O摩尔比，其中M优选选自Li+、K+或Na+。本文中，优选使用模量为1.5至3.3的水玻璃。
在GB 782 205 A中描述了碱金属水玻璃，其还在本发明的范围内适合作为粘合剂，并且其可以通过导入CO2而固化。其它合适的基于水玻璃的粘合剂例如由DE 199 25167 A1、DE 10 2007 045 649 A1或由US 5474606 A已知。
由DE 10 2007 045 649 A1已知“原位粘合剂”，其可以“原位”由硅酸和碱性水溶液，例如40%氢氧化钠水溶液制成。此类粘合剂也极其适合于在本发明的范围内使用。
硼酸盐/酯是硼酸的盐或酯。硼酸本身也可以属于硼酸盐/酯，其通常也称为硼酸三氢（Trihydrogenborat）。所述盐的特征在于，其在其离子晶格中含有硼酸根离子BO3 3-或其缩合形式（例如B4O5(OH)4 2，四硼酸根）作为阴离子。
作为磷酸盐/酯，除了传统磷酸盐如磷酸铵外，还可以特别地使用聚磷酸盐和磷酸氢盐，如磷酸氢钠。
众所周知，聚磷酸盐是正磷酸（H3PO4）盐的缩合产物，其具有通用化学式Mn+2PnO3n+1和结构M-O-[P(OM)(O)-O]n-M，其中M是一价金属且n可以毫无问题地是一至三位或甚至四位的数字。但是，聚磷酸盐极其经常还包括短链（即实际上的低聚）磷酸盐，其中n可以是例如8至32的数字。环状聚合物被称为偏磷酸盐。
适合于在本发明的范围内使用的基于聚磷酸盐/酯和/或硼酸盐/酯的粘合剂例如描述在WO 92/06808 A1中。其它合适的磷酸盐/酯基粘合剂由DE 103 59 547 B3或DE 19525 307 A1或US 5711792 A已知。
在某些特别优选的实施方案中，根据本发明使用的粘合剂包含六偏磷酸钠（(NaPO3)6）作为磷酸盐/酯。
3b 水溶性有机粘合剂：其中特别地包括基于水溶性聚合物，例如基于聚乙烯醇（PVA）的粘合剂。
众所周知，聚乙烯醇是热塑性塑料，其大多通过聚乙酸乙烯酯的皂化而制备。该塑料大多以水溶液的形式加工。根据水解和聚合度，其熔点通常为200℃至228℃。
特别优选地，所述水溶性粘合剂是下列粘合剂之一或下列粘合剂的组合：
4a 具有一定含量的合成或天然二氧化硅的基于水玻璃的粘合剂：这种粘合剂例如由EP 1 802 409 B1和DE 10 2007 045 659 A1已知。
4b 如果使用聚磷酸盐作为粘合剂，则其优选是具有通用化学式Mn+2PnO3n+1和结构M–O–[P(OM)(O)–O]n–M（M = 一价金属）的聚磷酸盐，特别是六偏磷酸钠（(NaPO3)6）。
4c 如果使用硼酸盐/酯作为粘合剂，这其优选是通式Mn-2BnO2n-1的聚硼酸盐/酯或通式(BO2)n n-的偏硼酸盐。
4d 硫酸镁。
硫酸镁和磷酸盐/酯和/或硼酸盐/酯的混合物是特别优选的。
对于加工液体金属，例如液体铝，特别合适的是具有基于水玻璃的粘合剂的模具。相反，原则上，所有的所述粘合剂可很好地被考虑用于制造用于由塑料产生纤维复合体或铸件的模具。
孔隙填充材料
所述孔隙填充材料优选是下列物质之一或下列物质中至少两种的组合：
5a 非水溶性天然或合成蜡、脂肪或油，例如石蜡或脂肪酸酯，其特别是具有20℃至200℃的熔点，特别优选具有30℃至100℃的熔点。
5b 水溶性的可熔聚合物，例如聚乙二醇或低分子量聚丙二醇，其特别是具有20℃至70℃的熔点。
5c 非水溶性的可熔聚合物，例如低熔点热塑性聚酰胺或乙烯-乙酸乙烯酯-共聚物，其特别是具有50℃至150℃的熔点，特别优选具有50℃至100℃的熔点。
5d 低熔点金属或低熔点合金，如也用于制造用于一开始提及的可熔芯注塑的型芯的那些，例如铋或铋合金，其特别是具有50℃至150℃的熔点，特别优选具有50℃至100℃的熔点。
5e 水溶性的盐或两种或更多种水溶性盐的混合物，特别是水溶性盐的熔体或两种或更多种水溶性盐的熔化混合物（熔体）。
存在低熔点盐以及此类盐的低共熔混合物，其可以在本发明的范围内用作孔隙填充材料。特别合适的是由碱金属和碱土金属的阳离子以及氯离子、亚硝酸根、硝酸根、碳酸根、氢氧根、氟离子、氰酸根和硫酸根类的阴离子组成的盐的盐混合物。
特别合适的例如是硝酸盐例如硝酸锂、硝酸钾或硝酸钠或亚硝酸盐例如亚硝酸锂、亚硝酸钾或亚硝酸钠、或含有硝酸盐或亚硝酸盐或优选两种或更多种硝酸盐和/或亚硝酸盐的混合物。可以例如由40重量%NaNO2、7重量%NaNO3和53重量%KNO3形成熔点为142℃的三元混合物。合适的由45重量%NaNO2和55重量%KNO3形成的二元混合物的熔点为141℃。
所述盐混合物也可以含有氯化物，例如氯化镁、氯化钾和/或氯化钠。可以由硝酸钠和氯化钠例如形成熔点为282℃的二元混合物。
同样很合适的是甲酸盐和酒石酸盐，特别是甲酸钾和酒石酸钠，任选还有甲酸钾和甲酸钠的混合物。
优选地，在本发明的范围内仅使用不含水，特别是也不含结晶水的盐和盐混合物作为孔隙填充材料。
特别优选地，使用动态粘度为小于4 mPas（在300℃下），优选小于3 mPas（在300℃下），特别优选小于2.5 mPas（在300℃下）的盐和盐混合物。
此外优选地，所述盐和盐混合物的熔点为20℃至500℃，优选30℃至380℃。在某些优选实施方案中，该盐和盐混合物的熔点可以为30℃至300℃，优选30℃至150℃。
5f 脲：众所周知，脲是无毒且卫生无害且熔点为132.5至134.5℃的固体，其具有出色的水溶性。
5g 至少一种水溶性糖，其特别是选自甘露糖和半乳糖。
5h 至少一种水溶性多元醇，其特别是选自山梨醇和甘露醇。
原则上，所述有机孔隙填充材料不适合于加工液体金属例如铝。对此更适合的特别是所述盐和盐混合物中的某些。相反，原则上，所有提及的孔隙填充材料可很好地考虑用于制造用于由塑料产生纤维复合体或铸件的模具。
