DE102004038254A1 - Tool e.g. drill bit, manufacturing method, involves casting, or injection molding using form, and positioning tool, where different materials or material combinations comprise different material compositions during manufacturing tool - Google Patents

Tool e.g. drill bit, manufacturing method, involves casting, or injection molding using form, and positioning tool, where different materials or material combinations comprise different material compositions during manufacturing tool

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DE102004038254A1 DE200410038254 DE102004038254A DE102004038254A1 DE 102004038254 A1 DE102004038254 A1 DE 102004038254A1 DE 200410038254 DE200410038254 DE 200410038254 DE 102004038254 A DE102004038254 A DE 102004038254A DE 102004038254 A1 DE102004038254 A1 DE 102004038254A1
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Abstract

The method involves casting, or injection molding of an original mould using a form and manufacturing a tool. The manufactured tool is then positioned, where different materials or material combinations comprise different materials or material compositions during manufacturing of the tool. The tool has a work surface and material combination of the tool varies along and/or right angle to the work surface. An independent claim is also included for a tool manufactured by injection molding.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Erzeugnisses sowie ein zugehöriges Erzeugnis. The invention relates to a method of manufacturing a product as well as an associated product.
  • Herstellverfahren unter Verwendung des Urformens sind insbesondere bei großen Stückzahlen der herzustellenden Erzeugnisse vorteilhaft. Production process using the primary shaping are particularly advantageous when large quantities of products to be manufactured. Bekannte Verfahren des Urformens sind das Gießen, Spritzgießen, Pressen sowie gegebenenfalls auch das Formwalzen, Extrudieren und dergleichen. Known method of primary shaping are casting, injection molding, pressing, and optionally also the form of rolling, extruding and the like.
  • Für viele Erzeugnisse ist es allerdings erforderlich, anschließend an einen Urformvorgang eine weitere Bearbeitung insbesondere der Arbeitsoberflächen der Erzeugnisse vorzunehmen, wie dies beispielhaft nachfolgend für Erzeugnisse aus dem Gebiet der Werkzeuge beschrieben ist, insbesondere anhand von Bohrwerkzeugen. For many products, it is necessary, however, then make further processing especially in the working surfaces of the products to an original form of operation, as described by way of example for products from the field of tools, in particular by means of drilling tools.
  • Bohrwerkzeuge bestehen in der Regel aus einem Aufnahmeschaft für die Antriebsmaschine, einer Förderwendel sowie einer Schneide und werden überwiegend durch spanende Formgebung hergestellt. Drilling tools consist generally of a receiving shaft for the drive motor, a conveyor helix, and a cutting edge and are mainly manufactured by machining. Werkstoff ist in der Regel ein CrNi- oder HSS-Stahl, der auf teuren CNC-Maschinen oder Transferstraßen bearbeitet wird. Material is usually a CrNi or high speed steel, which is handled on expensive CNC-machines or transfer lines. Zur Erhöhung der Standzeit wird entweder ein gehärteter Schneidkopf verwendet, wie in der To increase the service life is either a hardened cutting head used in the US 6,644,899 US 6,644,899 beschrieben, oder es wird eine Schneidplatte aus einem harten Werkstoff aufgebracht, beispielsweise aus Wolframcarbid, oder es wird flächig eine dünne Schicht aus einem harten Werkstoff aufgebracht. described, or it will be an insert applied from a hard material such as tungsten carbide, or it is applied evenly a thin layer of a hard material.
  • Aus der From the EP 0 865 847 A2 EP 0865847 A2 ist ein Bohrer bekannt, der aus einem Rohling dadurch hergestellt wird, dass die Förderwendel spanlos hergestellt wird durch Verdrehen des Aufnahmeschaftes gegenüber der Schneide. a drill is known, which is produced from a blank in that the conveying helix is ​​produced without cutting, by rotation of the receiving shaft opposite the cutting edge.
  • Aus der From the DE 43 14 868 A1 DE 43 14 868 A1 ist Bohrwerkzeug bekannt, das mehrteilig ausgebildet ist und bei dem ein die Schneide bildender Bohrkopf mit dem Schaft durch eine als Gewindestange ausgebildeten Förderwendel verbunden ist. is known drilling tool is constructed in several parts and in which a drilling head with the cutting edge forming the shank is connected by a threaded rod designed as a conveyor helix.
  • Aus der From the US 6,588,994 B2 US 6,588,994 B2 ist ein Bohrer bekannt, bei dem ein Schaft aus einem Polymerkunststoff mit einem Außensechskant an den eigentlichen Bohrerschaft nach dessen Herstellung angeformt wird. a drill is known in which a shank made of a polymer plastic with an outer hexagon to the actual drill shank after its preparation is molded.
  • Alle bekannten Herstellverfahren sind zeit- und damit kostenaufwändig und erfordern zum Teil komplexe Fügedesigns und Konstruktionen. All known methods of preparation are time-consuming and expensive and require complex joining part designs and constructions. Sogenannte Hinterschnittwerkzeuge, die beispielsweise bei Bohrwerkzeugen in gewisser Bohrtiefe eine radiale Erweiterung erzielen, werden heute vollständig aus Vollmaterial gefertigt oder aufwendig umgeformt mit zwingender mechanischer Nachbearbeitung. So-called undercut tools, for example, obtain a radial extension with drilling tools in a certain depth, are now made entirely of solid material or consuming transformed with stringent mechanical finishing.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten von Gegenständen bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik überwinden. The object underlying the invention is to provide a method and apparatus for coating objects, which overcome the disadvantages of the prior art. Insbesondere sollen qualitativ hochwertige Erzeugnisse, insbesondere Werkzeuge, mit großer Formvielfalt kostengünstig herstellbar sein. In particular, are high-quality products, in particular tools are cheap to manufacture large variety of shapes.
  • Die Aufgabe ist durch das im Anspruch 1 bestimmte Verfahren und durch das im nebengeordneten Anspruch bestimmte Erzeugnis gelöst. The object is achieved by the particular method in claim 1 and in particular by the independent claim article. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen bestimmt. Special embodiments of the invention are defined in the dependent claims.
  • Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Herstellen eines Erzeugnisses durch Urformen, wie beispielsweise Gießen, Spritzgießen oder dergleichen, mittels einer Form, dadurch gelöst, dass durch Einbringen unterschiedlicher Werkstoffe oder Werkstoffzusammensetzungen in die Form bereits das durch das Urformen hergestellte Erzeugnis an vorgebbaren Positionen vorgebbar unterschiedliche Werkstoffe oder Werkstoffkombinationen aufweist. The object is achieved in that already the product obtained by the primary forming predeterminable different by introducing different materials or material compositions in the form of predetermined positions in a method for production of an article by molding such as casting, injection molding or the like using a mold, comprising materials or combinations of materials.
  • Die Formen können hierzu modular aufgebaut sein, insbesondere mehrere Abschnitte aufweisen, in welchen die eingefüllte oder eingespritzte Formmasse derart aushärtet, dass eine vorgebbar inhomogene Zusammensetzung des Werkstoffes in dem hergestellten Erzeugnis entsteht. The molds can be of modular part, notably comprise a plurality of portions in which the charged or injected molding material is cured such that a predeterminable inhomogeneous composition of the material is formed in the manufactured product. Hierzu können hinsichtlich der Werkstoffe auch unterschiedlich zusammengesetzte Formmassenteile nacheinander oder gleichzeitig eingefüllt werden. This may include in terms of materials and different composite molding material components listed or filled simultaneously.
