DE10017391A1

DE10017391A1 - Production of metallic permanent molds comprises forming mold parts of the mold using a lost model supported in a mold and surrounded by a molding material which decomposes on contact with a molten cast metal

Info

Publication number: DE10017391A1
Application number: DE2000117391
Authority: DE
Inventors: Peter Bohling; Mirko Schaper
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-04-07
Filing date: 2000-04-07
Publication date: 2001-10-11

Abstract

Production of metallic permanent molds comprises forming mold parts of the mold using a lost model (2) supported in a mold and surrounded by a molding material which decomposes on contact with a molten cast metal. During the production of the model, the model is provided with channels (3a, 3b, 3c) for later receiving a cooling and/or heating fluid. Preferred Features: Each channel runs within the model close to its surface.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von metallischen Dauerformen zur ur- oder umformenden Fertigung sowie eine Dauerform mit mindestens einem Formteil mit einem Hohlraum, die das ur- oder umzuformende Material aufnimmt, und mit mindestens einem Kanal, der vorgesehen ist, ein Kühl- oder Heizfluid aufzunehmen.The invention relates to a method for producing permanent metal molds for Original or forming production as well as a permanent mold with at least one molded part with a cavity that receives the original or to be formed material, and with at least one channel which is provided to receive a cooling or heating fluid.

Bei dem bekannten Druckgießverfahren von Metallteilen wird ein geschmolzenes Material mit hohem Druck in eine Metallform, üblicherweise Stahlform, gepreßt, die bei Beginn des Verfahrens auf eine Temperatur deutlich unterhalb der Schmelztemperatur des zu vergießenden Materials, üblicherweise Gußmetall, erwärmt und zum Erstarren des Gußmetalls gekühlt wird. Es ist beispielsweise bekannt, Dauerformen für den Druckguß während des Gießprozesses von außen zu kühlen; diese Kühlart ist allerdings mit der Gefahr von Brandrissen verbunden.In the known die-casting process of metal parts, a molten one is used High pressure material is pressed into a metal mold, usually a steel mold, which at Start the process at a temperature significantly below the melting temperature of the material to be cast, usually cast metal, heated and solidified of the cast metal is cooled. It is known, for example, permanent forms for the To cool die casting from the outside during the casting process; this type of cooling is however associated with the risk of fire cracks.

Es ist auch bekannt, in der Metallform Temperierkanäle durch Bohren oder Fräsen einzubringen, durch die die Temperierflüssigkeit geführt wird. Eine solche Formkühlung beeinflußt einerseits die Lebensdauer der Dauergußform, andererseits können über die Kühlung der Form auch das innere Gefüge des Druckgußkörpers bzw. -bauteils und damit auch dessen Eigenschaften beeinflußt werden.It is also known to use tempering channels in the metal mold by drilling or milling to introduce, through which the bath liquid is led. Such mold cooling affects the life of the permanent mold on the one hand, on the other hand can Cooling the mold also the inner structure of the die-cast body or component and so that its properties are also influenced.

In diesem Zusammenhang schlägt beispielsweise die DE 197 51 472 A1 ein Verfahren zum Herstellen eines Druckgußmetallteils in einer Dauerform aus mindestens zwei Formteilen vor, wobei die Kühlung während des Gießprozesses nicht im wesentlich allein durch Durchleiten von Kühlflüssigkeit durch zylindrische Kanalbohrungen erfolgt, sondern durch Durchleiten der Kühlflüssigkeit durch einen Kanal, der in eine Kanalbohrung nachträglich mit einem verhältnismäßig niedrig schmelzenden Gießmetall eingegossen wird. Dieses Verfahren erlaubt eine größere Gestaltungsfreiheit der Kanalführung im Vergleich zu den glattflächigen (zylindrischen) Bohrungen. Gleichwohl ist es auch bei dieser Methode notwendig, anfänglich Bohrungen in die Formteile einzubringen. Aus fertigungstechnischen Gründen ist es nicht möglich, diese Bohrungen in unmittelbare Nähe der Oberflächen der Formteile einzubringen. In der DE 197 51 472 A1 wird es sogar als Vorteil angesehen, daß das darin vorgeschlagene Verfahren eine größere Wandstärke im Formteil zwischen der den Druckgußkörper definierenden Außenhaut und dem Gießmetall, in dem der Kanal liegt, zuläßt, wobei dennoch eine gute Kühlleistung vorhanden ist.In this context, for example, DE 197 51 472 A1 proposes a method for producing a die-cast metal part in a permanent mold from at least two Shaped parts before, the cooling during the casting process is not essential only by passing coolant through cylindrical channel bores, but by passing the coolant through a channel into a Subsequent drilling of the sewer with a relatively low-melting cast metal is poured. This procedure allows greater freedom of design Channel routing compared to the smooth (cylindrical) holes. Nevertheless It is also necessary with this method to initially drill holes in the molded parts bring in. For manufacturing reasons, it is not possible to drill these holes in the immediate vicinity of the surfaces of the molded parts. In the DE 197 51 472 A1 even considers it an advantage that what is proposed therein Process a larger wall thickness in the molded part between the die-cast body defining outer skin and the casting metal in which the channel lies, whereby nevertheless good cooling performance is available.

