CN111328300B - 铸型件、铸型和生坯模制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于铸型(100)的铸型件(1)。所述铸型件(1)包括用于铸造产品的至少一个壳体(11)。用于密封接触密封表面(13)的凸缘(12)布置在所述铸型件(1)的框架上。所述壳体(11)对流体具有第一渗透率，而所述凸缘(12)对流体具有第二渗透率。所述第二渗透率小于所述第一渗透率。

Description

铸型件、铸型和生坯模制方法

技术领域

本发明涉及用于铸型的铸型件、具有至少一个铸型件的铸型和生坯模制方法。

背景技术

各种铸型和铸型用铸型件已由现有技术公开。这样的铸型例如由EP3162521A1公开。EP3162521A1示出呈通用形式的铸型。铸型具有第一上铸型件和第二下铸型件。铸型件被置入两个压块之间并通过压块被压合。型腔形成在两个铸型件之间。

一般，铸型件在它们面向型腔的表面各自具有多孔的或可渗透的边缘层。空气和流体可通过该边缘层被排出。在此可以想到铸型仅具有一个铸型件或两个以上的铸型件。

EP3162521A1的铸型的下铸型件具有用于排出水或空气的排出管。排出管连通至多孔层。

EP3162521A1的铸型和铸型件相对较大且笨重，因此相对难以操纵。此外，填充在铸型件之间的浆料的脱水不均匀。

发明内容

因此，本发明的任务是消除现有技术的这些和其它问题。尤其是提供一种用于铸型的铸型件，其允许型坯均匀脱水。此外，提供一种铸型件，其能够简化型坯和/或生坯的制造。尤其是提供一种相应的方法。

这些和其它任务通过本申请意图保护的所限定的装置和方法来完成。其它设计来自本申请意图进一步保护的主题。

根据本发明的一种用于铸型尤其是多件式铸型的铸型件包括至少一个用于浇铸尤其是陶瓷产品的壳体。用于密封接触密封表面且尤其是密封接触第二铸型件的凸缘布置在该铸型件的边缘。该壳体对流体具有第一渗透率，而该凸缘对流体具有第二渗透率。第二渗透率小于第一渗透率。

渗透率被定义为流体每小时每平方分米每个大气压下可被输送经过固体的体积：升/(每小时·平方分米·巴)(l/(h*dm²*bar))。

壳体的和凸缘的不同的渗透率允许对铸型件内的流体流进行特定控制。这尤其在此意味着型腔中的流体经由铸型件的壳体而不是经由铸型件的凸缘被排出。因此排出流是定向的。该壳体尤其包括底部区和壁区。

该凸缘优选被浇铸到壳体上，它尤其与该壳体呈一体形成。

所述凸缘和壳体因此成为铸型件的整体组成部分，因此承受相同的收缩率。制造得以简化，并且铸型件不具有任何不必要的分型线。

所述壳体和凸缘最好基本由相同的材料制成。尤其是壳体材料和凸缘材料的材料特性基本相同。材料优选是塑料，尤其是聚甲基丙烯酸甲酯。

由相同材料制造改善了铸型件的特性。整个铸型件的材料特性相同。

铸型件的壳体优选具有至少10升/(每小时·平方分米·巴)(l/(h*dm²*bar))的渗透率。替代地或可选地，凸缘的渗透率最大为1升/(每小时·平方分米·巴)(l/(h*dm²*bar))。

铸型件可具有密封件，密封件优选设计为周向密封件。该密封件优选布置在所述凸缘之中或之处。

这使得能够在安放时通过密封表面密封该铸型件，尤其是相对于环境封闭和/或密封型腔。

密封件还允许以较大公差制造凸缘，因为密封作用可通过密封件提供而不是由凸缘提供。

凸缘优选可以具有槽，该密封件插入该槽中。该密封件尤其优选被浇铸到凸缘中。

借此密封件在凸缘中被固定且防止其遗失。

该槽可以具有底切。

由此增强了防遗失保护。

在此的铸型件可以由多件制成并且尤其具有内层和外层。

在这里，内层意味着其面向型腔并因此面向后来的生坯。

本发明的另一方面涉及一种具有至少一个、优选两个如上所述的铸型件的铸型。这样的铸型使得尤其陶瓷产品的制造和期望几何尺寸的成批制造成为可能。

本发明的另一方面涉及一种铸型件、尤其是本文所述的铸型件，其中至少一个脱水通道设置在铸型件中。脱水通道具有至少一个脱水通道端，流体可经由该脱水通道端通过排放管被排出。铸型件具有用于将脱水通道端与排放管可拆卸连接的可拆式联接件。