  • Es ist vorteilhaft eine Negativform des herzustellenden Erzeugnisses zu verwenden und diese Negativform mit der Formmasse in besonderer Art und Weise zu füllen. It is advantageous to use a negative shape of the product and to fill the negative mold with the molding material in a special way. Dabei ist der Werkstoff der Formmasse nicht homogen, sondern es werden einzelne Formmassenteile anwendungsspezifisch hinsichtlich ihrer Werkstoffzusammensetzung, ihres Anteils an Fasern und/oder ihres Volumens vorbereitet und der Negativform zugeführt. In this case, the material of the molding material is not homogeneous, but there are individual mold parts by mass of the specific application with respect to their material composition, prepared their proportion of fibers and / or its volume and is supplied to the negative mold. Durch gezieltes Anreichern bestimmter Werkstoffe in den einzelnen Formmassenteilen, die in vorgebbaren Bereichen und Zonen des herzustellenden Erzeugnisses eingebaut werden, können die anwendungsspezifischen Anforderungen an das Erzeugnis punktgenau erfüllt werden. By selectively enriching certain materials in the individual mold parts by mass, which are incorporated in predetermined areas and zones of the product to be manufactured, the application-specific requirements can be met precisely to the product. Es können zwei oder mehr Werkstoffkomponenten verwendet werden. It can be used two or more material components. Vorzugsweise sind die Übergänge zwischen Abschnitten oder Zonen des Erzeugnisses mit unterschiedlicher Werkstoffzusammensetzung homogen, ohne Seigerungen und ohne abrupte zweiphasige Übergänge. Preferably, the transitions between sections or zones of the product with different material composition are homogeneous, without segregation and without abrupt two-phase transitions.
  • Grundsätzlich können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Erzeugnisse für eine Vielzahl von Anwendungen hergestellt werden, bei denen an unterschiedlichen Abschnitten oder Teilen des Erzeugnisses unterschiedliche Belastungen auftreten und demzufolge unterschiedliche Eigenschaften erwünscht sind, insbesondere unterschiedliche mechanische, elektrische, magnetische, optische und/oder thermische Eigenschaften. Basically, products for a variety of applications can be produced by the inventive process, in which different loads occur at different portions or parts of the product and, consequently, different properties are desired, in particular, different mechanical, electrical, magnetic, optical and / or thermal properties.
  • Besonders Werkzeuge können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft hergestellt werden, insbesondere spanende Werkzeuge wie Bohrer, Fräser oder Schneidwerkzeuge für Drehmaschinen. Especially tools can be advantageously produced by the present process, in particular cutting tools such as drills, milling or cutting tools for lathes. Ebenso können beispielsweise Ventile für Verbrennungsmotoren, Dübel, Bleche für Container, Träger für Baukonstruktionen oder Leiterwerkstoffe ebenso wie Halbzeuge oder Profile nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden. Likewise, valves for internal combustion engines, dowels, sheets for containers, carriers for building structures or conductor materials, as well as semi-finished or profiles can be prepared by the novel process, for example.
  • Besonders vorteilhaft ist dabei, dass das durch Urformen hergestellte Erzeugnis an den für die jeweilige Anwendung wesentlichen Oberflächen bereits eine erfindungsgemäße Variation der Zusammensetzung des Werkstoffes aufweisen, wodurch eine aufwändige Nachbearbeitung und Beschichtungsverfahren entfallen. It is particularly advantageous that the product obtained by molding already have a variation according to the invention the composition of the material of the essential for the respective application surfaces, thereby eliminating a costly post-processing and coating processes. Hervorzuheben ist dabei die Möglichkeit technische Eigenschaften wie hohe Härte, hohe Temperaturbeständigkeit bei gleichzeitig hohen mechanischen Festigkeitseigenschaften wie beispielsweise Zugfestigkeit, Biegefestigkeit oder andere je nach Anwendungsbedarf miteinander zu vereinen. Of particular note is the possibility of technical properties such as high hardness, high temperature resistance as well as high mechanical strength properties such as tensile strength, flexural strength, or to combine different depending on the application needs with one another.
  • Besonders vorteilhaft ist die Anwendung von Kompositwerkstoffen als Formmasse, insbesondere solche Kompositwerkstoffe, die Fasern aufweisen. Particularly advantageous is the use of composite materials as a molding material, in particular those composites, the fibers have. Diese Faser können mindestens einen Anteil aus einem nichteisenmetallischen, amorphen oder keramischen Werkstoff aufweisen. This fiber can have at least a portion of a non-ferrous metal, amorphous or ceramic material. Es können Fasern verwendet werden, die mindestens einen Anteil eines Metalls mit einem Schmelzpunkt von mehr als 2000 °C, insbesondere mehr als 2500 °C, und vorzugsweise mehr als 3000 °C aufweisen, beispielsweise Osmium oder Rhenium, sowie deren Legierungen. It can be used which have at least a portion of a metal having a melting point of more than 2000 ° C, in particular more than 2500 ° C, and preferably more than 3000 ° C, for example, osmium or rhenium, and alloys thereof fibers. Die Faser kann auch vollständig aus solchen Metallen oder deren Legierungen bestehen. The fiber may also consist entirely of such metals or their alloys.
  • Die Faser kann auch vollständig aus einem keramischen Werkstoff bestehen, oder aus einem vollkeramischen oder einen keramischen Anteil aufweisenden Kompositwerkstoff bestehen, einschließlich gesinterter Fasern, oder nur einen keramischen Anteil aufweisen, beispielsweise eine keramische Beschichtung eines Faserkerns aus Kunststoff, Metall, Glas oder dergleichen. The fiber can also be made entirely of a ceramic material, or consist of an all-ceramic or a ceramic portion comprising composite material, including sintered fibers, or having only a ceramic component, for example a ceramic coating of a fiber core made of plastic, metal, glass or the like. Es können auch Anteile aus einem amorphen Werkstoff wie beispielsweise Glas eingesetzt werden oder geeignete Metalloxidpolymere. It can be used such as glass or suitable metal oxide polymers also contain portions of an amorphous material. Insbesondere die Kombination aus Keramik und Metalloxiden ist vorteilhaft. In particular, the combination of ceramics and metal oxides is beneficial.
  • Durch die erfindungsgemäßen Faserwerkstoffe lassen sich hohe Zug-, Druck- und/oder Biegefestigkeiten erzielen bei gleichzeitig hoher Temperaturbelastbarkeit und/oder hoher chemischer Resistenz, insbesondere Oxidationsbeständigkeit. The inventive fiber materials, high tensile, compressive and / or flexural strengths can be achieved with high temperature resistance and / or high chemical resistance, particularly resistance to oxidation. Es sind auch Kombinationen von keramischen und amorphen Werkstoffen für die Faser möglich. There are also combinations of ceramic and amorphous materials possible for the fiber. Der neben dem hochtemperaturfesten keramischen oder amorphen Bestandteil vorhandene, mindestens eine weitere Bestandteil der Faser kann, muss aber nicht, hochtemperaturfest sein. The existing adjacent to the high-temperature resistant ceramic or amorphous component, at least one further part of the fiber can, but need not, be resistant to high temperatures.
