DE102004021209B4

DE102004021209B4 - Process to make complex casting mold for e.g. automotive component, using two types of composite material

Info

Publication number: DE102004021209B4
Application number: DE200410021209
Authority: DE
Inventors: Reso Dr. Alijew; Detlev Gantner
Original assignee: ACTech GmbH
Current assignee: ACTech GmbH
Priority date: 2004-04-29
Filing date: 2004-04-29
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2024-04-30
Also published as: DE102004021209A1

Abstract

In a process to make a mold for a prototype cast component the casting mold is made of two different types of composite materials that withstand the temperature of molten metal. The two composite materials have composition of different or organic or inorganic binding agents. The first mold section A is a solid block (2) that during production is partly or wholly encased in a second substance B. After the case has hardened the resulting block (3) form is a compound unit that is then shaped by e.g. milling, drilling, machining or grinding. The resulting form is then used in a prior art metal casting process using CAD data. The composite materials are ceramics and sand.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Gießform aus einem Verbundformstoff für Gießereizwecke, der aus verschiedenartigen Formstoffen zusammengesetzt ist, die für das Gießen von Metallen hitzebeständig sind und die eine unterschiedliche stoffliche Zusammensetzung oder einen unterschiedlichen Gehalt an organischen oder anorganischen Bindemitteln aufweisen. Derartige Formstoffe sind insbesondere Zusammensetzungen von hitzebeständigen Formmassen und Kernmassen, die aus einem feuerfesten mineralischen Grundstoff, meist Quarzsand, und einem Bindersystem bestehen. Für besondere Ansprüche an die Form und das Gussteil werden auch feuerfeste keramische Massen und Werkstoffe eingesetzt, die sich durch abtragende Fertigungsverfahren bearbeiten lassen. Quarzsand ist wegen seines angemessenen Preises, seiner Häufigkeit und seiner Eigenschaften der überwiegende Formgrundstoff.The The invention relates to a method for producing a casting mold a composite molding material for Foundry purposes, which is composed of various molding materials, the for the pouring of Heat resistant metals are and which are a different material composition or a different content of organic or inorganic Have binders. Such molding materials are in particular compositions of heat resistant Molding compounds and core masses consisting of a refractory mineral raw material, usually quartz sand, and a binder system exist. For special claims to the mold and the casting are also refractory ceramic masses and materials used by abrasive manufacturing processes edit. Quartz sand is due to its reasonable price, its frequency and its characteristics the predominant Mold base material.

Im Streben nach kostengünstigen Lösungen bei der Herstellung von Gießformen ist es seit langem in der Praxis bekannt, Formstoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften und demzufolge verschiedener Zusammensetzung einzusetzen. Nach Ambos, Urformtechnik metallischer Werkstoffe, Verlag für Grundstoffindustrie, 2. Auflage, Leipzig 1982, Seite 51, ist es bei manueller und mechanisierter Herstellung der Formen und Kerne üblich, sobald diese eine bestimmte Mindestgröße überschreiten, an das Modell oder die Kernkastenwand eine dünne Schicht hochwertigen Formstoffs anzulegen. Dieser Formstoff gerät beim Gießen in unmittelbaren Kontakt mit dem flüssigen Metall und muss die dem Gussteil adäquaten Eigenschaften aufweisen. Er enthält deshalb einen relativ hohen Anteil von Bindemittel und wird als Modellformstoff bezeichnet.in the Pursuit of cost-effective Solutions at the production of molds It has long been known in practice, molding materials with different Properties and therefore use different composition. After Ambos, Urformtechnik metallic materials, publishing house for primary industry, 2nd edition, Leipzig 1982, page 51, it is in manual and mechanized production the forms and cores usual, as soon as they exceed a certain minimum size, to the model or the core box wall a thin layer create high-quality molding material. This molding material gets in the immediate during casting Contact with the liquid Metal and must have the casting adequate properties. He contains Therefore, a relatively high proportion of binder and is called Designated model molding material.