这使得排放管的单独联接和拆分成为可能。尤其可以想到脱水通道端被设计为联接件并且与带有压紧缸的相应联接件相互作用。

这允许直接利用将压紧缸压靠至铸型件也联接上排放管。省掉了排放管的单独联接，两步合并为一步。

在此可以规定，用于排挤出介质如水的单独填充体可设置在铸型件和压紧缸之间，该填充体充满铸型，其中该联接件或脱水通道端延伸经过填充体至压紧缸。

可拆式联接件可布置在铸型件的中心区域内，尤其在铸型件质心处或邻近铸型件质心的区域内。

最好如此选择该区域，即，以联接件轴线为中心的惯性力矩可被最小化。

可拆式联接件优选被设计成其可被机器人抓持。

这允许将铸型件铸型中取出而不必在铸形件上安置附加构件。联接件在此不仅承担脱水功能，还承担提供用于抓持和搬运铸型件的构件的功能。

在此可以规定，在联接件上形成附加抓持轮廓，或者或许设置防止铸型件在机器人的抓持臂中扭转的第二空转联轴节。

本发明的另一方面涉及一种生坯模制方法，包括以下步骤：

-提供具有至少一个脱水通道的铸型件、尤其是如上所述的铸型件，该脱水通道具有至少一个脱水通道端；

-用待浇铸物质填充铸型件；

-对铸型件形成压力以制造型坯；

-通过至少一个脱水通道和排放管从型坯中排出流体来脱水，制造生坯；

-在脱水之后，拆下排放管与脱水通道端；

-用机器人抓持铸型或铸型件以打开铸型和/或使生坯脱模。

机器人最好在如上所述的联接件处抓持铸型。

联接件可以例如从铸型件延伸通过填充体，从而当机器人抓持联接件时铸型的至少一部分(如填充体)与铸型件一起被提起。但还可以想到，首先取出填充体，然后在联接件处用机器人抓持并取出铸型件。

这允许生坯的易制造和成形。

本发明的另一方面涉及一种用于铸型的铸型件，尤其是如在此所述的铸型件，该铸型件包括具有铸型件表面的用于模制产品、尤其是陶瓷产品的壳体。壳体至少部分是可透流体的。在壳体中设置有多个通道，从而铸型件表面可受到介质尤其是空气和/或水的作用。铸型件具有用于将通道连接至介质源、尤其是压缩空气源的至少一个介质连接端口。