  • Vorzugsweise kommt als keramischer Anteil der Faser insbesondere ein hochtemperaturfester keramischer Werkstoff in Betracht, der eine hohe chemische Beständigkeit sowohl beim Herstellen des Erzeugnisses als auch beim späteren Gebrauch des Erzeugnisses gewährleistet. Is preferably used as the ceramic portion of the fiber in particular a high-temperature resistant ceramic material into consideration, which ensures a high chemical resistance in both the manufacture of the product as well as during later use of the product. Als Faserwerkstoff kommt beispielsweise Aluminiumoxyd, Aluminiumnitrid, Bornitrid oder Siliciumcarbid in Frage. As fiber material, for example, aluminum oxide, aluminum nitride, boron nitride or silicon carbide is suitable.
  • Die Fasern können mindestens abschnittsweise als Hohlkörper ausgebildet sein, insbesondere insgesamt eine Hohlform aufweisen, oder massiv ausgebildet sein. The fibers may be at least in sections as a hollow body, in particular a whole have a hollow shape, or be solid formed. Die Fasern weisen vorzugsweise eine von der Zylinderform oder Stabform abweichende Form auf. The fibers preferably have a shape deviating from the cylindrical shape or rod-shaped form. Als Zylinder ist dabei ein geometrischer Körper zu verstehen, bei dem zwei parallele, ebene und kongruente Grundflächen durch einen Mantel mit geradliniger Längsachse miteinander verbunden sind. As a cylinder while a geometric body is to be understood, in which two parallel, flat, congruent base surfaces are connected together by a jacket having a straight longitudinal axis. Die Form der Grundfläche kann dabei beliebig sein, insbesondere kreisförmig, ellipsenförmig, regelmäßig oder unregelmäßig drei- oder vieleckig, mit oder ohne abgerundete Kanten, sichelförmig oder ringförmig unter Ausbildung einer Hohlfaser. The shape of the base can be arbitrary, in particular circular, elliptical, regular or irregular triangular or polygonal, with or without rounded edges, sickle-shaped or ring-shaped to form a hollow fiber.
  • Erfindungsgemäß sind sowohl abschnittsweise verdickte und/oder verdünnte Fasern möglich als auch Fasern, die eine von der zylindrischen Stabform abweichende Form aufweisen, insbesondere gebogen, gekrümmt, gedreht, spiralförmig, wellenförmig, kreisförmig, ellipsenförmig, dreieck- oder vieleckförmig oder dergleichen sind. According to the invention are both partially thickened and / or thinned fibers possible as well as fibers which have a shape deviating from the cylindrical rod shape form, in particular bent, curved, twisted, spiral, wavy, circular, elliptical, triangular or vieleckförmig or the like. Die Fasern können im wesentlichen eine zweidimensionale Ausdehnung oder sogar eine dreidimensionale Ausdehnung aufweisen. The fibers may have substantially a two-dimensional expansion, or even a three-dimensional expansion. Es sind auch Kombinationen unterschiedlich geformter Fasern möglich bis hin zur Bildung zwei- oder dreidimensionaler Strukturen, die aus einer oder mehreren Fasern unterschiedlicher oder übereinstimmender Faserform gebildet sind, wobei die einzelnen Fasern miteinander regelmäßig oder unregelmäßig verkettet, verhakt, ineinandergeschlungen oder dergleichen sein können. There are also combinations of differently shaped fibers possible two- to the formation or three-dimensional structures, hooked from one or more fibers of different or coincident fiber form are formed, the individual fibers concatenated regularly or irregularly together, intertwined, or may be like.
  • Vorzugsweise weist mindestens ein erster Abschnitt der Faser, insbesondere ein Endabschnitt, eine gegenüber einem weiteren Abschnitt der Faser hinsichtlich Größe und/oder Form und/oder Orientierung unterschiedliche Querschnittskontur auf. Preferably, at least a first portion of the fiber, in particular an end portion, a relative to a further portion of the fiber in terms of size and / or shape and / or orientation of different cross-sectional contour. Vorzugsweise sind beide Faserenden im Wesentlichen identisch ausgebildet, insbesondere symmetrisch zu einem Mittelabschnitt der Faser. Preferably both fiber ends are substantially identical, especially symmetrically with respect to a central portion of the fiber. Durch die Ausbildung eines solchen Abschnittes wird eine formschlüssige Verbindung der Faser mit der die Faser umgebenden Matrix gewährleistet. a positive connection with the surrounding of the fiber, the fiber matrix is ​​ensured by the formation of such a section. Eine solche formschlüssige Verbindung kann gegenüber der üblichen reibschlüssigen Verbindung zwischen Faser und Matrix, insbesondere gegenüber den bekannten Fasern mit glatter Oberfläche, deutlich größere Kräfte übertragen und führt daher zu einer höheren Belastbarkeit der hergestellten Erzeugnisse. Such form-fitting connection can be compared with the usual frictional connection between the fiber and matrix, in particular compared to the known fibers with smooth surface, transmitted significantly greater forces and, therefore, leads to a higher loading capacity of the product obtained.
  • Der Abschnitt abweichender Querschnittskontur, insbesondere der Endabschnitt, kann dabei Sternform, Pyramidenform, Polygonform, Kugelform, Scheibenform, Ellipsoidform, Hakenform, Knochenform, Igelform, Ösenform oder Kombinationen dieser Formen aufweisen. The portion of deviating cross-sectional contour, in particular the end portion, it may have a star shape, pyramid shape, polygonal shape, spherical shape, a disc shape, ellipsoid shape, hook shape, bone shape, hedgehog shape Ösenform or combinations of these shapes. Weitere Faserformen oder Formen der Abschnitte mit abweichender Querschnittsform sind Fischgrätenform und Blattrippenform, insbesondere Formen, bei denen von einer Zentralfaser mindestens eine Fasernadel in einem spitzen Winkel abzweigt, vorzugsweise in Längsrichtung hintereinander mehrere Fasernadeln abzweigen. Other fiber forms or shapes of the sections with a different cross-sectional shape are herringbone shape and sheet rib shape, in particular shapes, in which at least one fiber needle branches off from a central fiber at an acute angle, preferably one behind the other branch off a plurality of fibers needles in the longitudinal direction. Die Fasernadeln können dabei alle in einer Ebene liegen, so das die Faser im wesentlichen ein zweidimensionaler Körper ist, oder in verschiedenen Raumrichtungen von der Zentralfaser abstehen, so das die Faser ein dreidimensionaler Körper ist. The fibers needle can thereby all lie in one plane, so that the fiber is substantially a two-dimensional body, or protrude in different spatial directions from the central fiber so that the fiber is a three-dimensional body.