Die vorliegende Erfindung geht von dem Problem aus, ein gattungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von metallischen Dauerformen bereitzustellen, wobei die Dauerformen eine effektive Temperierung während der Ur- bzw. Umformung gewährleisten.The present invention is based on the problem of a generic method to provide for the production of permanent metal molds, the permanent molds ensure an effective temperature control during the original or forming.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die jeweiligen Formteile - beim Druckgießen üblicherweise zwei - der Dauerform nach der Vollformgießtechnik hergestellt werden unter Verwendung eines verlorenen Modells als Positiv für das jeweilige Formteil, das in einer Kastenform getragen und mit Formmaterial, beispielsweise partikelförmigem Material - wie Sand-, hinterfüllt wird und sich bei Kontakt mit dem schmelzflüssigen Gußmetall zersetzt, wobei bereits bei der Modellherstellung das Modell mit mindestens einem Kanal zur späteren Aufnahme eines Kühl- und/oder Heizfluids in dem Gußformteil versehen wird, die jeweiligen Kanäle ebenfalls mit dem Formmaterial gefüllt, von dem schmelzflüssigen Gußmaterial umflossen und nach dessen Erstarrung von dem Formmaterial bereinigt werden.This is achieved according to the invention in that the respective molded parts - when Die casting usually two - the permanent mold according to the full mold casting technique be made using a lost model as a positive for that respective molded part, which is carried in a box shape and with molded material, For example, particulate material - such as sand, is backfilled and in contact decomposed with the molten cast metal, already during model manufacture the model with at least one channel for later inclusion of a cooling and / or Heating fluid is provided in the casting, the respective channels also with the Molded material filled, surrounded by the molten casting material and after the solidification of which are cleaned from the molding material.

Erfindungsgemäß wird die bekannte Vollformgießtechnik zur Herstellung einer thermisch optimierten Dauergußform, insbesondere zur Verwendung für den Druckguß und damit für das Urformen, angewandt. Das Vollformgießen, auch bekannt als Gießen mit verlorenen Modellen oder Schaumstoffmodellen, ist eine Gießtechnik, bei der ein aus einem insbesondere Polymerschaummaterial, wie beispielsweise Polystyrol oder Polymethylmethacrylat gebildetes Modell in einer Kastenform getragen und von einem nicht gebundenen partikelförmigen Material, wie beispielsweise Quarzsand, umgeben wird. Wenn das geschmolzene Metall mit dem Modell in Kontakt kommt, zersetzt sich das Schaummaterial, wobei die Zersetzungsprodukte in die Zwischenräume des Sandes eindringen, während das geschmolzene Metall den Hohlraum ersetzt, der durch das verlorene Schaummaterial gebildet wurde, um ein Gußteil herzustellen, das eine identische Konfiguration besitzt wie das Modell.According to the known full mold casting technique for producing a thermal optimized permanent mold, especially for use in die casting and thus for archetyping. Full mold casting, also known as casting with lost models or foam models, is a casting technique where one is made a particularly polymer foam material, such as polystyrene or Polymethyl methacrylate model made in a box shape and carried by one unbound particulate material, such as quartz sand, surrounded becomes. When the molten metal comes into contact with the model, it decomposes the foam material, the decomposition products in the spaces between the sand penetrate while the molten metal replaces the cavity created by the lost foam material was formed to make a casting that a has the same configuration as the model.