在这里和下文中，通道意味着单独形成的通道而不是由毛细孔形成的在壳体内的流体连通。通道通常被设计为管状连通。

在壳体内的单独而未连通的通道系统能将介质尤其空气送至铸型件尤其是壳体的特定位置。例如，这允许将空气专门并单独地引入铸型件。

空气可以经由铸型件表面的毛细孔流到铸型件内的型坯并均匀地使型坯脱离铸型件表面而未使型坯变形。

通道优选布置成使铸型件表面的每个点到至少一个通道的距离小于50毫米、尤其是小于30毫米。

铸型件表面是面向型腔的表面，即，在型坯模制期间与物料或浆料接触的表面。

这些最大的限定距离确保铸型件表面的各区域都承受空气作用。

通道优选延伸经过壳体直至侧向凸缘。介质连接端口在此优选布置在凸缘处。

介质连接端口布置在凸缘处有利于与通风管即介质源分离。

此外，介质连接端口布置在凸缘处允许介质流过铸型件到达脱水通道端。

可能有利的是通道基本从壳体的中心区径向延伸至凸缘。

通道可被布置成它们不到达壳体的铸型件表面。这意味着通道布置于铸型件内并且具有闭合的横截面。

这能够形成延伸于整个壳体并与铸型件表面间隔开的通道网。

或者可以想到，通道以表面中的凹陷形式构成，而闭合的横截面仅在铸型件安放于铸型中时形成。于是，因铸型和铸型件而出现通道的闭合壁。

凸缘中的通道优选通入与介质连接端口相连的周向收集通道。

这允许所有通道同时被供应一种介质源如压缩空气。

因此以压缩空气对铸型件内的型坯均匀施加作用，由此允许型坯均匀脱离铸型件。

本发明的另一方面涉及一种生坯模制方法，尤其是如上所述的方法。该方法包括以下步骤：

-提供铸型，尤其是具有如上所述的至少一个铸型件的铸型；

-用待浇铸物质填充铸型；

-对铸型形成压力以制造型坯；

-使型坯脱水以制造生坯；

-通过在铸型件表面和生坯之间施加介质超压，使生坯脱离铸型。

这允许如上所述地使生坯均匀脱模。

有利的是，当生坯脱离铸型时借助在生坯的与超压相对的一侧的负压来保持生坯。这利于生坯脱模。

本发明的另一方面涉及一种铸型件，尤其是如上所述的铸型件。铸型件具有多孔的壳体和用于挤占不必要的空腔的填充体。所述填充体和壳体通过可分离连接相互连接。

这允许单独制造铸型件和填充体。也可行的是在铸造后例如单独取出填充体以便于铸型件的搬运。

附图说明

将例如参照以下附图来说明本发明，其中：

图1是铸型的横截面图，

图2是根据图1的铸型的俯视图，

图3a至图3m示出用于制造铸型件和型坯的方法步骤。

具体实施方式

图1示出铸型100的横截面图。铸型具有两个在具体实施例中堆叠布置的铸型件1a、1b。密封件14布置在在当前附图中靠上的铸型件1a中。密封件14位于铸型件1a的凸缘12中。铸型件1a还具有连接至凸缘12的壳体11。第二铸型件1b以与第一铸型件1a相对应的方式构成，区别是第二铸型件1b没有密封件。因此，以下仅说明铸型件之一1a或1b的结构。如上所述，铸型件1a具有壳体11和凸缘12，其中在凸缘12中设有密封件14。脱水通道15位于壳体12中，该脱水通道与脱水通道端151相连。脱水通道端151同时作为联接件16构成。型坯3位于铸型件1之间的型腔内，该型坯随后一旦经由脱水通道15脱水就变为生坯31。壳体12是多孔的并且具有面向型坯3的铸型件表面121。

因此，水可以从型坯3经由多孔的壳体扩散入脱水通道15。水集中在脱水通道15中且随后可经由联接件16被排出。为了加速此过程，可以在联接件16处、即在脱水通道端151处产生负压。

脱水通道15被设计成中心处于联接件16处的星形(为此参见图2)。它们共同通入收集通道18。收集通道18以周向环形通道形式形成在凸缘12中。在这里，收集通道18和脱水通道15同时形成空气通道17。

在此可以规定，在凸缘处设置单独的介质连接端口、即单独的进气管或排气管。它可以延伸通过凸缘12直至环形通道18。还可以想到设置与脱水通道15分开的介质通道网。这可根据脱水通道网来设计且例如可位于脱水通道15附近或与之平行的平面内。介质连接端口171和脱水通道端151在此可以单独构成。

铸型件1a、1b安置在框架4内。在框架4和铸型件1a、1b之间形成的空腔各自填充有填充体41。

在此可以想到填充体41各自作为单独件构成。此时，填充体41可通过可分离连接可被连接至各自的铸型件1a或1b。

图2示出图1的铸型件1a的示意性俯视图。铸型件1a基本在中心具有联接件16。脱水通道15设置在铸型件1a的壳体11中。这些脱水通道15从联接件16起一直延伸至铸型件1a的凸缘12。脱水通道15基本呈星形布置，在这里，脱水通道15随着远离联接件16而形成分支。因此，各脱水通道之间的最大距离受到限制。就是说，铸型件的内侧面、即铸型件表面121(参见图1)凭借该表面的每个点最多以最大距离(此处为50毫米)与脱水通道15间隔开。

为了更清楚起见，仅在壳体的约四分之一中示出通道。当然，其它脱水通道15也延伸到壳体11的其余四分之三中。脱水通道15通入设置在铸型件1a的凸缘12中的周向收集通道18(参见图1和图3i)。

至少两个对中元件19(在具体设计示例中是六个)布置在铸型件1a的周边，它们在此被设计为例如在组装状态下可供夹紧螺钉穿过的孔。

图3a至图3m示出了用于制造铸型件1a、1b(参见图1)以及型坯或生坯31(参见图1和图3m)的方法。

在图3a至3m中，附图标记仅提及一次以保证概览。

图3a示出各自由例如石膏制成的铸造装置20和铸造装置20'。铸造装置20和20'构成用于制造铸型件的基础。

根据图3b，这些铸造装置20和20'分别衬覆有中间层21例如代用粘土。该层的厚度通常在5毫米到30毫米之间。

图3c示出壳芯23和23'的制造。通常，围绕图3b的铸型地形成砂箱，且空腔被填充代用粘土。这些壳芯23和23'硬化并可以如图3d所示在硬化之后脱模。在下一步骤(图3e)中，将脱模剂25、25'施加至壳芯23和23'。