  • Außerdem ist von Vorteil, dass bei Verwendung der erfindungsgemäßen Fasern bei einem aus dem Kompositwerkstoff hergestellten Erzeugnis in allen Raumrichtungen gleich gute mechanische Festigkeiten erreichbar sind, dh die Erfindung kann eine Isotropie der mechanischen Eigenschaften der hergestellten Erzeugnisse gewährleisten. In addition, it is advantageous that when using the fibers of the invention have good mechanical strengths are attainable for a product manufactured from the composite product in all spatial directions is equal, ie, the invention can provide a isotropy of the mechanical properties of the products. Darüber hinaus kann die Faser auch in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen Nuten oder ringförmige Einkerbungen aufweisen, die in Längs- oder Umfangsrichtung der Faser voneinander beabstandet oder miteinander verbunden sind. In addition, the fiber may have, spaced apart or in the longitudinal or circumferential direction of the fiber from one another are connected to one another in regular or irregular intervals grooves or annular notches. Vorzugsweise verlaufen derartige Nuten oder ringförmige Kerben quer zur Längserstreckung der Faser, um dadurch den Formschluss der Faser mit der umgebenden Matrix zu verbessern. Preferably, such grooves or annular notches extend transversely to the longitudinal extent of the fiber, thereby improving the fit of the fiber with the surrounding matrix.
  • In einer besonderen Ausführungsart der Erfindung weist die Faser einen Endabschnitt mit einer unregelmäßigen geometrischen Form auf. In a particular embodiment of the invention, the fiber has an end portion having an irregular geometric shape. Durch die Unregelmäßigkeit entsteht beispielsweise eine in hohem Maße formschlüssige, eine große Oberfläche aufweisende Verbindungsfläche zwischen der Faser und der umgebenden Matrix. By the irregularity, for example, a positive to a large extent, high surface area interface between the fiber and the surrounding matrix is ​​formed. Vorzugsweise wird die unregelmäßige Form des Endabschnittes beim Herstellen der Faser gebildet, insbesondere durch Lasertrennen der Faser von einer Endlosfaser. Preferably, the irregular shape of the end portion during production of the fiber is formed, in particular by laser cutting of the fiber from a continuous fiber. Durch die Absorption der Laserstrahlung kommt es zu einem sehr schnellen lokalen Erhitzen und damit zu einem Abschmelzen oder Absprengen der Faser von der Endlosfaser. Due to the absorption of the laser radiation leads to a very rapid local heating and thus a melting or splitting of the fiber of the continuous fiber. Durch das sehr schnelle Erhitzen und das anschließende schnelle Abkühlen entstehen beispielsweise Endabschnitte mit allseitig ausgerichteten Zacken und Spitzen, die einen besonders guten Formschluss mit der umgebenden Matrix gewährleisten. Due to the very rapid heating and subsequent rapid cooling end portions are formed for example with sides aligned waves and peaks, which ensure a particularly good fit with the surrounding matrix.
  • In einer besonderen Ausführungsart der Erfindung weisen die Fasern eine Längserstreckung zwischen 0,01 und 30 mm auf, insbesondere zwischen 0,05 und 5 mm, und vorzugsweise zwischen 0,1 und 2 mm. In a particular embodiment of the invention, the fibers have a longitudinal extension between 0.01 and 30 mm, in particular between 0.05 and 5 mm, and preferably between 0.1 and 2 mm. Die Dicke oder der Durchmesser der Fasern beträgt erfindungsgemäß weniger als 50 % der Faserlänge, insbesondere weniger als 20 %, und für viele Anwendungen insbesondere bei Faserlängen unter 5 mm etwa 10 %. The thickness or diameter of the fibers in the invention is less than 50% of the fiber length, in particular less than 20%, and for many applications, particularly in fiber lengths of less than 5 mm about 10%. Diese relativ kurzen Fasern erlauben eine große Formfreiheit der herzustellenden Erzeugnisse bei gleichzeitig hoher mechanischer Belastbarkeit. This relatively short fibers allow a large freedom of shape of the products to be manufactured with high mechanical strength. Für verschiedene Anwendungen sind folgende Faserabmessungen Länge/Dicke besonders vorteilhaft: 0,01 mm/0,001 mm, 0,1 mm/0,01 mm oder 30 mm/0,1 mm. For various applications, the following dimensions fiber length / thickness are particularly advantageous: 0.01 mm / 0.001 mm, 0.1 mm / 0.01 mm or 30 mm / 0.1 mm. In einer besonderen Ausführungsart ist die Faser gekrümmt und dadurch die Faserlänge größer als die Längserstreckung der gekrümmten Faser. In a particular embodiment, the fiber is curved, and thereby the fiber length greater than the longitudinal extension of the curved fiber. Dadurch ergibt sich mit hinsichtlich ihrer Längserstreckung relativ kurzen Fasern dennoch eine große Oberfläche der Fasern und damit eine hohe Verbindungswirkung zwischen den Fasern und der umgebenden Matrix. This results with regard to their longitudinal extension relatively short fibers still a large surface area of ​​the fibers and thus a high joining effect between the fibers and the surrounding matrix.
  • Diese Fasern in Kombination mit Hartmetallwerkstoffen oder auch keramischen Werkstoffen erreichen hohe Biegefestigkeiten, hohe Zugfestigkeiten, hohe Torsionsfestigkeiten und hohe Wärmebeständigkeiten bei sehr hoher Härte. These fibers in combination with hard metal materials, or ceramic materials achieve high flexural strengths, high tensile strength, high torsional strengths and high heat resistance at a very high hardness. Bei der Kombination Faser und keramischer Werkstoff wird zusätzlich noch der Effekt des geringeren Gewichts im Vergleich zu entsprechenden metallischen Erzeugnissen erzielt. In the combination of fiber and ceramic material, the effect of lower weight is achieved compared with corresponding metallic products additionally. Die Standzeit von Werkzeugen wird durch die hohe Härte bei höherem Belastungsvermögen im Vergleich zu bisher verwendeten Werkstoffen signifikant gesteigert und dementsprechend werden die Entstehungskosten signifikant reduziert. The tool life is significantly increased by the high hardness at higher load capacity compared to previously used materials and accordingly, the production costs are significantly reduced.
  • Es sind insbesondere folgende Zusammensetzungen besonders vorteilhaft: Zusammensetzung aus Hartmetallen und Fasern, aus Keramiken und Fasern, aus Hartmetallen gemischt mit Keramiken und Fasern und aus Metallen gemischt mit Fasern; It is particularly advantageous in particular the following compositions: Composition of hard metals and fibers of ceramics and fibers from hard metals mixed with ceramics, and fibers of metals and mixed with fibers; dabei beträgt der Volumenanteil der Faser bezogen auf das gesamte Volumen des Erzeugnisses jeweils mindestens 40%, insbesondere mindestens 60% und vorzugsweise etwa 80 bis 97%. thereby, the volume fraction of the fiber based on the total volume of the product is at least 40%, especially at least 60% and preferably about 80 to 97%.
  • Eine besondere Ausführungsform des zugehörigen erfindungsgemäßen Verfahrens weist folgende Schritte auf: A particular embodiment of the corresponding inventive method comprises the following steps:
    Zunächst wird die Werkstoffkomposition den technologischen Anforderungen gemäß aufbereitet. First, the material composition is prepared according to the technological requirements. Zum Einsatz kommen mindestens zwei Komponenten. Are used at least two components. Um den detaillierten, speziellen Anforderungen Rechnung zu tragen, kann in der Praxis eine höhere Anzahl sinnvoll sein, die über eine Matrix zu definieren ist und mit verschiedenen Komponenten und/oder verschiedenen Fasern durchsetzt sind. In order to take account of the detailed, specific requirements, in practice a greater number can be useful, which is to define a matrix and are interspersed with various components and / or different fibers. Prinzipiell ist die Konsistenz der Werkstoffkompositionen vor dem Urformen pastenförmig, flüssig oder auch pulverförmig. In principle, the consistency of the material compositions of archetypes is pasty, liquid or powder form. Als Zuschlagswerkstoff können optional auch Bindemittel oder auch chemische Reaktionsmittel beinhaltet sein. As aggregate material and binder or chemical reagent can be included optional.