Im Zusammenhang mit dieser Erfindung soll der Begriff Vollformgießtechnik jedoch nicht nur auf Modelle aus Polymerschaummaterial sowie ein partikelförmiges Formmaterial, wie Sand, beschränkt sein. So können anstelle von Formsand auch keramische Formstoffe oder Graphit zur Hinterfüllung des Modells verwendet werden. Im Falle von nicht partikelförmigen Stoffen, die weniger gut die bei der Zersetzung des Modells entstehenden Gase aufnehmen können, empfiehlt es sich, das Modell vorher auszugasen. Ebenfalls bleibt es uneingeschränkt, auf welche Weise das verlorene Modell hergestellt wird und aus welchem Material es besteht. Es muß allein die Voraussetzung erfüllen, daß es sich bei Kontakt mit dem zu vergießenden Metall zersetzt.In connection with this invention, however, the term full mold casting technology is not intended only on models made of polymer foam material and a particulate molding material, like sand. So ceramic instead of molding sand Molding materials or graphite can be used to backfill the model. In case of non-particulate substances that are less good at decomposing the model gases can be absorbed, it is advisable to test the model beforehand outgas. It also remains unrestricted in what way the lost Model is made and what material it is made of. It has to be the only one Requirement that there is contact with the metal to be cast decomposes.

Es wird der Umstand ausgenutzt, daß Kühlkanäle einfacher in das Modell eingebracht werden können - beispielsweise durch Umschäumen eines Negativs mit Kunststoff - als durch Bohren in das bereits gegossene Formteil. Der Kanalverlauf ist nicht mehr beschränkt auf einen zylindrischen geradlinigen Bohrungsverlauf, es wird im Gegenteil die Integration komplexer Heiz-/Kühlsysteme erreicht.The fact that cooling channels are introduced more easily into the model is exploited can be - as by foaming a negative with plastic by drilling into the molded part. The channel course is no longer limited to a straight cylindrical bore, it becomes the opposite the integration of complex heating / cooling systems.

Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Modell so gestaltet, daß die jeweiligen Kanäle innerhalb des Modells in unmittelbarer Nähe zur Modelloberfläche verlaufen und somit nach dem Vollformgießen in unmittelbarer Oberflächennähe in den Gußformteilen. In Weiterentwicklung hierzu wird vorgeschlagen, daß die jeweiligen Kanäle innerhalb des Modells entsprechend der Kontur des späteren Gußformteils verlaufen. Unter Kontur wird in diesem Zusammenhang der Verlauf bzw. die Ausbildung der Oberfläche im Gußformteil verstanden. Beim endabmessungsnahen bzw. endkonturierten Gießen ist die Oberfläche bereits an die Außenkontur des Gußkörpers angepaßt. Mittels des vorgeschlagenen Herstellungsverfahren können demnach Dauerformen hergestellt werden, deren Kühlsystem ebenfalls bereits an die Außenkontur des Gußkörpers angepaßt ist.According to a particularly preferred embodiment, the model is designed so that the respective channels within the model in close proximity to the model surface run and thus after the full mold casting in the immediate vicinity of the surface in the Mold parts. In further development, it is proposed that the respective Channels within the model according to the contour of the later molded part run. In this context, contour is the course or training understood the surface in the molded part. With the near-end dimensions or contoured casting, the surface is already on the outer contour of the casting customized. Accordingly, by means of the proposed production method Permanent molds are produced, the cooling system of which is already connected to the The outer contour of the cast body is adapted.

