DE102005016402B4

DE102005016402B4 - Verfahren zur Herstellung eines ein Bauteil integrierenden Gussbauteils und Gussbauteil

Info

Publication number: DE102005016402B4
Application number: DE102005016402A
Authority: DE
Inventors: Robert F. Singer; Volker Bräutigam; Carolin KÖRNER
Original assignee: Friedrich Alexander Univeritaet Erlangen Nuernberg FAU
Current assignee: Friedrich Alexander Univeritaet Erlangen Nuernberg FAU
Priority date: 2005-04-08
Filing date: 2005-04-08
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2025-04-09
Also published as: DE102005016402A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines ein Bauteil (5), welches ein Aktuator und/oder Sensor ist, integrierenden Gussbauteils mit folgenden Schritten:
Umgeben des Bauteils (5) mit einem permeablen Mantelmaterial (4),
Anordnen des Bauteils (5) an einem vorgegebenen Ort in einer Form (1),
Schließen der Form (1), so dass das Bauteil (5) in seiner Lage in der Form (1) fixiert wird, indem es klemmend im Mantelmaterial (4) gehalten wird,
Einspritzen eines zumindest teilweise flüssigen Materials (9) in die Form (1), wobei das Bauteil (5) zumindest abschnittsweise formschlüssig mit dem Material (9) umspritzt wird, wobei das Mantelmaterial (4) vom Material (9) infiltriert wird, und
Abkühlen des Materials (9) bis Formstabilität erreicht ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines ein Bauteil integrierenden Gussbauteils sowie ein Gussbauteil.
Nach dem Stand der Technik ist beispielsweise aus der E. Brunhuber: Praxis der Druckgussfertigung, Verlag Schiele & Schön, Berlin 1991, Seite 355 bis 366 bekannt, Einlegeteile, beispielsweise Gewindestifte oder dgl. in eine Druckgussform einzulegen, zu sichern und anschließend zu umspritzen. Das bekannte Verfahren erfordert das Vorsehen von Fixierstiften oder dgl. zum Sichern der in die Form eingelegten Einlegeteile. Abgesehen davon ist das bekannte Verfahren nur zum Umspritzen von Einlegeteilen geeignet, die den beim Einschießen der Schmelze im Druckgussverfahren auftretenden erheblichen Kräften standhalten. Zum Umspritzen oftmals extrem dünnwandig ausgebildeter, leicht zerbrechlicher Bauteile eignet sich das herkömmliche Verfahren nicht.
Aus F. Heinrich, C. Körner, R. F. Singer: Encasing by Casting, in H.-P- Degischer, B. Kriszt (Eds.): Handbook of Cellular Metals, Wiley-VCH, München 2002, Seiten 103 bis 113 ist ein Verfahren zum Umspritzen eines aus einem Metallschaum hergestellten Formkerns bekannt. Um einen Kollaps der Schaumstruktur zu vermeiden, wird dort vorgeschlagen, zur Vermeidung der Ausbildung einer Druckspitze den Kolbenvorschub am Ende der Formfüllung zu verzögern. Auch damit können die beim Füllen der Form auftretenden extremen Strömungsgeschwindigkeiten der Schmelze und die dadurch auf Einlegeteile ausgeüb ten Kräfte nicht vollständig vermieden werden. Das bekannte Verfahren eignet sich nicht zum Umspritzen von bruchempfindlichen Bauteilen.
Aus der WO 96/36450 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Metallverbundwerkstoffs bekannt. Dabei wird ein elektrisch isolierendes Substrat in eine Gusskammer eingebracht, die Gusskammer anschließend evakuiert und dann mit flüssigem Metall gefüllt. Zur Herstellung einer elektrischen Isolierung zwischen dem Substrat und dem erstarrten Metall wird ein Teil des erstarrten Metalls entfernt. Das vorgeschlagene Verfahren ist kosten- und zeitaufwändig.
Die DE 198 59 098 C1 betrifft eine Zylinderlaufbuchse aus Grauguss zum Eingießen in einen aus Leichtmetallguss bestehenden Motorblock eines Verbrennungsmotors. Zur Verstärkung der Anbindung des Graugusses an den Leichtmetallguss ist die Zylinderlaufbuchse mit einem hülsenförmigen Drahtgitter ummantel.
Aus der DE 197 04 357 A1 ist ein Verbundbauteil bekannt. Das Verbundbauteil weist ein Nicht-Metallelement und ein weiteres aus Metall oder Nicht-Metall gebildetes Element auf. Die beiden Elemente werden in einem Gießverfahren durch ein Verbindungsmaterial miteinander verbunden.
Die DE 2 255 792 A1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Triebwerksgehäuses. Dabei werden in keramische Formteile metallische Verstärkungsglieder zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften eingegossen.