在某些实施方案中，原则上非常优选的是，所述孔隙填充材料是非水溶性且具有低于所用颗粒状模具基材熔点，优选低于该熔点至少20℃，特别是至少50℃的熔点的材料。当将有机材料的颗粒用作颗粒状模具基材时，该温度差特别重要。
在其中所述孔隙填充材料优选为水溶性的情况中，该孔隙填充材料的熔点具有相对次要的作用。
当所述水溶性粘合剂是基于水玻璃的粘合剂时，则特别优选的是该孔隙填充材料通过温度提高至20℃至140℃的温度是可液化的。
特别优选的是，所述孔隙填充材料以– 基于所述模具的总体积计- 1至80体积%，优选1至50体积%，特别优选10至50体积%的含量包含于所述模具中。在此，其填充所述模具的孔隙的优选大于25 %，特别是大于50 %，特别优选大于75 %。在某些实施方案中，该模具的所有孔隙填充有该孔隙填充材料。在某些其它实施方案中，位于所述模具的表面上和下方的孔隙填充有该孔隙填充材料，而在所述模具的内部存在未被孔隙填充材料填充的孔隙。
所列模具基材、粘合剂和孔隙填充材料的特别优选的组合
在本发明的范围内，特别优选的是具有模具基材、粘合剂和孔隙填充材料的下列组合的模具：
7a 作为颗粒状模具基材，使用有机的非水溶性和/或无机的非水溶性材料。作为粘合剂，使用水溶性的无机粘合剂。作为孔隙填充材料，使用所述水溶性材料之一，例如脲或所述水溶性盐之一或水溶性聚合物。
由模具基材、粘合剂和孔隙填充材料的所述组合制成的型芯可以在浇铸操作后从铸件通常容易地借助水脱离出来。因为所述孔隙填充材料和粘合剂均是水溶性的，与水接触的型芯快速地失去其结构完整性并分解。
7b 作为颗粒状模具基材，使用有机非水溶性和/或无机非水溶性材料。作为粘合剂，使用水溶性的无机粘合剂。作为孔隙填充材料，使用所述非水溶性材料之一，例如天然或合成蜡、脂肪或油或非水溶性的可熔聚合物或金属或金属合金（两者均是低熔点的）。
由模具基材、粘合剂和孔隙填充材料的组合制成的型芯的特征在于，其由于疏水性孔隙填充材料而是拒水（wasserabweisend）的。即其本身是非水溶性。但是如果加热该型芯，则所述孔隙填充材料熔化并且水溶性粘合剂可以与水，例如与水浴的水直接接触。此时开始的溶解操作导致型芯的分解。
7c 作为颗粒状模具基材，使用有机的非水溶性和/或无机的非水溶性材料。作为粘合剂，使用水溶性的有机粘合剂。作为孔隙填充材料，使用所述水溶性材料之一，例如脲或所述水溶性盐之一或水溶性聚合物。
由所述模具基材、粘合剂和孔隙填充材料的组合制成的型芯在与水接触时表现为类似于根据7a的型芯。
7d 作为颗粒状的模具基材，使用有机的非水溶性和/或无机的非水溶性材料。作为粘合剂，使用水溶性的有机粘合剂。作为孔隙填充材料，使用所述非水溶性材料之一，例如天然或合成蜡、脂肪或油或非水溶性的可熔聚合物或金属或金属合金（两者均是低熔点的）。
由所述模具基材、粘合剂和孔隙填充材料的组合制成的型芯表现为类似于根据7b的型芯。
7e 作为颗粒状模具基材，使用有机的水溶性和/或无机的水溶性材料。作为粘合剂，使用水溶性的无机或有机粘合剂。作为孔隙填充材料，使用所述非水溶性材料之一，例如天然或合成蜡、脂肪或油或非水溶性的可熔聚合物或金属或金属合金（两者均是低熔点的）。
由所述模具基材、粘合剂和孔隙填充材料的组合制成的型芯表现为类似于根据7b的型芯。
原则上优选的是，基于聚磷酸盐/酯和/或硼酸盐/酯的粘合剂以及基于硫酸镁的粘合剂与不含水，特别是不含结晶水的孔隙填充材料组合。对此很合适的特别是上述无水盐或两种或更多种水溶性盐的混合物。
制造本发明模具和型芯的方法
本发明此外涉及制造用于由塑料或金属产生纤维复合体或铸件的模具，特别是制造用于在由塑料或金属制成的纤维复合体或铸件中产生空腔的型芯，特别优选如上所述的模具或型芯的方法。
在该方法中，首先由所述颗粒状模具基材之一和由所述水溶性粘合剂之一制造具有孔隙的模具。在优选的实施方案中，随后将孔隙用所述液体孔隙填充材料之一填充。但是，也可以将所述孔隙填充材料在相同步骤中与所述模具基材和/或粘合剂加工。
在优选的实施方案中，可以向由模具基材和粘合剂以及任选的孔隙填充材料制成的所述模具材料混合物中添加有机官能硅氧烷，特别是甲基膦酸3-(三羟基甲硅烷基)丙基)酯钠作为添加剂。当使用基于水玻璃的粘合剂之一时，这特别优选。
替代所述有机官能硅烷，也可以向具有基于水玻璃的粘合剂的模具材料混合物中添加硝酸钠和/或亚硝酸钠作为添加剂。
第一步中制成的具有孔隙的模具的孔隙率可以例如通过所用颗粒状模具基材的粒度分布来调节。具有基本上统一尺寸的大颗粒相比于由大和较小颗粒的混合物而言例如导致更大的孔隙率。
特别优选地，所述模具具有开孔结构。
为了制造由颗粒状模具基材和水溶性粘合剂制成的具有孔隙的模具，可以采用传统方法，例如在模箱（Formkasten）中制造。但是也可以，在大多数情况下甚至优选地借助3D打印制造所述模具。
在多数情况下优选的是，由所述颗粒状模具基材和水溶性粘合剂制造的模具在其进一步处理前经受固化步骤，例如通过加热或借助微波辐射的处理。
此外，在多种情况下优选的是，将具有孔隙的模具在其进一步加工前进行干燥，特别是除去所有未结合的水。
为了填充所述孔隙，所述孔隙填充材料优选地以液体的形式提供并借助压力或负压压入或吸入所述模具的孔隙中。例如，可以为此将具有开孔结构的模具放入负压室中，随后将该负压室抽真空。在设定所需负压后，然后向该负压室中注入并向所述模具的孔隙中吸入所述液体孔隙填充材料。通常，可以使所述孔隙填充材料然后变冷，直至其凝固。此后可以将成品模具从该负压室中取出。
所述孔隙填充材料还可以不加压地引入所述模具的孔隙中，特别是当其具有低粘度时。例如，该孔隙填充材料可以以液体的形式提供，并且将该模具浸入所述液体孔隙填充材料中，特别地直至其完全被所述孔隙填充材料覆盖。