Durch den lokal angepaßten Wärmehaushalt wird ein verbessertes Fließverhalten des zu formenden Werkstoffs erreicht. In den optimiert beheizbaren Dauerformen werden gute Ergebnisse beim Umformen von Knetlegierungen, beispielsweise auf Magnesium- Basis, erreicht. Beim Druckgießen ist es möglich, komplexe, endabmessungsnah gegossene, dünnwandige Gußkörper herzustellen, bei denen schwindungsbedingte Risse und Poren bei Wanddickensprüngen und Materialanhäufungen vermieden werden können. Der Dichtevorteil von Leichtmetallegierungen, der bisher durch Gießfehler, wie Porositäten, Kaltfluß oder Heißrisse, wie sie insbesondere beim Druckgießen auftreten, eingeschränkt wurde, kann nun ausgeschöpft werden.Due to the locally adapted heat balance, an improved flow behavior of the material to be molded. In the optimized heated permanent molds good results when forming wrought alloys, for example on magnesium Base, reached. With die casting it is possible to get complex, close to final dimensions to produce cast, thin-walled castings in which shrinkage-related Cracks and pores in wall thickness jumps and material accumulations can be avoided can. The density advantage of light metal alloys, which was previously caused by casting defects such as Porosity, cold flow or hot cracks, as they occur in particular in die casting, was limited, can now be exhausted.

Nach einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bereits das Modell mit einer Gravur versehen und dient als Positiv für das spätere Gußformteil, welches dann ebenfalls auf seiner Oberfläche für ein endabmessungsnahes Gießen mit dieser Gravur versehen ist. Diese Gravur kann erhoben oder vertieft sein.According to a first embodiment of the method according to the invention the model is engraved and serves as a positive for the later molded part, which then also on its surface for a near-net-shape casting this engraving is provided. This engraving can be raised or deepened.

Nach einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Vollformgießtechnik mit der Verbundgießtechnik kombiniert, indem in das Modell vor seinem Einformen mit dem partikelförmigen Material ein Formsegment eingesetzt wird. Beim Gießen des schmelzflüssigen Metalls und mit Auflösen des Modellmaterials wird dieses Formsegment in das sich ergebende Gußformteil integriert bzw. eingegossen. Dieses Formsegment kann aus Werkstoffen mit unterschiedlichen thermischen und/oder mechanischen Eigenschaften gefertigt sein. Durch die unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften sind die Gußformteile bzw. die Dauerform optimal an die jeweiligen Gießbedingungen der Gußmaterialien, beispielsweise schwierig zu vergießende Magnesiumlegierungen, anpaßbar. Durch die Werkstoffauswahl des Formsegmentes ist zum Beispiel die Wärmeleitfähigkeit der Dauerform einstellbar. Zudem kann der Verschleißgrad verringert werden, indem das Formsegment beispielsweise oberflächengehärtet ist oder -beschichtet ist. Für ein endabmessungsnahes Gießen ist das Formsegment mit einer an den Gußkörper angepaßten Gravur versehen.According to a second embodiment of the method according to the invention Full mold casting technology combined with the composite casting technique by adding in the model a molding segment is used when it is molded with the particulate material. When pouring the molten metal and dissolving the model material this mold segment integrated or cast into the resulting molded part. This mold segment can be made of materials with different thermal and / or mechanical properties. Because of the different Material properties are the mold parts or the permanent shape optimal to the respective casting conditions of the casting materials, for example difficult to pouring magnesium alloys, customizable. Through the material selection of the For example, the thermal conductivity of the permanent mold can be adjusted in the mold segment. In addition, the degree of wear can be reduced by using the mold segment is surface-hardened or coated, for example. For a Casting close to the final dimension is the mold segment with one on the cast body customized engraving.

Insgesamt ist mittels der vorgeschlagenen Kombination des Vollform- und Verbundgießens die Herstellung von Dauerformen möglich, die eine effektive Temperierung in Oberflächennähe bieten und gleichzeitig durch das Eingießen von einem oder mehreren Formsegmenten und somit individueller Anpassung an das jeweils zu vergießende Material das Herstellen fehlerarme, komplexe und dünnwandiger Gußteile, vorzugsweise im Druckguß, ermöglichen.Overall, by means of the proposed combination of full-form and Composite casting allows the production of permanent molds that are effective Provide temperature control close to the surface and at the same time by pouring in one or more shape segments and thus individual adaptation to each material to be cast, manufacturing low-error, complex and thin-walled Allow castings, preferably in die casting.