  • Durch das Urformen entsteht im wesentlichen bereits die Endgeometrie des Erzeugnisses, beispielsweise durch Spritzformen. Through the primordial forms arises essentially been the final geometry of the product, for example, by injection molding. Alternativ hierzu kommt auch ein Abfüllen oder Abgießen in Negativformen in Betracht, beispielsweise in einen Kunststoffkörper oder einen Metallkörper. Alternatively, comes a filling or draining into negative molds into account, for example in a plastic body or a metal body. Es ist auch möglich, den Kompositionswerkstoff in eine Form zu pressen. It is also possible to press the composition material into a mold.
  • Optional kann der nach dem Urformen hergestellte Körper verdichtet werden, wodurch bei Bedarf eine dichtere Oberfläche und bessere mechanische sowie auch bessere physikalische Eigenschaften erzielbar sind. Optionally, the produced by the primary shaping body can be compressed, whereby if necessary a more dense surface and improved mechanical as well as better physical properties can be achieved. Diese Verdichtung der Massenteile kann beispielsweise durch eine Explosion erreicht werden, ausgelöst durch das Anlegen einer hohen elektrischen Spannung in einem mit Wasser oder Öl gefüllten Druckbehälter, oder durch einen hydrostatischen Druck in einem Druckbehälter. This compaction of the mass parts can be achieved, for example, by an explosion caused by applying a high electric voltage in a water-filled or oil pressure vessel, or by a hydrostatic pressure in a pressure vessel. Anschließend kann ein Sintern erfolgen, beispielsweise unter Schutzgasatmosphäre oder an Luft. Then sintering can take place, for example under an inert gas atmosphere or in air.
  • Bei besonderen Erzeugnissen, beispielsweise Sonderwerkzeugen oder bei hochpräzisen Produkten, kann eine Nachbearbeitung des Erzeugnisses erfolgen. For special products, such as special tools or high-precision products, reworking of the product can take place. Beispielsweise können Schneidflächen oder Schneidkanten von Werkzeugen durch Laserbehandlung oder Schleifen nachbearbeitet werden. For example, the cutting surfaces or cutting edges of tools by laser treatment, or grinding can be processed.
  • In einer besonderen Ausführungsart der Erfindung kann das Erzeugnis ein Einlegeteil aufweisen, beispielsweise ein Armierungsteil aus Metall oder einem sonstigen Werkstoff mit hoher Zugfestigkeit. In a particular embodiment of the invention, the product may comprise an insert, such as a reinforcement part of metal or other material with high tensile strength. Alternativ oder ergänzend kann auch ein Sensor und/oder ein Aktuator als Einlegeteil eingesetzt werden, wobei die Signalübertragung auch drahtlos erfolgen kann, beispielsweise in der Art eines Transponders. Alternatively or additionally, a sensor and / or an actuator can be used as an insert, wherein the signal transmission can also take place wirelessly, for example in the manner of a transponder. Die für den Betrieb des Sensors oder Aktuator erforderliche Energie kann ebenfalls drahtlos übertragen werden, beispielsweise durch ein magnetisches Feld, so dass keine Verbindungsleitungen zu dem Einlegeteil erforderlich sind. The time required for the operation of the sensor or actuator energy can also be transmitted wirelessly, for example by a magnetic field, so that no connecting lines to the insert are required.
  • Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der kurzen Verfahrenskette, wodurch die Erzeugnisse sehr schnell und preiswert hergestellt werden können. A particular advantage of the present invention is the short process chain, so that the products can be produced quickly and cheaply. Es ist insbesondere nicht mehr zwingend notwendig, hochwertige Werkstoffe auf mehrachsigen Sondertransferstrassen aufwendig mechanisch zu bearbeiten, die überwiegend für sehr spezielle Bearbeitungsschritte mit wenig Möglichkeiten der Diversifikation bezüglich Erzeugnis und Abmessungen ausgelegt sind, oder in komplexen Umformprozessen zu fertigen und diese anschließend mit Schneidwerkstoffen zu bestücken, die durch weitere aufwendige Fügeverfahren miteinander verbunden werden müssen, oder die Erzeugnisse anschließend zu beschichten. It is in particular no longer absolutely necessary to process high-quality materials on the multi-axis special transfer lines complicated mechanically, which are mainly designed for very specific processing steps with little possibility of diversification with respect to product and dimensions, or be manufactured in complex forming processes, and then to equip it with cutting materials, which must be connected by more complicated assembly process, or subsequently to coat the products.
  • Unter Berücksichtigung von sich ergebenden Schrumpfmaßen liegt nach dem erfindungsgemäßen Herstellverfahren das Erzeugnis gebrauchsfertig vor. Taking account of shrinkage resulting dimensions of the product is present ready for use according to the inventive production method. Dabei ist es möglich, die geforderten technischen Eigenschaften der Erzeugnisse durch gezielten Einbau der speziell aufbereiteten Werkstoffkomponenten im Negativformkörper auszubilden. It is possible to make the required technical characteristics of the product by selective incorporation of specially prepared material components in the negative mold. Durch die Verwendung von Fasern ist es möglich, dass spröde Werkstoffe wie beispielsweise reine Hartmetalle oder auch reine keramische Werkstoffe gleiche oder auch höhere Festigkeiten erreichen wie metallische Werkstoffe. By using fibers, it is possible that brittle materials such as pure metal carbides or ceramic materials, pure achieve the same or higher strength, such as metallic materials. Das Erreichen hoher Füllgrade und das Verhindern von Fehlstellen wie Lunkern, Seigerungen oder dergleichen sind weitere Vorteile der Erfindung. Achieving high degrees of filling and preventing defects such as pinholes, segregation or the like are further advantages of the invention.
  • Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel im einzelnen beschrieben ist. Further features and details of the invention emerge from the dependent claims and the following description in which an exemplary embodiment is described in detail with reference to the drawings. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. The features mentioned in the claims and in the description can be essential to the invention individually or in any combination.
  • 1 1 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Erzeugnisses, shows a side view of a product according to the invention,
  • 2 2 zeigt in vergrößerter Darstellung die Schneide des Erzeugnisses, shows an enlarged illustration of the cutting of the product;
  • 3 3 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß hergestellten Erzeugnisses, a section through a second embodiment of a product according to the invention,
  • 4 4 einen Schnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß hergestellten Erzeugnisses, a section through a third embodiment of a product according to the invention,
  • 5 5 zeigt einen Schnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß hergestellten Erzeugnisses zusammen mit der zugehörigen Spritzdüse, und shows a section through a fourth embodiment of a product according to the invention together with the associated spray nozzle, and
  • 6 6 zeigt einen Schnitt durch ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß hergestellten Erzeugnisses. shows a section through a fifth embodiment of a product according to the invention.