任选地，所述孔隙用孔隙填充材料的填充也可以多步，特别是两步地进行。根据所选的孔隙填充材料，在将孔隙填充材料引入孔隙中后，在该孔隙填充材料变冷时可能出现收缩效应，其导致该模具中的孔隙不完全被孔隙填充材料填充。为了完全封闭所述孔隙，因此适宜的可能是向剩下的被部分填充的孔隙中在第二步中，任选地还在额外的进一步步骤中再次引入孔隙填充材料。
原则上，可以在所有这些步骤中使用相同的孔隙填充材料。但是在大多数情况下适宜的是，在所述一个或多个后续步骤中使用具有比第一步中所用孔隙填充材料更低熔点的孔隙填充材料。已存在于所述孔隙中的孔隙填充材料然后在一个或多个后续步骤中不再熔化。
其孔隙用所述孔隙填充材料之一填充的模具通常具有极其高的储存稳定性，因为甚至当其通过使用强吸湿的粘合剂制成时，该模具也具有对于水分，特别是空气水分的高抵抗力并因此还具有高储存稳定性。当使用所述非水溶性材料之一作为孔隙填充材料时，这特别地适用。此外，用所述孔隙填充材料的处理有时明显地提高该模具的强度。
本发明模具和型芯的用途
本发明的模具和型芯或根据所述方法制造的模具和型芯优选用于由塑料制造纤维复合体或模制件。此外，该模具和型芯还非常适合于加工混凝土以及陶瓷材料，特别是适合作为用于混凝土和陶瓷加工的模具和型壳（Schale）。
所述模具和型芯，特别是具有无机的非水溶性模具基材以及基于聚磷酸盐/酯和/或硼酸盐/酯的粘合剂以及作为孔隙填充材料的所述水溶性盐之一或两种或更多种水溶性盐的混合物之一的那些模具和型芯的某些实施方案也适合于加工液体铝，特别是用于铝压铸。
为了通过使用本发明的型芯由塑料或金属制造具有空腔的纤维复合体或模制件，优选的是
- 将所述型芯布置在铸模中，并
- 向所述铸模中引入液体聚合物材料或液体聚合物前体或液体金属。
在所述聚合物材料或聚合物前体或金属的凝固和/或固化之后，可以除去该型芯。但是这不是强制性必要的。
在凝固和/或固化时，所述聚合物材料或聚合物前体转变成塑料。在此特别有利的是，防止或至少对抗该聚合物材料或聚合物前体渗入模具的孔隙中，因为其确实填充有孔隙填充材料。
原则上，所述液体聚合物材料可以是可通过熔化转变为液体状态的各种聚合物材料，例如聚酰胺。所述聚合物前体可以例如是由粘合剂和与该粘合剂匹配的固化剂形成的反应性混合物，例如是羟基官能粘合剂和异氰酸酯官能固化剂（用于制备聚氨酯）。环氧树脂和与其匹配的固化剂也可出色地用作反应性混合物。
在本发明方法的优选实施方案中，将所述聚合物材料或聚合物前体和孔隙填充材料相互匹配，以使得该孔隙填充材料具有超过所用聚合物材料或聚合物前体的加工温度优选至少5℃，特别优选至少20℃，特别是至少50℃的熔点和/或沸点。反之优选的是，所用聚合物材料或聚合物前体在加工时不达到超过所述温度差值时的温度。因此，例如某些合适的环氧树脂的加工温度为150℃至180℃。所用孔隙填充材料此时应理想地具有至少190℃，优选至少200℃，特别是至少230℃的熔点。
在特别优选的实施方案中，所述型芯可以在其与液体聚合物材料或液体聚合物前体接触前或在下面描述的用纤维材料包覆时冷却，特别是至– 20℃至20℃的温度，特别优选至– 20℃至15℃的温度，特别是至– 20℃至10℃的温度。通过冷却，任选地在总体上导致所述孔隙填充材料硬度和因此型芯强度的明显提高。原则上，因此还可使用在高于20℃的温度下不够有助于该型芯强度的孔隙填充材料。
为了制造纤维复合体，在将型芯布置在铸模中前，将其优选用纤维材料包覆。所述纤维可以例如是玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维、芳族聚酰胺纤维、硼纤维、钢纤维、天然纤维和尼龙纤维。该纤维可以包围着所述型芯卷绕或编织。但是也可以将例如由所述纤维制成的网、垫子或无纺布布置在该型芯的表面上。
如上已述及，在所述聚合物材料或聚合物前体的凝固和/固化后，借助水和/或加热来除去该型芯。如果所述孔隙填充材料是水溶性的，该型芯可以仅借助水除去。但是如果该孔隙填充材料是拒水的，该型芯必须转变为水溶性状态。如上已述，这通过使该孔隙填充材料熔化得以实现。
但是，原则上，当然也可以将所述型芯通过机械方法例如振摇、通过超声或借助高压水射流除去。
在使用拒水的孔隙填充材料时，将所述孔隙填充材料和聚合物材料或聚合物前体优选相互匹配，以使得该孔隙填充材料具有低于由该聚合物材料或聚合物前体形成的塑料的熔点或分解温度优选至少5℃，特别优选至少20℃，特别是至少50℃的熔点。
实施例
本发明的其它特征以及由本发明产生的优点来自某些优选实施方案的以下说明。它们仅用于阐述并用于更好地理解本发明，绝不理解为限制性的。
I. 提供由颗粒状模具基材和水溶性粘合剂制成的具有孔隙的型芯
A 通过具有基于水玻璃的粘合剂的模具材料混合物
将下列组分加工成模具材料混合物：
·1.80重量份的碱金属水玻璃，其模量为SiO2:Na2O大约2.4
·0.90重量份的甲基膦酸3-(三羟基甲硅烷基)丙基)酯钠（DOW CORNING Q1-6083抗冻添加剂）的50%溶液
·1.00重量份的无定形的火成二氧化硅
·96.3重量份的石英砂H32。
为了制造所述模具材料混合物，将石英砂预先放置在实验室叶片式混合机中并在搅拌下添加水玻璃和甲基膦酸盐。在将该混合物搅拌一分钟后，在进一步搅拌下添加无定形二氧化硅。
将所述模具材料混合物借助压缩空气引入模制工具中。为了加速该混合物的固化，将热空气通导经过该模制工具。打开该模制工具并取出型芯。随后直接使该型芯干燥。
B 通过具有“原位”由硅酸和碱性水溶液形成的粘合剂的模具材料混合物
将下列组分加工成所述模具材料混合物：
·1.00重量份的胶体硅溶胶（Ludox HS 40, Grace Chemicals, Columbia, MD, USA）