Es empfiehlt sich, beim Vollformgießen die Gießform, d. h. die Kastenform, zu evakuieren. Dies ermöglicht die Herstellung von Gußstücken mit sehr geringem Sauerstoff-, Stickstoff- und/oder Wasserstoff-Gehalten. Eine Nachbearbeitung der Formteile für die Dauerform erfolgt vorteilhafterweise über die bekannten Verfahren des Fräsens oder des Funkenerodierens.It is advisable to use the mold, i.e. H. the box shape, too evacuate. This enables the production of castings with very little Oxygen, nitrogen and / or hydrogen contents. A postprocessing of the Moldings for the permanent mold is advantageously carried out using the known methods of Milling or spark erosion.

Zudem wird eine Dauerform mit den Merkmalen nach Anspruch 10 beansprucht. Diese Dauerformen dienen zum Ur- oder Umformen von vorzugsweise Gußmetall, bevorzugt Leichtmetalle und deren Legierungen, aber auch beispielsweise von Kunststoff.In addition, a permanent form with the features of claim 10 is claimed. This Permanent forms are used for the primary or forming of preferably cast metal, preferably Light metals and their alloys, but also, for example, plastic.

Bei der Dauerform handelt es sich bevorzugt um eine Druckgußmetallform, die mindestens zwei Formteile zur Ausbildung eines Formhohlraums umfaßt, mit einem Einlaß für geschmolzenes Gußmaterial, der mit dem Formhohlraum in Verbindung steht, wobei geschmolzenes Gußmaterial in den Formhohlraum über den Einlaß eingespritzt wird und unter Bildung eines Gußkörpers in diesem erstarrt.The permanent mold is preferably a die-cast metal mold that comprises at least two molded parts for forming a mold cavity, with one Molten molding material inlet communicating with the mold cavity molten molding material being injected into the mold cavity via the inlet is solidified and forms a cast body in it.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen:Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the enclosed pictures. In it show:

Fig. 1 bis 4 die schematische Abfolge der Herstellung eines Formteils für eine Dauerform zum Druckgießen nach der Vollformgießtechnik; Figs. 1 to 4, the schematic sequence of manufacturing a mold used for a permanent mold for die-casting according to the Vollformgießtechnik;

Fig. 5 bis 9 die schematische Abfolge der Herstellung eines Formteils für eine Dauerform zum Druckgießen nach der Vollform- Verbundtechnik. Fig. 5 to 9, the schematic sequence of manufacturing a mold used for a permanent mold for die-casting according to the full mold composite technology.

Die Fig. 1 bis 4 geben schematisch die Abfolge zur Herstellung eines Formteils 1 für eine Dauerform zum Druckgießen wieder, die sich üblicherweise aus zwei solchen Formteilen 1 zusammensetzt. In Fig. 1 ist ein Modell 2 dargestellt, hier aus Polystyrol gefertigt, welches bereits integrierte Kanäle 3a, b, c für das Heiz- bzw. Kühlsystem in der Dauerform sowie ein Eingußsystem 4 mit mehreren Angüssen aufweist. Die Kanäle 3a,b,c verlaufen in unmittelbarer Nähe zur Oberfläche des Modells. Die Oberfläche 5 des Modellabschnitts, der den Formhohlraum 6 in der Dauerform bilden wird, ist bereits mit einer Gravur (hier mit durchgezogenen Linien angedeutet) zwecks endabmessungsnahem Gießen versehen. The Figs. 1 to 4 show schematically the sequence of manufacturing a mold part 1 for a permanent mold for die-casting again, which is usually composed of two such mold parts 1. In Fig. 1 a model 2 is shown, here made of polystyrene, which already has integrated channels 3 a, b, c for the heating or cooling system in the permanent form and a sprue system 4 with several sprues. Channels 3 a, b, c run in close proximity to the surface of the model. The surface 5 of the model section, which will form the mold cavity 6 in the permanent shape, is already provided with an engraving (indicated here with solid lines) for the purpose of casting close to the final dimension.

Dieses Modell 2 wird in Anschluß an einen Schlickervorgang, in der es mit einer keramischen Schicht 7 versehen wird, in eine Kastenform 8 eingesetzt und mit Sand 9 hinterfüllt (Fig. 2). Ebenfalls werden die Kühlkanäle 3a,b,c sowie der gravierte Formhohlraum 6 mit Sand gefüllt.Following a slip process in which it is provided with a ceramic layer 7 , this model 2 is inserted into a box mold 8 and backfilled with sand 9 ( FIG. 2). The cooling channels 3 a, b, c and the engraved mold cavity 6 are also filled with sand.