  • Die The 1 1 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Erzeugnisses shows a side view of a product according to the invention 1 1 , im vorliegenden Fall eines Bohrers. In the present case a drill. Das Erzeugnis the product 1 1 weist in an sich bekannter Weise einen Aufnahmeschaft has in known manner a shank 2 2 für die Aufnahme des Erzeugnisses for receiving the product 1 1 beispielsweise in einer Werkzeugaufnahme einer Antriebsmaschine, eine Förderwendel for example in a tool holder of a drive machine, a conveyor helix 4 4 und eine Schneide and a cutting 6 6 auf. on.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Aufnahmeschaft In the illustrated embodiment, the shank 2 2 zylindrisch und insbesondere kreiszylindrisch. cylindrical and in particular circular cylindrical. Entsprechend der jeweiligen Werkzeugaufnahme kann der Aufnahmeschaft According to the respective tool holder of the shank can 2 2 allerdings auch kegelförmig oder stufenförmig abgesetzt zylindrisch ausgebildet sein. however, be deducted also conical or stepped cylindrical configuration.
  • Die Außenabmessung des Aufnahmeschafts The outer dimension of the housing shaft 2 2 ist größer als der Außendurchmesser der Förderwendel is greater than the outer diameter of the conveyor helix 4 4 . , Der Aufnahmeschaft The shank 2 2 und die Förderwendel and the conveying helix 4 4 sind durch einen kegelförmig oder sphärisch ausgebildeten Verbindungsabschnitt are connected by a conical or spherically shaped connecting portion 8 8th miteinander verbunden. connected with each other. Im Wesentlichen übergangslos schließt die Schneide Substantially seamlessly includes the cutting edge 6 6 an die Förderwendel the conveying helix 4 4 an und bildet das vordere Ende des Erzeugnisses and forming the front end of the product 1 1 . ,
  • Das Erzeugnis the product 1 1 wurde durch Spritzgießen in einer modular aufgebauten Form hergestellt, die es ermöglicht, sowohl entlang der Erzeugnisachse was prepared by injection molding in a modular form, which makes it possible both along the axis of product 10 10 als auch radial hierzu die Zusammensetzung des Werkstoffes des Erzeugnisses and radially refer to the composition of the material of the product 1 1 wunschgemäß zu variieren. to vary as desired. Im Ausführungsbeispiel weist beispielsweise der Aufnahmeschaft In the exemplary embodiment, for example, the shank 2 2 sowohl entlang der Erzeugnisachse both along the axis of product 10 10 als auch radial hierzu keine wesentliche Variation der Werkstoffzusammensetzung auf. and radially thereto no significant variation of the material composition. Dagegen ist bereits bei der Förderwendel By contrast, even at the conveyor spiral 4 4 die Werkstoffzusammensetzung sowohl entlang der Erzeugnisachse the material composition of the product along both axis 10 10 als auch radial hierzu derart variiert, dass sich besonders gute Gebrauchseigenschaften des Erzeugnisses and radially thereto varies such that particularly good use properties of the product 1 1 ergeben, insbesondere eine hohe Genauigkeit der gebohrten Löcher und eine ausreichende Spanabfuhr oder Bohrmehlabfuhr. yield, in particular a high accuracy of the drilled holes, and sufficient chip removal or boring dust. Hierzu kann es beispielsweise vorteilhaft sein, für die Förderwendel For this example, it may be advantageous for the conveying helix 4 4 einen Kompositwerkstoff mit einem Anteil an keramischen Fasern zu verwenden, wobei der Faseranteil an der Oberfläche der Förderwendel erhöht sein kann. to use a composite material with a proportion of ceramic fibers, the fiber content may be increased at the surface of the conveying helix.
  • Die The 2 2 zeigt in vergrößerter Darstellung die Schneide shows an enlarged illustration of the cutting 6 6 des Erzeugnisses of the product 1 1 der the 1 1 . , Außerdem ist in der In addition, in the 2 2 die Schnittgeschwindigkeit v in Abhängigkeit des Abstandes r von der Erzeugnisachse the average velocity v as a function of the distance r from the axis of product 10 10 der Schneide the cutting edge 6 6 dargestellt. shown. Wie sich daraus entnehmen lässt, ist für r = 0, dh im zentrischen Punkt der Erzeugnisachse As can be inferred from this is for r = 0, ie, in the central point of the product axis 10 10 , die sich im wesentlichen aus der Rotation ergebende Schnittgeschwindigkeit minimal, insbesondere 0. Dagegen ist am äußeren Ende der Schneide , Extending substantially resulting from the rotation of the cutting speed minimally, in particular 0. In contrast, at the outer end of the cutting edge 6 6 bei r = R die Schnittgeschwindigkeit v maximal mit vmax. at r = R, the maximum cutting speed v with vmax.
  • Im Zentrum wird der Verschleiß des Erzeugnisses In the center of the wear of the product is 1 1 nicht durch die Schnittgeschwindigkeit hervorgerufen, sondern vorallem durch die auftretende Reibung, die auch durch Verkürzen der Querschneide auf ein Minimum bei sogenannten selbst zentrierenden Werkzeugen nicht ausgeschlossen werden kann. not caused by the cutting speed, but especially by the friction occurring that can not be excluded by shortening the cross-cutting to a minimum in so-called self-centering tools. Im Zentrum herrschen auch die höchsten spezifischen Drücke und aufgrund der minimalen Schnittgeschwindigkeit muss die Spitze der Schneide In the center of the highest specific pressures prevail, and due to the minimum average speed the tip of the blade must 6 6 praktisch durch das Werkstück hindurchgedrückt werden. practically be pushed through the workpiece.
  • An der Position r = R treten dagegen andere Belastungen auf. however, other strains occur at the position r = R. Linear zum Radius r steigt die Schnittgeschwindigkeit bis zum maximalen Wert am äußeren radialen Rand der Schneide Linear to the radius r of the cutting speed increases up to the maximum value at the outer radial edge of the cutting 6 6 . , Dort wird die Standzeit der Schneide There is the life of the cutting edge 6 6 oder deren Schneidkante in der Regel durch Verschleiß in Form von Kantenverrundung und daraus resultierender Abstumpfung begrenzt. or its cutting edge normally limited by wear in the form of edge rounding and the resulting truncation. An der radial äußeren Stelle treten auch die aufgrund der Bewegungsreibung hervorgerufenen höchsten Temperaturen auf. also caused due to the movement friction highest temperatures occur at the radially outer location. Insgesamt sind die Anforderungen an die Schneide Overall, the demands on the cutting edge 6 6 hinsichtlich Härte und Formtreue einerseits und Elastizität und Bruchsicherheit andererseits zwischen dem Zentrum bei r = 0 und dem äußeren Rand bei r = R unterschiedlich. in terms of hardness and dimensional stability on the one hand and elasticity and resistance to fracture the other hand, at r = 0 and the outer edge r = R different between the center. Erfindungsgemäß ist dementsprechend auch die Werkstoffzusammensetzung, insbesondere der Faseranteil an dem Kompositwerkstoff, in diesem Bereich sowohl entlang der Oberfläche der Schneide According to the invention, accordingly, also the material composition, in particular the fiber content of the composite material in this area, both along the surface of the cutting edge 6 6 , als vorzugsweise auch in das Volumen des Erzeugnisses As preferably also in the volume of the product 1 1 hinein unterschiedlich. into different.