·0.40重量份的NaOH（40 %浓度）
·0.60重量份的无定形二氧化硅（来自蒙特色拉特岛的飞灰型火山灰）
·98.0重量份的石英砂H32。
为了制造所述模具材料混合物，将石英砂预先放置在实验室叶片式混合机中并在搅拌下添加胶体硅溶胶以及氢氧化钠水溶液和无定形二氧化硅。
将所述模具材料混合物借助压缩空气引入模制工具中。为了加速该混合物的固化，将热空气通导经过该模制工具。打开该模制工具并取出型芯。随后直接使该型芯干燥。
C 通过具有基于硼酸盐/磷酸盐的粘合剂的模具材料混合物
将下列组分加工成所述模具材料混合物：
·2.50重量份的八硼酸二钠四水合物（TIM硼酸盐，来自公司Inkabor, P.I. Río SecoArequipa - Perú）
·2.50重量份的磷酸氢钠
·5.00水
·90.0重量份石英砂H32。
为了制造所述模具材料混合物，将玻璃球预先放置在实验室叶片式混合机中并在搅拌下添加八硼酸二钠四水合物以及磷酸氢钠和水和氢氧化钠水溶液。
将所述模具材料混合物借助压缩空气引入模制工具中。为了加速该混合物的固化，将热空气通导经过该模制工具。打开该模制工具并取出型芯。随后直接使该型芯干燥。
D 通过具有基于硼酸盐/磷酸盐的粘合剂的模具材料混合物
将下列组分加工成所述模具材料混合物：
·2.50重量份的四硼酸二钠十水合物
·2.50重量份的磷酸氢钠
·5.00重量份的水
·90.0重量份的玻璃球石英砂H32。
为了制造所述模具材料混合物，将玻璃球预先放置在实验室叶片式混合机中并在搅拌下添加该硼砂以及磷酸氢钠和水和氢氧化钠水溶液。
将所述模具材料混合物借助压缩空气引入模制工具中。为了加速该混合物的固化，将热空气通导经过该模制工具。打开该模制工具并取出型芯。随后直接使该型芯干燥。
E 通过具有基于硼酸盐/磷酸盐的粘合剂
将下列组分加工成所述模具材料混合物：
·1.25重量份的八硼酸二钠四水合物
·1.25重量份的磷酸氢钠
·2.50重量份的水
·95.0重量份的玻璃球（Silibeads，来自公司Sigmund Lindner GmbH, 95485Warmensteinach, 德国）。
为了制造所述模具材料混合物，将玻璃球预先放置在实验室叶片式混合机中并在搅拌下添加八硼酸二钠四水合物以及磷酸氢钠和水和氢氧化钠水溶液。
将所述模具材料混合物借助压缩空气引入模制工具中。为了加速该混合物的固化，将热空气通导经过该模制工具。打开该模制工具并取出型芯。随后直接使该型芯干燥。
II. 用孔隙填充材料填充根据I制造的型芯的孔隙
F 通过两种或更多种水溶性盐的熔体作为孔隙填充材料
将40重量%NaNO2、7重量%NaNO3和53重量%KNO3的混合物通过加热转变成均匀的低粘度熔体。将根据I制造的型芯A-E浸入该熔体中，之前将该型芯在炉中加热至140℃的温度。该熔体渗入该型芯的孔隙中并封闭它们。在冷却后，如此处理的型芯具有基本上无孔隙的表面。
G 通过合成蜡
将熔点为90℃的合成固体石蜡（Paraffinwachs）通过加热转变成液体的低粘度状态。根据I.制造的型芯A-E在真空室中经受负压。在该室中注入液体石蜡。该石蜡渗入所述型芯的孔隙中并封闭它们。在冷却至室温和随后从该真空室中取出该型芯后，经处理的型芯具有基本上无孔隙的表面。
H 通过脲作为孔隙填充材料
将脲通过加热转变成均匀的低粘度熔体。将根据I.制造的型芯A-E浸入该熔体中，之前将该型芯在炉中加热至140℃的温度。该熔体渗入所述型芯的孔隙中并封闭它们。在冷却后，如此处理的型芯具有基本上无孔隙的表面。
I 通过甲酸钾作为孔隙填充材料
将甲酸钾通过加热转变成熔体。将根据I.制造的型芯A-E浸入该熔体中，之前将该型芯在炉中加热至140℃的温度。该熔体渗入所述型芯的孔隙中并封闭它们。在冷却后，如此处理的型芯具有基本上无孔隙的表面。
III. 制造具有位于内部的空腔的塑料模制件
将根据F和G和H和I处理的型芯布置在铸模中，向其中在关闭该模具后注入加工温度为85℃的聚酰胺。
在该聚酰胺固化和冷却后，从所述铸模中取出该塑料模制件。
IV. 制造具有位于内部的空腔的纤维复合体
将根据F和G和H和I处理的型芯用碳纤维包围卷绕并布置在铸模中，向其中在关闭该模具后注入加工温度为85℃的聚酰胺。
在所述聚酰胺固化和冷却后，从该铸模中取出所述纤维复合体。
V. 从根据III.和IV.制造的塑料模制件和纤维复合体中除去所述型芯
为了除去该型芯，将制成的塑料模制件和纤维复合体用加热至95℃的水处理。根据F和G以及根据H和I处理的型芯可以毫无问题地除去。
在根据G处理的型芯的情况下，所用固体石蜡由于与水接触而熔化。熔化的固体石蜡随后可以毫无问题地分离并再利用。

Claims (15)

1.用于由金属或塑料产生纤维复合体或铸件的模具，所述模具由颗粒状模具基材和粘合剂制成，其中
·所述模具具有孔隙，
·所述孔隙填充有孔隙填充材料，
·所述粘合剂是水溶性的，且
·所述孔隙填充材料通过温度提高是可液化的并且相对于所述粘合剂和/或颗粒状模具基材而言是化学惰性的。
2.根据权利要求1的模具，其特征在于，所述颗粒状模具基材由下列组分之一构成或含有下列组分中的至少一种：
·由无机的非水溶性材料制成的颗粒，例如砂颗粒、玻璃颗粒、陶瓷或玻璃陶瓷颗粒、玻璃熔块颗粒、硅酸盐颗粒例如硅酸铝颗粒、金属氧化物例如氧化铝的颗粒、金属氮化物颗粒、钛酸盐颗粒、锆酸盐颗粒、铝酸盐颗粒、碳化物例如碳化硅的颗粒、金属或金属合金的颗粒、石墨颗粒、非水溶性盐颗粒，
·由无机的水溶性材料，例如选自氯化钠（NaCl）、硝酸钠（NaNO3）、氯化钾（KCl）、硝酸钾（KNO3）和碳酸钠（Na2CO3）或这些盐的混合物的盐制成的颗粒，
·由有机的非水溶性材料，例如非水溶性聚合物，如聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯或聚碳酸酯制成的颗粒，