Der größte Teil des Formkasten beziehungsweise des Kernkastens wird jedoch mit einem Formstoff geringerer Wertigkeit, dem so genannten Füllformstoff oder Füllsand, ausgefüllt. Er enthält wesentlich weniger Bindemittel und gestattet maßgebliche Kostenreduzierungen gegenüber dem Füllen der gesamten Form mit hochwertigem Formstoff, wie er an der Kontaktfläche des Formstoffs an das flüssige Metall benötigt wird. Nachteilig ist, dass für die Herstellung einer Gießform ein Modell benötigt wird. Die Herstellung eines Modells ist mit einer weiteren Kostenerhöhung und einem erheblichen Zeitaufwand verbunden. Außerdem ist das Verfahren auf die Herstellung von Gießformen beschränkt, die ausschließlich aus Gießereiformsand bestehen.Of the biggest part of the molding box or the core box is, however, with a Molded material of lower value, the so-called Füllformstoff or fill sand, filled. He contains significantly less binder and allows significant cost reductions across from the filling the whole form with high quality molding material, as it is at the contact surface of the Formstoffs to the liquid Metal needed becomes. The disadvantage is that for the production of a casting mold a model needed becomes. The production of a model is another cost increase and associated with a considerable amount of time. Besides, the procedure is up the production of molds limited, the exclusively made of foundry sand consist.

Aus der JP 61 245 942 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer verlorenen Gießform aus einem Verbundformstoff bekannt, die eine in eine Sandform eingebettete Gipsform aufweist. Für die Anfertigung der Gipsform und der Sandform ist jeweils die Herstellung eines Modells erforderlich. Für die Gipsform wird ein Modell aus Wachs gefertigt, das in einen Behälter eingesetzt und mit einem Gipsbrei vergossen wird. Die Gipsform wird einer Primär – und Sekundärcalcination unterworfen, damit die keramische Form gehärtet wird. Die Gipsform wird in die Gussteilform mit Gießereiformsand eingebettet und nachfolgend wird dann das flüssige Metall gegossen. Bei dieser Verfahrensweise werden verschiedene zeitaufwändige Herstellungsschritte für die Herstellung der Modelle für die Sandform und die Gipsform erforderlich, die mit einem erheblichen Kostenaufwand verbunden sind. Insbesondere für die schnelle Herstellung von Prototypen ist das vorgeschlagene Verfahren aus diesem Grunde nicht geeignet.From the JP 61 245 942 A1 For example, a method of making a lost mold from a composite molding material having a plaster mold embedded in a sand mold is known. For the preparation of the plaster mold and the sand mold each of the production of a model is required. For the plaster mold, a model is made of wax, which is placed in a container and potted with a gypsum slurry. The plaster mold is subjected to primary and secondary calcination to harden the ceramic mold. The plaster mold is embedded in the casting mold with foundry molding sand and subsequently the liquid metal is poured. This procedure requires various time-consuming manufacturing steps for the manufacture of the sand mold and plaster mold models, which are associated with considerable expense. In particular, for the rapid production of prototypes, the proposed method is not suitable for this reason.

In der DE 100 14 591 C1 ist ein Verfahren zum steigenden Giessen in Sandformen beschrieben, die mit harzreichen oder besonders bindemittelhaltigen Gießkernen versehen sind. Eine derartige Gießform weist eine horizontale Teilung zwischen einer Unterkastenform und einer Oberkastenform aus einem Formstoff mit einem Formhohlraum auf, der mit der zu gießenden flüssigen Metallschmelze gefüllt wird. Als Formstoff wird vorzugsweise ein Formsand mit einem harzhaltigen Bindemittel eingesetzt. Der Formhohlraum, beispielsweise für einen Zylinderkopf, weist einen harzreichen oder besonders bindemittelhaltigen Wassermantelkern auf, der mit entsprechenden Kernmarken in die Gießform eingelegt wird. Harzreiche Kerne werden besonders durch das Lasersintern von Formsand hergestellt. Die Unterkastenform besitzt weiterhin einen separat durch Formstoff – Fräsen hergestellten Basiskern, der ebenfalls in die Gießform eingelegt wird. Für den Basiskern wird ein Formstoff eingesetzt, der für das Formstoff – Fräsen geeignet ist. Die Unterkastenform mit dem Basiskern kann auch einteilig durch ein konventionelles Formverfahren hergestellt werden. In diesem Fall wird für die Gießform ein einheitlicher Formstoff eingesetzt.In the DE 100 14 591 C1 is a method for increasing casting in sand molds described, which are provided with resin-rich or binder-containing particular casting cores. Such a mold has a horizontal pitch between a lower box mold and a upper box mold made of a molding material having a mold cavity which is filled with the liquid molten metal to be cast. The molding material used is preferably a foundry sand with a resinous binder. The mold cavity, for example, for a cylinder head, has a resin-rich or particularly binder-containing water jacket core, which is inserted with corresponding core marks in the mold. Resin-rich cores are produced especially by the laser sintering of molding sand. The lower box mold also has a base core made separately by molding - milling, which is also inserted into the casting mold. For the base core, a molding material is used, which is suitable for molding - milling. The lower box mold with the base core may also be made in one piece by a conventional molding method. In this case, a uniform molding material is used for the casting mold.