  • Dabei kann nicht nur der Volumenanteil der Fasern variiert werden, sondern darüber hinaus kann es vorteilhaft sein, auch die geometrischen Abmessungen der Fasern und/oder den Werkstoff der Fasern ortsabhängig zu variieren. Not only is the volume fraction of the fibers may be varied, but in addition it may be advantageous to vary depending on the location and the geometric dimensions of the fibers and / or the material of the fibers. So können beispielsweise kurze Fasern aus einem Werkstoff mit hoher Härte zu einer hohen Oberflächengüte und -härte führen, wogegen an einer anderen Stelle des Erzeugnisses For example, short fibers of a material with high hardness lead to a high surface finish and hardness, while at another point of the product 1 1 verhältnismäßig lange Fasern verwendet werden können, die bei nicht ganz so hoher Härte eine Elastizität und damit eine hohe Bruchsicherheit des Erzeugnisses gewährleisten. relatively long fibers may be used to ensure an elasticity and a high resistance to breakage of the product with not quite as high hardness.
  • Die The 3 3 zeigt einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß hergestellten Erzeugnisses shows a section through a second embodiment of a product according to the invention 101 101 , bei dem es sich ebenfalls um einen Bohrer handelt. , Which is also is a drill. Dabei wurde ein vorgeformter, noch ungesinterter Kern It was a preformed still unsintered core 112 112 , beispielsweise ein Grünling, aus einem zähen Werkstoff oder einer solchen Werkstoffkombination mit einer Hülle , For example, a green sheet of a tough material, or of such a material combination with a sheath 114 114 umspritzt, die vergleichsweise hart ist, weil sie beispielsweise einen hohen Keramikanteil aufweist. molded, which is relatively hard, for instance because they have a high ceramic content. Dabei ergibt sich ein abrupter Übergang zwischen Kern This results in an abrupt transition between the core 112 112 und Hülle and sheath 114 114 hinsichtlich der Werkstoffzusammensetzung. in terms of material composition.
  • Der Kern the core 112 112 ist im Bereich der Förderwendel is in the range of the conveying helix 104 104 angeordnet und in seiner äußeren Form vorzugsweise der Außenform des Erzeugnisses and disposed in its outer shape, preferably, the outer shape of the product 101 101 weitgehend nachgebildet, insbesondere weist auch der Kern largely modeled, in particular also has the core 112 112 die Nachbildung einer Förderwendel a replica of a spiral conveyor 104a 104a und einer Schneide and a cutting 106a 106a auf. on. Dadurch ergeben sich in den relevanten Bereichen des Erzeugnisses This results in the relevant areas of the product 101 101 im Wesentlichen konstante Schichtdicken der Hülle substantially constant layer thickness of the shell 114 114 . ,
  • Die The 4 4 zeigt einen Schnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß hergestellten Erzeugnisses shows a section through a third embodiment of a product according to the invention 201 201 , bei dem es sich ebenfalls um einen Bohrer handelt. , Which is also is a drill. Dabei wurde an einem der Förderwendel It was on one of the conveyor spiral 204 204 gegenüberliegenden Ende des Schaftes the opposite end of the shaft 202 202 im Zentrum der Längsachse in the center of the longitudinal axis 210 210 an einer ersten Position at a first position 216 216 ein erster Werkstoff oder eine erste Werkstoffkombination eingespritzt und an einer vom Zentrum radial nach außen versetzten zweiten Position a first material or material combination, a first and injected at a radially offset from the center outward second position 218 218 ein zweiter Werkstoff oder eine zweite Werkstoffkombination eingespritzt. a second material or material combination, a second injected. Die ersten und zweiten Werkstoffe weisen einen unterschiedlichen Faseranteil und/oder Hartstoffanteil auf und vermischen sich in einem Übergangsbereich The first and second materials have a different fiber content and / or hard material percentage and mix in a transition area 220 220 miteinander, so dass sich gegenüber dem zweiten Ausführungsbeispiel der each other, so that compared with the second embodiment of the 3 3 ein kontinuierlicher Übergang der Werkstoffzusammensetzung ergibt. a continuous transition of the material composition is obtained. Außerdem ragt der gegenüber der Hülle In addition, protrudes opposite to the shell 214 214 zähe Kern tough core 212 212 bis in den Schaft up in the shaft 202 202 hinein. into it.
  • Sofern die Werkstoffzusammensetzung während des Einspritzens unverändert bleibt, ist die Änderung der Werkstoffzusammensetzung in radialer Richtung an unterschiedlichen axialen Positionen des Erzeugnisses Provided that the composition of the material remains unchanged during the injection, the change of the material composition in the radial direction at different axial positions of the product 201 201 entlang der Längsachse along the longitudinal axis 210 210 im wesentlichen gleichartig. substantially similar. Wird die Zusammensetzung des ersten und/oder zweiten Werkstoffes während des Einspritzens dagegen variiert, kann darüber hinaus gezielt Einfluss auf die Werkstoffzusammensetzung in radialer Richtung an unterschiedlichen axialen Positionen des Erzeugnisses If the composition of the first and / or second material during injection varies, however, may also selectively influence on the material composition in the radial direction at different axial positions of the product 201 201 genommen werden. be taken. Es können auch weitere Einspritzpositionen an weiteren radialen oder axialen Stellen vorgesehen sein. There may be provided at another radial or axial locations also injection positions.
  • Dabei kann es in Abhängigkeit der gewünschten Eigenschaften des Erzeugnisses It may, depending on the desired characteristics of the product 201 201 vorteilhaft sein, wenn zunächst an der zweiten Position be advantageous when initially at the second position 218 218 eingespritzt wird, und erst mit einer vorgebbaren Zeitverzögerung an der ersten Position is injected, and only after a predetermined time delay to the first position 216 216 eingespritzt wird. is injected. Dadurch ist beispielsweise gewährleistet, dass im Bereich der Schneide As a result, for example, ensures that in the region of the cutting edge 206 206 der Kern the core 212 212 vollständig von der harten Hülle completely from the hard shell 214 214 abgedeckt ist. is covered.
  • Die The 5 5 zeigt in einer vergrößerten Darstellung einen Schnitt durch einen Teil eines vierten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäß hergestellten Erzeugnisses shows an enlarged view of a section through a part of a fourth embodiment of a product according to the invention 301 301 zusammen mit der zugehörigen Spritzdüse together with the associated spray 322 322 . , In diesem Ausführungsbeispiel findet bereits außerhalb der Spritzform eine Vermischung der über die erste Position In this embodiment, a mixture of the above, the first position already takes place outside the mold 316 316 eingespritzten ersten Werkstoffkombination injected first material combination 324 324 statt, ebenso wie eine Vermischung der über die zweite Position instead, as well as a mixture of the above said second position 318 318 eingespritzten zweiten Werkstoffkombination injected second material combination 326 326 statt, wobei die erste und zweite Werkstoffkombinationen instead, wherein the first and second combinations of materials 324 324 , . 326 326 unterschiedliche Faser- und/oder Hartstoffanteile aufweisen. have different fiber and / or hard material shares.