·由有机的水溶性材料，例如水溶性聚合物如聚乙烯醇（PVA）或有机酸盐如乙酸钠制成的颗粒，
·由无机-有机复合材料，例如嵌入着无机颗粒的塑料制成的颗粒。
3.根据权利要求1或权利要求2的模具，其特征在于，所述水溶性粘合剂
·是水溶性的无机粘合剂，例如是基于水玻璃或硫酸镁或磷酸盐/酯和/或硼酸盐/酯的粘合剂，
和/或
·是水溶性的有机粘合剂，其例如基于水溶性聚合物如聚乙烯醇（PVA）。
4.根据前述权利要求任一项的模具，其特征在于，所述水溶性粘合剂是
·具有一定含量的合成或天然二氧化硅的基于水玻璃的粘合剂
和/或
·磷酸盐/酯，特别是具有通用化学式Mn+2PnO3n+1和结构M–O–[P(OM)(O)–O]n–M（M =一价金属）的聚磷酸盐，特别是六偏磷酸钠（(NaPO3)6）
和/或
·硼酸盐/酯，特别是通式Mn-2BnO2n-1的聚硼酸盐/酯或通式(BO2)n n−的偏硼酸盐/酯
和/或
·硫酸镁。
5.根据前述权利要求任一项的模具，其特征在于，所述孔隙填充材料是
·天然或合成蜡、脂肪或油，例如石蜡或脂肪酸酯，其特别是具有20℃至200℃的熔点，特别优选具有30℃至200℃，尤其30℃至100℃的熔点，
或
·水溶性的可熔聚合物，例如聚乙二醇，其特别是具有30℃至70℃的熔点，
或
·非水溶性的可熔聚合物，例如低熔点热塑性聚酰胺或乙烯-乙酸乙烯酯-共聚物，其特别是具有50℃至150℃的熔点，特别优选具有50℃至100℃的熔点，
或
·金属或金属合金，例如铋或铋合金，其特别是具有50℃至150℃的熔点，特别优选具有50℃至100℃的熔点，
或
·水溶性盐或两种或更多种水溶性盐的混合物，其特别是具有20℃至500℃的熔点，特别优选具有30℃至380℃的熔点，
或
·脲
或
·至少一种水溶性糖，其特别是选自葡萄糖、甘露糖、果糖和半乳糖，
或
·至少一种水溶性多元醇，其特别是选自山梨醇和甘露醇。
6.根据前述权利要求任一项的模具，其特征在于，所述孔隙填充材料
·不是水溶性的并具有低于所用颗粒状模具基材熔点优选至少20℃，特别是至少50℃的熔点，
或
·是水溶性的。
7.根据前述权利要求任一项的模具，其特征在于，其具有
(a) 作为颗粒状模具基材的有机或无机的非水溶性材料和作为粘合剂的水溶性无机粘合剂和作为孔隙填充材料的水溶性聚合物
或
(b) 作为颗粒状模具基材的有机或无机的非水溶性材料和作为粘合剂的水溶性无机粘合剂和作为孔隙填充材料的天然或合成蜡、脂肪或油或非水溶性的可熔聚合物或金属或金属合金，
或
(c) 作为颗粒状模具基材的有机或无机的非水溶性材料和作为粘合剂的水溶性有机粘合剂和作为孔隙填充材料的天然或合成蜡、脂肪或油或水溶性聚合物或非水溶性的可熔聚合物或金属或金属合金
或
(d) 作为颗粒状模具基材的有机或无机的非水溶性材料和作为粘合剂的水溶性的有机粘合剂和作为孔隙填充材料的天然或合成蜡、脂肪或油或水溶性聚合物或非水溶性的可熔聚合物。
8.根据前述权利要求任一项的模具，其特征在于，其含有1至80体积%，优选10至50体积%的含量的所述填充材料。
9.制造用于由金属或塑料产生纤维复合体或铸件的模具的方法，所述模具特别是根据权利要求1至8任一项的模具，其中由颗粒状模具基材和水溶性粘合剂制造具有孔隙的模具，特别是通过3D打印，并且将所述孔隙用相对于所述粘合剂/或模具基材而言呈化学惰性的液体孔隙填充材料填充。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于，以液体形式提供所述孔隙填充材料并且在不加压情况下或借助压力或负压压入或吸入所述型芯的孔隙中。
11.由金属或塑料制造纤维复合体或模制件的方法，其中使用根据权利要求1至8任一项的模具。
12.根据权利要求11的方法，其特征在于，使用适合于在由金属或塑料制成的纤维复合体或铸件中产生空腔的型芯作为模具，并且
·将型芯布置在铸模中，
·向所述铸模中引入液体聚合物材料或液体聚合物前体或液体金属，
并任选地
·在所述聚合物材料或聚合物前体或金属凝固和/或固化后除去所述型芯。
13.根据权利要求12的方法，其特征在于，向所述铸模中引入液体聚合物材料或液体聚合物前体，并将所述型芯用纤维材料包覆，然后将所述型芯布置到铸模中。
14.根据权利要求12或13任一项的方法，其特征在于，
·向所述铸模中引入液体聚合物材料或液体聚合物前体，并且所述孔隙填充材料具有超过所用聚合物材料或聚合物材料前体的加工温度，优选超过其至少5℃，特别优选至少20℃，特别是至少50℃的熔点和/或沸点，
和/或
·向所述铸模中引入液体聚合物材料或液体聚合物前体，并且所述孔隙填充材料和聚合物材料或聚合物前体互相匹配，以使得所述孔隙填充材料具有低于由所述聚合物材料或聚合物前体形成的塑料的熔点或分解温度的熔点。
15.根据权利要求12至14任一项的方法，其特征在于，在所述聚合物材料或聚合物前体凝固和/或固化后借助水和/或加热除去所述型芯。
CN201680079641.8A 2015-11-21 2016-10-27 模具、其制造方法和用途 Pending CN108602211A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015223008.2A DE102015223008A1 (de) 2015-11-21 2015-11-21 Form, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung
DE102015223008.2 2015-11-21