Wie in Fig. 3 dargestellt, wird anschließend das Gußmetall 10 mittels geeigneter Gußpfannen 11 eingegossen und die Form gleichzeitig evakuiert (12). Wenn das geschmolzene Metall 10 mit dem Modell in Kontakt kommt, zersetzt sich das Schaummaterial, wobei die Zersetzungsprodukte in die Zwischenräume des Sandes 9 eindringen, während das geschmolzene Metall den Hohlraum ersetzt, der durch das verlorene Schaummaterial gebildet wurde, um ein Gußteil herzustellen, das eine identische Konfiguration besitzt wie das Modell. Die mit Sand gefüllten Kühlkanäle bleiben demnach hohl.As shown in Fig. 3, the cast metal 10 is then poured in by means of suitable cast pans 11 and the mold is simultaneously evacuated ( 12 ). When the molten metal 10 comes into contact with the model, the foam material decomposes, the decomposition products penetrating into the interstices of the sand 9 , while the molten metal replaces the cavity formed by the lost foam material to produce a casting that has an identical configuration as the model. The cooling channels filled with sand therefore remain hollow.

Nach erfolgter Erstarrung werden das Gußstück bzw. Formteil 1 und die eingegossenen Kühlkanäle 3a, b, c von dem Sand befreit und das Angußsystem 4 entfernt. Um die Abbildungsgenauigkeit noch weiter zu erhöhen, kann das Formteil evtl. einer Nachbearbeitung in Form eines Erosionsvorgangs unterworfen werden. Hierbei werden - üblicherweise in einem Ölbad - in den Formhohlraum 6 mit gravierter Oberfläche 5 eine Elektrode 13 eingebracht, die die gewollte Gußabdruckoberfläche aufweist, und aufgrund des Funkenschlags 14 zwischen der Elektrode 13 und der Oberfläche 5 Fehlstellen abgetragen. Alternativ ist das Abtragen von Gießfehlern durch einen Fräsvorgang möglich, hier schematisch dargestellt (15).After solidification, the casting or molded part 1 and the cast-in cooling channels 3 a, b, c are freed of the sand and the sprue system 4 is removed. In order to increase the imaging accuracy even further, the molded part can possibly be subjected to post-processing in the form of an erosion process. Here - usually in an oil bath - an electrode 13 is introduced into the mold cavity 6 with an engraved surface 5 , which has the desired casting surface, and 5 defects are removed due to the sparking 14 between the electrode 13 and the surface. Alternatively, it is possible to remove casting defects by means of a milling process, shown here schematically ( 15 ).

Nach der zweiten Verfahrensalternative (Fig. 5 bis 9) wird die Vollformgießtechnik mit der Verbundgießtechnik kombiniert. Hinsichtlich der übereinstimmenden Bauteile werden gleiche Bezugszeichen verwendet. Ebenso wie bei der ersten Variante wird eine Modell 20 aus geschäumten Polystyrol hergestellt, das geometrieangepaßte Kühlkanäle 3a, b, c aufweist. Im Gegensatz zu dem Modell nach der reinen Vollformgießtechnik wird bei der zweiten Ausführungsform die Gravur nicht direkt in die Modelloberfläche eingearbeitet, sondern - nach einem Schlickervorgang - ein vorgefertigtes graviertes, schalenförmiges, Formsegment 21 in den Hohlraum 22 des Modells eingesetzt (Fig. 6), welches die abzugießende Gravur für den späteren Gußkörper bildet. Die Pfeilrichtung zeigt die Einsetzrichtung an. Ein solches Formsegment 22 ist hinsichtlich seiner Werkstoffauswahl an das später in der Dauerform zu vergießende Material angepaßt. According to the second process alternative ( FIGS. 5 to 9), the full mold casting technique is combined with the composite casting technique. The same reference numerals are used with regard to the corresponding components. As in the first variant, a model 20 is made from foamed polystyrene and has cooling channels 3 a, b, c adapted to the geometry. In contrast to the model according to the pure full molding technique, in the second embodiment the engraving is not worked directly into the model surface, but - after a slip process - a prefabricated, engraved, shell-shaped, shaped segment 21 is inserted into the cavity 22 of the model ( FIG. 6), which forms the engraving to be cast for the later cast body. The direction of the arrow indicates the direction of insertion. Such a mold segment 22 is adapted in terms of its material selection to the material to be cast later in the permanent mold.