Die DE 196 52 223 C2 bezieht sich auf die Gebiete der Pulvermetallurgie und der Keramik und betrifft Formkörper aus einem Werkstoffverbund, der im gesinterten Zustand als Schutzschicht gegen korrosive, thermische, chemische oder tribologische Beanspruchungen zum Einsatz kommt. Bei der Pulvermetallurgie werden Werkstoffe in Teilchenform zunächst als ein Grünkörper hergestellt und anschließend bei einer Temperatur zwischen 1350 °C und 1900 °C gesintert. Ein Hauptanwendungsgebiet gesinterter keramischer Formkörper ist beispielsweise der Einsatz als Schneidkeramik. Wegen der hohen Endfestigkeit ist die mechanische Bearbeitung einer derartigen Keramik nach dem Sintern nicht möglich.The DE 196 52 223 C2 refers to the fields of powder metallurgy and ceramics and relates to moldings of a composite material, which is used in the sintered state as a protective layer against corrosive, thermal, chemical or tribological stresses. In powder metallurgy, materials in particle form are first produced as a green body and then sintered at a temperature between 1350 ° C and 1900 ° C. A main field of application for sintered ceramic shaped bodies is, for example, the use as cutting ceramics. Because of the high ultimate strength, the mechanical processing of such a ceramic is not possible after sintering.

In der Produktentwicklung werden kostengünstige und schnelle Prototypen mit zunehmender Seriennähe zu Designstudien und Funktionszwecken benötigt, um die hohen Entwicklungskosten herabzusetzen. Durch die notwendige Anfertigung von Modellen ist die schnelle Verfügbarkeit von Prototypen nicht gewährleistet, weil die Herstellung keramischer Gießformen einen hohen zeitlichen Bedarf beansprucht. Die Erfindung bezweckt daher ein schnelles und kostengünstiges Verfahren für die Herstellung einer Gießform aus einem Verbundformstoff für Gießereizwecke, der aus verschiedenartigen Formstoffen zusammengesetzt ist.In product development become cost-effective and fast prototypes with increasing proximity to the series to design studies and functional purposes needed to meet the high development costs decrease. By the necessary preparation of models is the fast availability not guaranteed by prototypes, because the production of ceramic molds has a high temporal Needs claimed. The invention therefore aims a fast and cost-effective Procedure for the production of a casting mold from a composite molding material for Foundry purposes, which is composed of various molding materials.

Die Erfindung löst die voran stehende Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, nämlich durch die Herstellung eines blockförmigen Verbundformstoffs aus unterschiedlichen Gießereiformstoffen und dessen anschließende mechanische Bearbeitung. Bei der Herstellung des blockförmigen Verbundformstoffs wird zunächst ein fester Formkörper aus dem Gießereiformstoff A hergestellt, meist quaderförmig, der von einem rieselfähigen Gießereiformstoff B, meist chemisch gebundener Formsand, umhüllt wird, der nach dem Aushärten mit dem Gießereiformstoff A eine formschlüssige Verbindung eingeht. Das formschlüssige Einbetten des keramischen Formkörpers in den Gießereisand kann mit Hilfe von Vorsprüngen oder Ausnehmungen oder durch eine entsprechende prismatische Form des keramischen Formkörpers mit konisch verlaufenden Seitenwänden erfolgen.The Invention solves the preceding task by a method with the features of claim 1, namely by the production of a block-shaped composite molding material different foundry mold materials and its subsequent mechanical machining. In the production of the block-shaped composite molding material will be first a solid shaped body from the foundry mold material A produced, usually cuboid, the one of a free-flowing Foundry mold material B, usually chemically bonded molding sand, is wrapped, which after curing with the foundry mold material A a positive connection received. The form-fitting Embedding the ceramic shaped body into the foundry sand can with the help of protrusions or recesses or by a corresponding prismatic form of the ceramic shaped body with conical sidewalls respectively.