PCT/EP2016/075915 WO2017084851A1 (de) 2015-11-21 2016-10-27 Form, verfahren zu ihrer herstellung und verwendung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108602211A true CN108602211A (zh) 2018-09-28

Family

ID=57241064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680079641.8A Pending CN108602211A (zh) 2015-11-21 2016-10-27 模具、其制造方法和用途

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3377289A1 (zh)
CN (1) CN108602211A (zh)
DE (1) DE102015223008A1 (zh)
WO (1) WO2017084851A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109773948A (zh) * 2019-03-29 2019-05-21 深圳市宏通新材料有限公司 用于陶瓷注射成型的盐模内芯材料及陶瓷制作方法
CN114917964A (zh) * 2022-06-09 2022-08-19 西安西热水务环保有限公司 一种离子交换树脂晶片材料及制备方法和应用

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017009521A1 (de) * 2017-10-11 2019-04-11 Eissmann Cotesa Gmbh Verfahren zur Herstellung eines hohlen Faserverbundbauteils, Formkern zur Formung eines hohlen Faserverbundbauteils und hohles Faserverbundbauteil
DE102017131255A1 (de) 2017-12-22 2019-06-27 HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung eines metallischen Gussstücks oder eines ausgehärteten Formteils unter Verwendung aliphatischer Polymere umfassend Hydroxygruppen
DE102017223870A1 (de) 2017-12-29 2019-07-04 Audi Ag Verfahren zum Herstellen einer verlorenen Form für ein Gussbauteil und Verfahren zum Herstellen eines Gussbauteils mittels einer verlorenen Form
CA3103059A1 (en) * 2018-06-14 2019-12-19 Magna Exteriors Inc. Compression molding hollow structure
DE102018121847A1 (de) * 2018-09-07 2020-03-12 Hengst Se Verfahren zum Metall-Druckgießen mit verlorenem Kern

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992006808A1 (en) * 1990-10-19 1992-04-30 Borden (Uk) Limited Improvements in or relating to water dispersible moulds
WO2014131388A1 (de) * 2013-02-28 2014-09-04 Voxeljet Ag Verfahren zum herstellen eines formteils mit einer wasserlöslichen gussform sowie materialsystem zu deren herstellung
DE102013106876A1 (de) * 2013-07-01 2015-01-08 C.F. Maier GmbH & Co. KG Formkern und Verfahren zum Herstellen von faserverstärkten Strukturhohlbauteilen
CN104428082A (zh) * 2012-04-10 2015-03-18 埃米尔·米勒有限责任公司 盐基型芯、其制备方法及其应用

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB782205A (en) 1955-03-07 1957-09-04 Foundry Services Ltd Improvements in or relating to sand cores
DE3736574A1 (de) * 1987-10-28 1989-05-18 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren und formkern zur herstellung von kunststoffgegenstaenden mit hinterschneidungen