Es muß allerdings beachtet werden, daß das Formsegment 22 so beschaffen ist, daß es bei Kontakt mit dem schmelzflüssigen Gußmetall 10 im wesentlichen nicht seine Form verliert bzw. Gravurveränderungen aufweist.However, it must be noted that the mold segment 22 is designed such that it does not essentially lose its shape or exhibits changes in engraving when it comes into contact with the molten cast metal 10 .

Fig. 7 zeigt den sich anschließenden Einsetzvorgang des Modells 20 nebst integriertem schalenförmigen Formsegment 21 in eine Kastenform 8 und Hinterfüllung mit Sand 9. Es folgt der Gießvorgang, wobei das Kunststoffmaterial des Modells schmilzt und sich das Gußmaterial 10 bei Kontakt mit dem Formsegment 21 mit diesem fest verbindet (Fig. 8). Das erstarrte Formteil mit eingegossenem Formsegment 21 wird der Kastenform 8 entnommen und von dem Sand gereinigt. Analog zur ersten Variante kann sich ein Nachbearbeitungsschritt anschließen, vorzugsweise durch Erodieren oder Fräsen 15. Als Endprodukt liegt ein Formteil 10 aus Gußmetall, vorzugsweise aus Stahlguß, vor, welches in Kombination mit einem zweiten Formteil eine Dauergußform ergibt, vorzugsweise für den Druckguß. Das schalenförmig in den Formhohlraum integrierte Formsegment 21 mit variierenden technologischen Eigenschaften gewährleistet die Herstellung fehlerarmer, komplexer und dünnwandiger Druckgußteile. Fig. 7 shows the subsequent insertion of the model 20 along with integrated cup-shaped mold segment 21 in a box shape 8 and back-filling with sand. 9 The casting process follows, whereby the plastic material of the model melts and the casting material 10 firmly connects to the molding segment 21 when it comes into contact with it ( FIG. 8). The solidified molded part with cast-in molded segment 21 is removed from the box mold 8 and cleaned of the sand. Analogous to the first variant, a post-processing step can follow, preferably by eroding or milling 15 . The end product is a molded part 10 made of cast metal, preferably cast steel, which in combination with a second molded part results in a permanent casting mold, preferably for die casting. The mold segment 21 with varying technological properties, which is integrated in the form of a shell in the mold cavity, ensures the production of low-error, complex and thin-walled die-cast parts.

Nachfolgend wird beschrieben, welche Prozeßschritte dem eigentlichen Vollformgießen bzw. Vollform-Verbundgießen vorausgehen, um, ausgehend von Dauerformen bekannter Art, erfindungsgemäße thermisch optimierte Dauerformen herzustellen. In einem ersten Schritt erfolgt eine Simulation der Dauerform bzw. eines Formteils der Dauerform, insbesondere hinsichtlich seines Wärmehaushalts, beispielsweise hinsichtlich lokaler Wärmespitzen bzw. -senken. In Abhängigkeit von diesem Ergebnis erfolgt die Ermittlung eines optimierten Verlaufs der Temperierkanäle sowie eine Anpassung an das Vollformgießen. Es schließt sich die Konstruktion einer Dauerform an, die mittels der Vollformgießtechnik herstellbar ist und gleichzeitig den optimalen Verlauf von Temperierkanälen aufweist. Auf Basis dieser Dauerform werden ein Kunststoff-Modell bzw. Formen zur reproduzierbaren Herstellung von Kunststoff- Modellen erstellt. Es folgt die Herstellung des Gußformteils bzw. der Dauerform nach dem Vollformgießen oder einer Kombination aus Vollformgießen und Verbundgießen sowie evtl. eine Nachbearbeitung. The following describes which process steps are involved in the actual full mold casting or full-form composite casting, in order to proceed from permanent molds known way of producing thermally optimized permanent molds according to the invention. In In a first step, the permanent shape or a molded part is simulated Permanent form, especially with regard to its heat balance, for example with regard to local heat peaks or sinks. Depending on this result an optimized course of the temperature control channels and a Adaptation to full mold casting. This concludes the construction of a permanent form which can be produced using the full mold casting technique and at the same time the optimal one Has course of temperature control channels. Based on this permanent form, a Plastic model or molds for the reproducible production of plastic Models. The production of the molded part or the permanent mold follows full mold casting or a combination of full mold casting and composite casting and possibly post-processing.