在下一步骤(图3f)中，壳芯再次用合适的铸造装置20、20'(参见图3a)被封起来。在此首先在壳芯23、23'中加入浇口27、27'和脱气孔26、26'。各自壳芯23和23'被固定连接至各自铸造装置20和20'。

多孔的模型材料通过浇口27、27'被加入(图3g)。在壳芯23、23'和各自的铸造装置20、20'之间的空腔中分别模制出随后的铸型件1a、1b的壳体11、11'。

在硬化之后，这些壳体11、11'被脱模(参见图3h)。

在图3i中，不带阴影线地示出了图3a的壳体11、11'，因此可以看到壳体中的脱水和/或脱气通道15、17。图3i还示出了脱水/脱气通道15、17的横截面。这些通道在此基本呈U形构成。在通道15、17铣制之后，它们被留空材料28填充。

在下一步骤中(图3j)，壳体11、11'被分别施加至基座29、29'。然后，相应的凸缘12、12'被分别浇铸到每个壳体11、11'上。在凸缘12、12'已硬化之后，壳体11、11'的晚些时候的背面(即远离生坯的侧面)以最大渗透率为1升/(每小时·平方分米·巴)(l/(h*dm²*bar))的材料被封起来，使得通道15、17(参见图3i)被封闭。此外，联接件16作为脱水通道端151和/或作为介质连接端口171以与该通道连通的方式被安装在封层中。

在进一步的步骤(参见图3k)中，密封槽32被铣入至少一个在此基本完成的壳体1a或1b(参见图3f)中。在图3k的局部细节图中示出密封槽32。在具体实施例中，密封槽具有底切，即其在槽底部比在其开口端宽。由硅树脂制成的密封件14然后被浇铸到密封槽32中，密封件通过密封槽32的底切被固定。

在密封件装入之后，铸型件1a和1b被彼此分开(参见图3l)且安放在合适的砂箱中(如果需要)。此时出现的空闲空间被填充密度小于5kg/dm³(千克/立方分米)的填料，其形成填充体41。填充体在此可被设计成其可分离地连接或可连接至各自铸型件1a和1b。可以规定螺纹连接和/或卡扣连接。

在填料硬化之后，铸型件1a和1b可在铸型100中被组装(参见图3m还有图1)。在用压力机牢固夹紧铸型件后，待浇铸材料可通过联接件被加入铸型件1a和1b之间形成的空腔中。在空腔中形成型坯或生坯。

当浆料在浆料压力下经联接件被加入型腔中时，其固体成分沉积在型腔壁上。但是，浆料的液体和或许气体可以渗透过多孔的壳体，从而在型腔壁上形成作为稍后要烧结的型坯的陶片。由压力机施加的关闭力作为浆料压力的反作用力且因此大于浆料压力p。

在型坯脱水之后，可以用机器人在联接件16处(图3j)抓住作为铸型100(参见图3m和3l)的一部分的铸型件1a。同时，空气可通过在图3m中设于靠下的铸型件1b上的联接件16'被吹入并可在位于靠上的铸型件1a处的联接件16处产生负压。负压将生坯31保持就位在铸型件1a上，而在联接件16'处输入空气将使生坯31脱离铸型件1b。随后，生坯可从铸型件1a中脱离。为此，必须在铸型件1a处产生超压。

Claims (25)

1.一种用于铸型(100)的铸型件(1a,1b)，包括用于铸造陶瓷产品的至少一个壳体(11)，其中用于密封抵接密封表面(13)的凸缘(12)布置在所述壳体(11)的边缘处，其中所述铸型件(1a,1b)包括布置在所述凸缘(12)处的密封件(14)，其特征在于，所述壳体(11)对流体具有第一渗透率，而所述凸缘(12)对流体具有小于第一渗透率的第二渗透率，以使得型腔中的流体经由铸型件的壳体而不是经由铸型件的凸缘被排出。

2.根据权利要求1所述的铸型件(1a,1b)，其中所述凸缘(12)被浇铸在所述壳体(11)上。

3.根据权利要求1或2所述的铸型件(1a,1b )，其中所述铸型件(1a,1b )和所述凸缘(12)基本上由相同材料构成。

4.根据权利要求1所述的铸型件(1a,1b)，其中所述壳体(11)的渗透率至少是10升/(每小时·平方分米·巴)和/或所述凸缘(12)的渗透率至多是1升/(每小时·平方分米·巴)。