GB9324509D0 (en) 1993-11-30 1994-01-19 Borden Uk Ltd Foundry binder
US5474606A (en) 1994-03-25 1995-12-12 Ashland Inc. Heat curable foundry binder systems
DE19525307C2 (de) 1995-07-12 2003-04-03 Eichenauer Gmbh & Co Kg F Formmasse zur Herstellung von Gießkernen und Verfahren zur Herstellung eines Gießkerns
DE19925167A1 (de) 1999-06-01 2000-12-14 Luengen Gmbh & Co Kg As Exotherme Speisermasse
DE10226817C1 (de) * 2002-06-15 2003-11-13 Eichenauer Gmbh & Co Kg F Giessform und Verfahren zu deren Herstellung
DE10359547B3 (de) 2003-12-17 2005-03-03 Emil Müller GmbH Wasserlösliche Salzkerne
DE102004042535B4 (de) 2004-09-02 2019-05-29 Ask Chemicals Gmbh Formstoffmischung zur Herstellung von Gießformen für die Metallverarbeitung, Verfahren und Verwendung
DE102005051439B4 (de) * 2004-11-05 2014-11-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Anwendung eines wasserdispergierbaren Stützkerns zur Herstellung eines Strukturhohlbauteils
DE102007026229A1 (de) * 2007-06-05 2008-12-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines Strukturhohlbauteils aus faserverstärktem Kunststoff
DE102007027755B4 (de) * 2007-06-16 2019-08-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Kunststoffbauteils
DE102007041431A1 (de) * 2007-08-29 2009-03-05 Volkswagen Ag Verfahren zur Herstellung von Bauteilen, insbesondere Resin-Transfer-Molding-Verfahren zum Herstellen von Faserverbundbauteilen
DE102007045659A1 (de) 2007-09-25 2009-04-02 Audi Ag Dichtungsprofil zum Abdichten eines Bereichs zwischen einer Türsäule und einer Seitentür eines Kraftwagens
DE102007045649B4 (de) 2007-09-25 2015-11-19 H2K Minerals Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Form und/oder eines Kernes unter Verwendung von zerkleinerten natürlichen partikulären amorphen Kieselsäurematerialien im Gießereibereich und Binderzusammensetzung
DE102011113200B4 (de) * 2011-09-10 2017-10-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofilknotens aus einem Faser-Kunststoff-Verbund für die Verbindung von Hohlprofilbauteilen eines Rahmenelements

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992006808A1 (en) * 1990-10-19 1992-04-30 Borden (Uk) Limited Improvements in or relating to water dispersible moulds
CN104428082A (zh) * 2012-04-10 2015-03-18 埃米尔·米勒有限责任公司 盐基型芯、其制备方法及其应用
WO2014131388A1 (de) * 2013-02-28 2014-09-04 Voxeljet Ag Verfahren zum herstellen eines formteils mit einer wasserlöslichen gussform sowie materialsystem zu deren herstellung