  • Der Kern the core 312 312 kann beispielsweise weniger als 40 % Hartstoffanteile aufweisen und einen vergleichsweise hohen Anteil an zähen Werkstoffen wie beispielsweise Eisen, Kobalt oder auch Faseranteile. may, for example less than 40% hard material and interests having a comparatively high proportion of ductile materials such as iron, cobalt or fiber components. Die Hülle The case 314 314 dagegen weist beispielsweise einen Anteil von 60 bis 90 % an Hartstoffen auf und einen Faseranteil von 10 bis 40 Vol.%. on the other hand, for example, has a proportion of 60 to 90% of hard materials, and a fiber content of 10 to 40 vol.%.
  • Die The 6 6 zeigt einen Schnitt durch ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß hergestellten Erzeugnisses shows a section through a fifth embodiment of a product according to the invention 401 401 . , Dabei wurde als Kern It was as a core 412 412 ein erster Werkstoff oder eine erste Werkstoffkombination in eine Hülle a first material or first material combination in a sheath 428 428 eingefüllt, beispielsweise gespritzt, die aus einem Kunststoff bestehen kann. filled, for example injected, which may consist of a plastic. Dadurch kann die gewünschte Werkstoffzusammensetzung des Kerns This allows the desired material composition of the core 412 412 bereitgestellt werden. to be provided. In solchen vorgefertigten Hüllen In such cases prefabricated 428 428 können Kerne may cores 412 412 vorgefertigt und für die Weiterverarbeitung vorgehalten werden. are prefabricated and held for further processing. Der Kern the core 412 412 wird anschließend mit der Hülle is then reacted with the shell 414 414 umspritzt, die eine zweite Werkstoffkombination aufweist. molded, comprising a second material combination. Nach dem Aushärten wird in einem späteren Sinterschritt die Kunststoffhülle verascht und das Erzeugnis After curing, the plastic sheath is incinerated in a subsequent sintering step, and the product 401 401 weist die gewünschte Zusammensetzung und Verteilung des Werkstoffes oder der Werkstoffe auf, wobei sich ein abrupter Übergang zwischen Kern has the desired composition and distribution of the material or materials, whereby an abrupt transition between the core 112 112 und Hülle and sheath 114 114 hinsichtlich der Werkstoffzusammensetzung ergibt. results in terms of material composition.
  • In entsprechender Weise können anstelle von Bohrern auch andere Erzeugnisse hergestellt werden, beispielsweise Befestigungsmittel oder Verbindungselemente wie Dübel oder dergleichen. In a corresponding manner, other products can be prepared instead of drills, for example, fastening means or connecting elements such as dowels or the like. Insbesondere bei Dübeln ist dabei für viele Anwendungsfälle eine homogene Faserverteilung wünschenswert. Especially for anchors a homogeneous fiber distribution is desirable for many applications.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Erzeugnisses ( A method for producing a product ( 1 1 ) durch Urformen, wie beispielsweise Gießen, Spritzgießen oder dergleichen, mittels einer Form, dadurch gekennzeichnet , dass durch Einbringen unterschiedlicher Werkstoffe oder Werkstoffzusammensetzungen in die Form bereits das durch das Urformen hergestellte Erzeugnis ( ) By molding, such as casting, injection molding or the like using a mold, characterized in that the product obtained by the original forms already (by the introduction of different materials or material compositions in the form of 1 1 ) an vorgebbaren Positionen unterschiedliche Werkstoffe oder Werkstoffkombinationen aufweist. ) At predeterminable positions of different materials or material combinations.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugnis ( The method of claim 1, characterized in that the product ( 1 1 ) ein Werkzeug ist, insbesondere ein spanendes Werkzeug wie beispielsweise ein Bohrer oder Fräser. ) Is a tool, especially a cutting tool such as a drill or router.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bereits das durch das Urformen hergestellte Erzeugnis ( A method according to claim 2, characterized in that already the product obtained by the original forms ( 1 1 ) den Werkstoff oder die Werkstoffkombination aufweist, welche die spanende Oberfläche des Werkzeuges bildet. ) The material or combination of materials comprises forming the cutting surface of the tool.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugnis ( Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the product ( 1 1 ) mindestens einen Abschnitt aufweist, der eine Arbeitsoberfläche für die Anwendung des Erzeugnisses bildet, und dass sich der Werkstoff oder die Werkstoffkombination des Erzeugnisses entlang und/oder rechtwinklig zur Arbeitsoberfläche variiert. ) At least one portion which forms a working surface for the application of the product, and varied that the material or the material combination of the product along and / or perpendicular to the working surface.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil des Werkstoffes ein Kompositwerkstoff ist. A method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that at least part of the material is a composite material.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil des Werkstoffes Fasern aufweist. A method according to claim 5, characterized in that at least part of the material comprises fibers.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern mindestens einen Anteil aus einem nichteisenmetallischen, amorphen oder keramischen Werkstoff aufweisen, insbesondere mindestens einen Anteil aus einem hochtemperaturfesten keramischen Werkstoff aufweisen. A method according to claim 6, characterized in that the fibers have at least a portion of a non-ferrous metal, amorphous or ceramic material, in particular have at least one component from a high temperature resistant ceramic material.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern eine von der Zylinderform abweichende Form aufweisen. A method according to claim 6 or 7, characterized in that the fibers have a different shape from the cylindrical shape.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Fasern bezogen auf das Erzeugnis ( Method according to one of claims 6 to 8, characterized in that the proportion of the fibers relative (on the product 1 1 ) mindestens 40 Gew.% beträgt, insbesondere mindestens 60 Gew.%, und vorzugsweise zwischen 80 und 97 Gew.%. ) At least 40 wt.% Is, in particular at least 60 wt.%, And preferably 80-97 wt.%.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugnis ( Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the product ( 1 1 ) nach dem Urformen verdichtet wird, insbesondere durch Explosionsverdichten oder durch hydrostatischen Druck. ) Is compressed after the primary forming, in particular by explosion compacting or by hydrostatic pressure.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugnis ( Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the product ( 1 1 ) nach dem Urformen gesintert wird. ) Is sintered after the primary forming.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Oberfläche des Erzeugnisses ( Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that at least part of the surface of the product ( 1 1 ) abschließend formgebend bearbeitet wird, insbesondere eine Schneide eines hergestellten Werkzeuges abschließend formgebend bearbeitet wird. ) Is machined final shaping, in particular a cutting edge of a tool manufactured is machined final shaping.
  13. Erzeugnis ( article ( 1 1 ), das durch Urformen, wie beispielsweise Gießen, Spritzgießen oder dergleichen, mittels einer Form hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass bereits das durch das Urformen hergestellte Erzeugnis ( ), Which is produced by primary forming, such as casting, injection molding or the like using a mold, characterized in that already the product obtained by the original forms ( 1 1 ) an vorgebbaren Positionen unterschiedliche Werkstoffe oder Werkstoffkombinationen aufweist durch Einbringen unterschiedlicher Werkstoffe oder Werkstoffzusammensetzungen in die Form. ) At predeterminable positions of different materials or material combinations comprising by introducing different materials or material compositions in the mold.
  14. Erzeugnis ( article ( 1 1 ) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugnis ( ) According to claim 13, characterized in that the product ( 1 1 ) ein Einlegeteil aufweist. ) Comprises an inlay part.
  15. Erzeugnis ( article ( 1 1 ) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil ein Sensor und/oder ein Aktuator ist. ) According to claim 14, characterized in that the insert part is a sensor and / or an actuator.
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