Bei der anschließenden mechanischen Bearbeitung wird in den Bereich des Gießereiformstoffes A die Negativkontur des Gussteiles eingebracht, während in den Bereich des Gießereiformstoffes B ausschließlich das Anguss-System und Speisersystem eingebracht wird. Entsprechend den unterschiedlichen Werkstoffdaten ist es zweckmäßig, für die Bearbeitung des Formhohlraumes für das Gussteil in dem Bereich des Gießereiformstoffs A ein separates CAD/CAM Bearbeitungsprogramm zu verwenden. Für die Bearbeitung des Anguss-Systems und des Speisersystems im Bereich des Gießereiformstoffs B kann dementsprechend ein zweites Bearbeitungsprogramm für ein abtragendes Verfahren, vorzugsweise ein Fräsprogramm für das direkte Formstoff – Fräsen eingesetzt werden.at the subsequent Mechanical processing is in the area of the foundry mold material A introduced the negative contour of the casting, while in the area of the foundry mold material B exclusively the sprue system and feeder system is introduced. Corresponding The different material data, it is useful for processing of the mold cavity for the casting in the region of the foundry mold material A a separate CAD / CAM machining program to use. For processing the sprue system and the feeder system in the region of the foundry molding material B can accordingly a second machining program for a removing process, preferably a milling program for the direct molding material - milling used become.

Der Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens ist eine Gießform aus einem Verbundformstoff von zwei unterschiedlichen Gießereiformstoffen, die eine unterschiedliche stoffliche Zusammensetzung entsprechend der gewünschten Gussteilqualität aufweist. Die unterschiedliche stoffliche Zusammensetzung kann durch einen unterschiedlichen Gehalt an Bindemitteln oder durch die die Zusammensetzung des verwendeten Gießereiformstoffs gekennzeichnet sein. Besonders vorteilhaft ist ein Verbundformstoff in Kombination von herkömmlichem Gießereisand für den Gießereiformstoff B mit keramischen Werkstoffen für den Gießereiformstoff A. Der keramische Werkstoff enthält dabei ausschließlich die Gussteilgeometrie.Of the Advantage of the proposed method is a mold a composite molding material of two different foundry mold materials, which correspond to a different material composition the desired Casting quality having. The different material composition can by a different content of binders or by the Composition of the foundry molding material used to be characterized. Particularly advantageous is a composite molding material in combination of conventional foundry sand for the Foundry mold material B with ceramic materials for the foundry mold material A. The ceramic material contains exclusively the casting geometry.

Die Herstellung von qualitativ hochwertigen Gussteilen bzgl. Maßhaltigkeit und Oberflächengüte mit einer keramischen Gießform kann wesentlich vereinfacht und beschleunigt werden, weil der Anteil der zu bearbeitenden Keramik auf ein Minimum reduziert werden kann.The Production of high-quality castings with regard to dimensional accuracy and surface quality with a ceramic mold can be greatly simplified and accelerated because the proportion the ceramic to be processed can be reduced to a minimum.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Im Einzelnen zeigtThe Invention will be described below with reference to an embodiment with reference closer to the drawings explained become. Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims. In detail shows

1 eine halbe Gießform aus zwei Gießereiformstoffen, 1 a half mold made of two foundry mold materials,

2 die Herstellung eines blockförmigen Verbundformstoffs aus zwei unterschiedlichen Gießereiformstoffen und 2 the production of a block-shaped composite molding material from two different foundry mold materials and

3 das Einbringen der Formkontur durch Fräsen in schematischer Darstellung. 3 the introduction of the shape contour by milling in a schematic representation.