DE102013106876A1 (de) * 2013-07-01 2015-01-08 C.F. Maier GmbH & Co. KG Formkern und Verfahren zum Herstellen von faserverstärkten Strukturhohlbauteilen

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
中国机械工程学会铸造专业学会: "《铸造手册》", 30 April 1994 *
尹建国等: "《胶接原理及其应用》", 30 June 1994, 云南科学技术出版社 *
袁希光: "《传感器技术手册》", 31 December 1986, 国防工业出版社 *
郭玉印，蔡柏林，李方新，黄星亮: "《铝合金石膏型精密铸造译文集》", 31 July 1984 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109773948A (zh) * 2019-03-29 2019-05-21 深圳市宏通新材料有限公司 用于陶瓷注射成型的盐模内芯材料及陶瓷制作方法
CN114917964A (zh) * 2022-06-09 2022-08-19 西安西热水务环保有限公司 一种离子交换树脂晶片材料及制备方法和应用
CN114917964B (zh) * 2022-06-09 2023-11-21 西安西热水务环保有限公司 一种离子交换树脂晶片材料及制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
EP3377289A1 (de) 2018-09-26
DE102015223008A1 (de) 2017-05-24
WO2017084851A1 (de) 2017-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108602211A (zh) 模具、其制造方法和用途
CN112166000B (zh) 制造模具和型芯的方法及制造的模具和型芯，在该方法中使用的模制基础材料和粘合剂
JP7049112B2 (ja) 水ガラスを含有するバインダーを用いて鋳型および中子を逐次層構築するための方法ならびに水ガラスを含有するバインダー
CN101600524B (zh) 含碳水化合物的模制料混合物
CN109982786B (zh) 覆膜砂和其制造方法以及使用其的铸型的制造方法
CN105658352B (zh) 制造用于生产铸造件的失芯或模制件方法
US20160023375A1 (en) Slip mixture for 3d printed molds and 3d printing ceramic material
WO2005023524A2 (en) Absorbent fillers for three-dimensional printing
CZ295537B6 (cs) Pojiva pro jádra a formy
JPH0734970B2 (ja) 水分散可能な型その型の製造方法及びその型を使用する鋳造方法
WO2004028787A1 (en) Three dimensional printing material system and method
KR101580775B1 (ko) 코어 및 코어 제조 방법
JPH08506764A (ja) 水に分散可能な鋳型の改良または鋳型に関連する改良
CN111511483B (zh) 覆膜砂和其制造方法以及铸型的制造方法
CN110267752A (zh) 铸型材料组合物及使用其的铸型的制造方法
CN105102873A (zh) 绝热成形体及其制备方法
Zaretskiy Hydrous solid silicates in new foundry binders
JP2014167078A (ja) 断熱材成形用組成物、成形体及び成形体の製造方法
ES2938519T3 (es) Utilización de un material termoplástico de moldeo para la fabricación de envases y medios y método de envasado para la fabricación de un envase
CN105051441A (zh) 绝热成形材料、绝热成形体及它们的制备方法
CA2957317A1 (en) Dissolvable objects
KR101064388B1 (ko) 수용성 전해질을 이용한 인조대리석 및 이의 제조방법
CN113646107B (zh) 铸型材料组合物及使用其的铸型的制造方法
BR112020014235B1 (pt) Moldes e machos para produção de corpos compósitos reforçados com fibra, método para produção de moldes e machos, material de base de moldagem particulado, e conjunto para produção de moldes e machos
JP2020093299A (ja) 鋳型およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180928

RJ01 Rejection of invention patent application after publication