5.根据权利要求1所述的铸型件(1a,1b)，包括环绕的密封件(14)。

6.根据权利要求5所述的铸型件(1a,1b)，其中所述凸缘(12)具有槽(32)，所述密封件(14)被插入其中。

7.根据权利要求6所述的铸型件(1a,1b)，其中所述槽(32)具有底切。

8.根据权利要求1所述的铸型件(1a,1b)，其特征在于，所述铸型件(1a,1b )为多件式结构。

9.根据权利要求1所述的铸型件(1a,1b)，其中至少一个脱水通道(15)设置在所述铸型件(1a,1b )中，所述脱水通道具有至少一个脱水通道端(151)，液体能经由该脱水通道端被排出到排放管中，其特征在于，所述铸型件(1a,1b)具有用于将所述脱水通道端(151)可拆卸连接至所述排放管的可拆卸的联接件(16)。

10.根据权利要求3所述的铸型件(1a,1b)，其中所述材料为塑料。

11.根据权利要求10所述的铸型件(1a,1b)，其中所述塑料为聚甲基丙烯酸甲酯。

12.根据权利要求8所述的铸型件(1a,1b)，其特征在于，所述铸型件(1a,1b )具有内层和外层。

13.一种用于铸型(100)的铸型件(1a,1b)，其是根据权利要求1至12中任一项所述的铸型件，包括：

具有铸型件表面(121)的壳体(11)，其中所述壳体(11)至少部分是可透流体的，并且多个通道(17)设置在所述壳体(11)中，从而能以介质对所述铸型件表面(121)施加作用，并且其中所述铸型件(1a,1b)具有用于将所述通道(17)连接至介质源的至少一个介质连接端口(171)。

14.根据权利要求13所述的铸型件(1a,1b)，其特征在于，所述通道(17)被布置成使所述铸型件表面(121)的每个点与至少一个通道(17)的距离小于50毫米。

15.根据权利要求13所述的铸型件(1a,1b)，其中所述通道(17)延伸经过所述壳体(11)而直到侧向凸缘(12)，并且其中所述介质连接端口(171)设置在所述凸缘(12)处。

16.根据权利要求13所述的铸型件(1a,1b)，其中所述通道(17)没有延伸到达所述壳体(11)的铸型件表面(121)。

17.根据权利要求16所述的铸型件(1a,1b)，其中所述凸缘(12)中的所述通道(17)通入与所述介质连接端口(171)相连的周向收集通道(18)。

18.根据权利要求13所述的用于铸型(100)的铸型件(1a,1b)，所述介质源为压缩空气源。

19.根据权利要求14所述的铸型件(1a,1b)，其特征在于，所述通道(17)被布置成使所述铸型件表面(121)的每个点与至少一个通道(17)的距离小于30毫米。

20.根据权利要求16所述的铸型件(1a,1b)，其中所述通道(17)在径向上基本从所述壳体(11)的中心区延伸至所述凸缘(12)。

21.一种铸型(100)，包括至少一个根据权利要求1所述的铸型件(1a,1b)。

22.一种生坯(31)的模制方法，包括以下步骤：

-提供根据权利要求1至20中任一项所述的铸型件(1a,1b)，其配设有具有至少一个脱水通道端(151)的至少一个脱水通道(15)，

-用待浇铸物质填充所述铸型件(1a,1b)，

-对所述铸型件(1a,1b)形成压力以产生型坯(3)，

-通过经由所述至少一个脱水通道(15)和排放管从所述型坯(3)中排走液体，使所述型坯(3)脱水而产生生坯(31)，

-脱水之后，使所述排放管与所述脱水通道端(151)分离，

-用机器人抓持所述铸型(100)以打开所述铸型(100)和/或使所述生坯(31) 脱模。

23.一种生坯(31)模制方法，其是根据权利要求22所述的方法，包括以下步骤：

-提供带有铸型件(1a,1b)的铸型(100)，

-用待浇铸物质填充所述铸型(100)，

-对所述铸型(100)形成压力以产生型坯(3)，

-使所述型坯(3)脱水以产生生坯(31)，

-通过在所述铸型件表面(121)和所述生坯(31)之间施加介质超压，使所述生坯(31)从所述铸型(100)中脱模。

24.根据权利要求23所述的方法，其中在从所述铸型(100)中脱模所述生坯(31)期间，该生坯(31)通过在该生坯(31)的与超压相对的一侧的负压被保持。

25.一种铸型件，其是根据权利要求1至20中任一项所述的铸型件，其具有多孔的壳体和用于支撑所述壳体的填充体，其特征在于，所述填充体和所述壳体通过可分离连接彼此相连。

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