Das nachfolgende Ausführungsbeispiel soll anhand einer keramischen Gießform für ein Gussteil, beispielsweise ein Feingussteil, beschrieben werden. In der 1 ist eine der Gießformhälften dargestellt, die mit dem nicht dargestellten Gegenstück zusammen eine Gießform für ein metallisches Gussteil ergibt. Der Formhohlraum 1 des Gussteiles wird dabei durch einen Formkörper 2 abgebildet, der vollständig aus einem keramischen Gießereiformstoff A hergestellt wird. Der Formkörper 2 bildet mit einem Formstoffblock 3 aus einem Gießereiformstoff B einen blockförmigen Verbundformstoff. Im Bereich des Formstoffblocks 3 aus dem Gießereiformstoffes B ist ein Stück des Anguss-Systems 4 und des Speisersystems 5 sichtbar. Die Gießform ist eine zweiteilige Form beispielsweise mit einem Oberteil und einem Unterteil. Bei komplexeren Gussteilen kann die Gießform aus mehreren Teilen bestehen, z.B. noch aus Kernen. Für das Einlegen von Kernen können in die Gießformhälften problemlos Kernmarken 6 eingearbeitet werden.The following embodiment will be described with reference to a ceramic casting mold for a casting, for example, a precision casting. In the 1 one of the mold halves is shown, which together with the counterpart, not shown, results in a casting mold for a metallic casting. The mold cavity 1 The casting is thereby by a shaped body 2 shown completely made of a ceramic foundry material A. The molded body 2 forms with a molding material block 3 from a foundry mold B a block-shaped composite molding material. In the area of the molding material block 3 from the foundry material B is a piece of the sprue system 4 and the feeder system 5 visible, noticeable. The mold is a two-part mold, for example with a top and a bottom. For more complex castings, the casting mold can consist of several parts, for example of cores. For inserting cores can easily in the mold halves core marks 6 be incorporated.

In dem Ausführungsbeispiel wird gemäß 2 zur schrittweisen Anfertigung einer Gießform ein der jeweiligen Gießformhälfte entsprechender Verbundformstoff hergestellt, der einen Formkörper 2 aus einem keramischen Gießereiformstoff A enthält. Aus dem keramischen Gießereiformstoff A wird zunächst ein prismatischer Formkörper 2 hergestellt, der im Wesentlichen den Abmessungen des tatsächlichen Gussteiles entspricht, ausgenommen das Anguss-System 4 und Speisersystem 5. Der keramische Formkörper 2 wird in Endfestigkeit unter Verwendung eines Gießereiformstoffs A hergestellt, der für eine abtragende Bearbeitung durch ein Verfahren wie Fräsen, Bohren, Drehen, Schleifen oder Erodieren geeignet ist und der den gießtechnischen Anforderungen in Bezug auf Hitzebeständigkeit und die Reaktionsfestigkeit gegenüber dem Gusswerkstoff genügt.In the embodiment is according to 2 for the step-by-step production of a casting mold, a composite molding material corresponding to the respective mold half is produced, which comprises a shaped body 2 from a ceramic foundry material A contains. From the ceramic foundry material A is first a prismatic molded body 2 essentially the dimensions of the actual casting, except for the sprue system 4 and feeder system 5 , The ceramic molding 2 is manufactured in final strength using a foundry mold A suitable for abrasive machining by a method such as milling, drilling, turning, grinding or eroding and which satisfies the casting requirements for heat resistance and reaction strength to the cast material.

Im nächsten Arbeitsschritt, vor der Herstellung des Formhohlraums 1 für das Gussteil, wird der keramische Formkörper 2 aus dem Gießereiformstoff A von einen Formstoffblock 3 aus einem rieselfähigen, chemisch gebundenen Gießereiformstoff B umhüllt. In den Formstoffblock 3 sind im Wesentlichen das Anguss-System 4 und das Speisersystem 5 integriert. Während der Blockabformung des Formstoffblocks 3 soll der Formkörper 2 formschlüssig mit dem umhüllenden chemisch aushärtenden Gießereiformstoff B verbunden werden. Der Formschluss kann mit Hilfe von Vorsprüngen oder Ausnehmungen oder durch eine entsprechende prismatische Form des Formkörpers 2 mit konisch verlaufenden Seitenwänden 7 erfolgen. Vorzugsweise wird für das Umhüllen des keramischen Formkörpers 2 ein aus Quarzsand bestehender Gießereiformsand mit einem wärmehärtbaren Bindemittel eingesetzt. Daraufhin wird die Gießform während der Blockformung mit dem eingebrachten Gießereisand – Bindemittel – Gemisch auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Binders erhitzt und der Formstoffblock 3 ausgehärtet. Nach der Aushärtung bildet der Formkörper 2 aus dem Gießereiformstoff A mit dem Formstoffblock 3 aus dem Gießereiformstoff B einen Verbundformstoff der in einer Aufspannung durch ein abtragendes Verfahren mit einer entsprechenden Werkzeugmaschine durch Fräsen, Bohren, Drehen oder Schleifen bearbeitet werden kann.In the next step, before the production of the mold cavity 1 for the casting, the ceramic molding becomes 2 from the foundry mold A from a molding block 3 from a free-flowing, chemically bonded foundry mold material B wrapped. In the molding material block 3 are essentially the sprue system 4 and the feeder system 5 integrated. During the block molding of the molding material block 3 should the molding 2 be positively connected to the enveloping chemically curing foundry molding material B. The positive connection can by means of projections or recesses or by a corresponding prismatic shape of the molding 2 with conical sidewalls 7 respectively. Preferably, for the enveloping of the ceramic molding 2 a foundry sand made of quartz sand with a thermosetting binder used. Subsequently, the casting mold is heated to a temperature above the melting temperature of the binder during block molding with the introduced foundry sand binder mixture and the molding material block 3 hardened. After curing forms the molding 2 from the foundry mold material A with the molding material block 3 from the foundry material B, a composite molding material which can be machined in a clamping by a machining process with a corresponding machine tool by milling, drilling, turning or grinding.