REFERENCE SIGN LIST

11

Formteil
Molding

22

Kunststoff-Modell nach einer ersten Variante
Plastic model according to a first variant

33rd

a, b, c Kanäle
a, b, c channels

44

Eingußsystem
Pouring system

55

Oberfläche eines Modellabschnitts
Surface of a model section

66

Formhohlraum
Mold cavity

77

Schlickerschicht
Slip layer

88th

Kastenform
Box shape

99

Formmaterial, hier Sand
Molding material, here sand

1010th

Gußmetallschmelze
Cast metal melt

1111

Gußpfanne
Cast ladle

1212th

Vakuum-System
Vacuum system

1313

Elektrode
electrode

1414

Funkenschlag
Sparking

1515

Nachbearbeitung mittels Fräsen
Post-processing using milling

2020th

Kunststoff-Modell nach einer zweiten Variante
Plastic model according to a second variant

2121

Formsegment
Shape segment

2222

Formhohlraum
Mold cavity

2323

Formteil mit eingegossenem Formsegment
Molded part with molded segment

Claims

1. A process for the production of metallic permanent molds for the original or forming production with at least one molded part ( 1 , 23 ) with a cavity ( 6 ), characterized in that the respective molded parts ( 1 , 23 ) of the permanent mold are produced using the full mold casting technique under Use of a lost model ( 2 , 20 ) which is carried in a mold ( 8 ) and surrounded by a molding material ( 9 ) and decomposes on contact with the molten cast metal ( 10 ), the model ( 2 , 20 ) is provided with at least one channel ( 3 a, b, c) for later absorption of a cooling and / or heating fluid in the molded part, the respective channels ( 3 a, b, c) also filled with the molding material ( 9 ) from flow around the molten casting material ( 10 ) and after its solidification are cleaned from the molding material ( 9 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that the respective channels ( 3 a, b, c) within the model ( 2 , 20 ) run in the immediate vicinity of its surface.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the respective channels ( 3 a, b, c) within the model to the shape of the surface of the later molded part ( 1 ) adapted.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the model ( 2 ) is provided with an engraving ( 5 ) and serves as a positive for the later molded part ( 1 ).

5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the full mold casting technique is combined with the composite casting technique by using at least one mold segment ( 21 ) in the model ( 20 ) before it is molded with the molding material ( 9 ).

6. The method according to claim 5, characterized in that materials with different thermal and / or mechanical properties are used for the mold segment ( 21 ).

7. The method according to any one of claims 5 or 6, characterized in that the mold segment ( 21 ) is provided with a prefabricated engraving and is used in the form of a shell in the mold cavity ( 6 ) of the model ( 20 ).

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the mold parts ( 1 , 23 ) are reworked by eroding or milling.

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the creation of the plastic model version is based on the following preceding process steps:
Simulation of a permanent mold or a molded part of the permanent mold, in particular with regard to its heat balance,
Determination of a course of the temperature control channels, which is both thermally optimized and fulfills the conditions for full mold casting,
Construction of a permanent mold, which in turn serves as a template for the plastic model.

10. Permanent mold for original or forming manufacturing processes from at least one molded part ( 1 , 23 ) with a cavity ( 6 ) that receives the original or formed material, and with at least one channel ( 3 a, b, c) that is provided is to take up a cooling or heating fluid, characterized in that the respective channel ( 3 a, b, c) runs in the immediate vicinity of the molded part surface and adapted to its contour, the respective molded parts being cast by means of full mold casting technology.