Die Erfindung soll jedoch nicht auf einen Gießereiformstoff B mit einem warmhärtbaren Bindemittel beschränkt werden. Vielmehr können im Rahmen der Patentansprüche als Bindemittel für Gießereiformsand Bentonite eingesetzt werden. Als aushärtende Bindemittel sind beispielsweise Wasserglas oder Furanharze sowie andere Produkte der organischen Chemie anwendbar. Für größere Gussstücke kann mit gutem Erfolg Zement als aushärtendes Bindemittel verwandt werden. Es kann auch ein Giessereiformstoff eingesetzt werden, der einen Zusatz von Gips als Bindemittel aufweist. Insgesamt können Bindemittel eingesetzt werden, die nachfolgend die Bearbeitung des Gießsystems mit abtragenden Verfahren ermöglichen.The However, the invention is not intended to a foundry mold B with a thermosetting Binder limited become. Rather, you can in the context of the claims as a binder for Foundry molding sand Bentonites are used. As curing binders are, for example Water glass or furan resins and other organic products Chemistry applicable. For larger castings can with good success cement as a hardening Binders are used. It can also be a foundry mold material can be used, which has an addition of gypsum as a binder. Overall, you can Binders are used, the subsequent processing of the casting system allow with erosive procedures.

Nach 3 erfolgt in einem weiteren Arbeitsschritt die Bearbeitung des Anguss-Systems 4 und des Speisersystems 5, das besonders vorteilhaft bei Verwendung von Gießereiformsand durch direktes Formstoff – Fräsen mit einer CNC – Fräsmaschine vorgenommen werden kann. Die Erzeugung des Formhohlraums 1 für das Gussteil erfolgt ebenfalls mit einer CNC-Werkzeugmaschine.To 3 In a further step, the processing of the sprue system takes place 4 and the feeder system 5 , which can be made particularly advantageous when using foundry sand by direct molding material - milling with a CNC milling machine. The generation of the mold cavity 1 for the casting also takes place with a CNC machine tool.

Zur NC – Programmierung komplizierter dreidimensionale Oberflächen werden CAM Systeme eingesetzt, die eine manuelle Programmierung überflüssig machen. Die Entwicklungsarbeit bei der Herstellung von Prototypen reduziert sich auf das maßgerechte Konstruieren innerhalb eines CAD – Systems. Derartige Systeme sind unabhängig von der Komplexität des Gussstücks und ermöglichen unterschiedliche Bearbeitungsanweisungen für Frässtrategien und andere abtragende Verfahren. Die Fertigung der Prototypen basiert somit direkt auf den 3D – Datensätzen des Gussrohteiles, aus denen die Datensätze für den Formhohlraum 1 generiert werden. Durch den Einsatz des direkten Formstoff – Fräsens ist damit eine noch schnellere und kostengünstige ausschließlich computergestützte Bereitstellung von Prototypen möglich.For NC programming of complicated three - dimensional surfaces, CAM systems are used which make manual programming superfluous. The development work in the production of prototypes is reduced to the tailor - made design within a CAD system. Such systems are independent of the complexity of the casting and allow different machining instructions for milling strategies and other abrasive methods. The production of the prototypes is thus based directly on the 3D datasets of the cast raw part, from which the datasets for the mold cavity 1 to be generated. Through the use of direct molding material milling, an even faster and cost-effective exclusively computer-assisted provision of prototypes is possible.

Die Konstruktion der Kavität für das Anguss-System 4 und das Speisersystem 5 erfolgt aus den Rohteildaten des Gussstücks, aus denen die Datensätze für das Anguss-System 4 und das Speisersystem 5 angefertigt werden. Durch einen Datentransfer wird mit daraus abgeleiteten NC – Daten das Fräsprogramm unter Verwendung der Werkzeugvorgaben erstellt. Vorteilhaft ist die Möglichkeit des Einsatzes einer besonderen Frässtrategie für die Herstellung des Anguss-Systems 4 und des Speisersystems 5 bei Einsatz eines kunstharzgebundenen Gießereiformsands.The design of the cavity for the sprue system 4 and the feeder system 5 is made from the raw part data of the casting that make up the records for the sprue system 4 and the feeder system 5 be made. Through a data transfer, the milling program is created with the NC data derived from it using the tool specifications. Advantageous is the possibility of using a special milling strategy for the production of the sprue system 4 and the feeder system 5 when using a resin-bonded foundry sand.

Für den Formkörper 2 kann ein für das Gussteil optimaler Gießereiformstoff A ausgewählt werden, während der Gießereiformstoff B die mechanische Bearbeitung vereinfacht oder anderen Randbedingungen besser genügt. Demzufolge kann für den Formhohlraum 1, das Anguss-System 4 und für das Speisersystem 5 separat jeweils die günstigste Frässtrategie ausgewählt werden.For the molded body 2 can be selected for the casting optimal foundry material A, while the foundry molding material B simplifies mechanical processing or better meets other boundary conditions. Consequently, for the mold cavity 1 , the sprue system 4 and for the feeder system 5 the cheapest milling strategy can be selected separately.

Dieses Verfahren kann auch bei Gussteilen mit einer komplizierten Geometrie eingesetzt werden. Auf diese Weise ermöglicht die Erfindung die Herstellung schneller Prototypen.This Method can also be used for castings with a complicated geometry be used. In this way, the invention enables the production fast prototypes.

Claims

Method for producing a casting mold from a composite molding material composed of various molding materials which are heat-resistant for casting metals are and which have a different material composition, characterized in that from a foundry mold material A is a solid molded body ( 2 ) is produced, which is completely or partially coated in the production with a free-flowing chemically bound foundry molding material B, wherein from the block-shaped composite molding material after curing of the foundry molding material B is a molding block ( 3 ) is formed, which is then processed by an erosive method such as milling, drilling, turning or grinding, wherein in the molding of the foundry material A consisting of ( 2 ) the mold cavity ( 1 ) and in the molding material block consisting of the foundry material B ( 3 ) the sprue system ( 4 ) and feeder system ( 5 ) is introduced using CAD data.

Method according to claim 1, characterized in that that for the foundry mold material A Fireproof temperature change resistant ceramic foundry molds be used in final strength, by an erosive method, like milling, Turning, drilling or grinding can be edited.

Method according to claim 1, characterized in that that for the foundry mold material A foundry sand with a thermosetting Binders or a binder based on bentonites, water glass, Furan resin, cement or gypsum is used in final strength, wherein the binder content is different and / or the type of sand another as with foundry mold material B is.

Method according to claim 1, characterized in that that for the foundry mold material B foundry sand with a thermosetting Binders or a binder based on bentonites, water glass, Furan resin, cement or gypsum is used.

A method according to claim 1 to 4, characterized in that during the block molding of the molded body ( 2 ) from the foundry material A form fit with the foundry material B by means of projections or recesses or by a prismatic shape with conically extending side walls ( 7 ) is connected.

A method according to claim 1 to 5, characterized in that the processing of the mold cavity ( 1 ) for the casting with an NC program generated from the 3D datasets of the casting raw part and the production of the sprue system ( 4 ) and feeder system ( 5 ) is performed with a separate NC program with each adapted processing parameters.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that in the mold core marks ( 6 ) are incorporated for cores.