Aus der DE 102 12 794 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugtürgriffs mit einer elektronischen Kompo nente bekannt. Die elektronische Komponente wird von einem Mantelmaterial umgeben, in einer Spritzgussform angeordnet und zumindest teilumfänglich mit Kunststoff umspritzt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere ein möglichst einfach und kostengünstig durchführbares Verfahren zur Herstellung eines ein Bauteil integrierenden Gussbauteils angegeben werden. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines ein Bauteil integrierenden Gussbauteils.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 18 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 17 und 19 bis 32.
Nach Maßgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines ein Bauteil integrierenden Gussbauteils mit folgenden Schritten vorgesehen:
Umgeben des Bauteils mit einem permeablen Mantelmaterial,
Anordnen des Bauteils an einem vorgegebenen Ort in einer Form,
Schließen der Form, so dass das Bauteil in seiner Lage in der Form fixiert wird, indem es klemmend im Mantelmaterial gehalten wird,
Einspritzen eines zumindest teilweise flüssigen Materials in die Form, wobei das Bauteil zumindest abschnittsweise formschlüssig mit dem Material umspritzt wird, wobei das Mantelmaterial vom Material infiltriert wird, und
Abkühlen des Materials bis Formstabilität erreicht ist.
Mit dem vorgeschlagenen Verfahren kann unter Verwendung herkömmlicher Gusstechniken in einfacher und kostengünstiger Weise ein Gussbauteil hergestellt werden, in das ein, insbesondere aktives, Bauteil integriert ist. Das vorgeschlagene Verfahren hat insbesondere den Vorteil, dass damit auch empfindliche, insbesondere leicht zerbrechliche, Bauteile mittels Gießverfahren zerstörungsfrei eingegossen werden können. Das wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein einfaches Umgeben bzw. Ummanteln des Bauteils mit einem für das zumindest teilweise flüssige Material durchlässigen bzw. permeablen Material erreicht. Überraschenderweise hat es sich herausgestellt, dass eine solche Ummantelung ausreichend ist, um die beim Einspritzen des zumindest teilweise flüssigen Materials in die Form auftretenden erheblichen Kräfte soweit zu dämpfen, dass das Bauteil nicht zerbricht. Indem das zur Ummantelung verwendete Material permeabel ist, wird ein formschlüssiger Kontakt des in die Form eingegossenen, zumindest teilweise flüssigen Materials mit dem Bauteil gewährleistet. Ein nach dem vorgeschlagenen Verfahren hergestellter Verbundwerkstoff weist somit keine Lunker oder ähnlichen Fehler auf, welche dessen Eigenschaften negativ beeinflussen.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird als Mantelmaterial ein für das flüssige Material durchlässiges Gewebe, Gewirk, Gitter, Vlies, eine Wicklung oder dgl. verwendet. Das Mantelmaterial ist von seiner Struktur her zweckmäßigerweise so ausgestaltet, dass es unter den im Gießverfahren jeweils verwendeten Parametern, insbesondere Druck, Temperatur, Viskosität des flüssigen Materials, Zeitdauer der Formfüllung und dgl. vollständig infiltrierbar ist. Das Mantelmaterial kann aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium oder Magnesium, Kunststoff, Glas oder Keramik hergestellt sein. Insbesondere geeignet sind aus den vorgenannten Materialien hergestellte Gitter, insbesondere Aluminiumgitter, Gewebe, Gewirke oder Vliese. Die Gewebe, Gewirke oder Vliese können insbesondere aus Glasfasern, Mineralfasern, Carbonfasern oder Aramidfasern hergestellt sein.
Nach einer weiteren Ausgestaltung wird das Bauteil vor dem Umgeben mit dem Mantelmaterial mit einem elektrisch isolierenden Isolationsmaterial ummantelt. Als Isolationsmaterial kann ein Kunststoff, eine Keramik, ein Glas oder ein aus mehreren der vorgenannten Werkstoffe hergestelltes Komposit verwendet werden.
Überraschenderweise eignet sich insbesondere auch Kunststoff zur Herstellung des Mantelmaterials, insbesondere aber zur Herstellung des Isoliermaterials. Versuche haben gezeigt, dass Kunststoffe auch beim Vergießen von Metallschmelzen im Druckgussverfahren nicht zerstört werden. Als geeignet haben sich Duromere und Thermoplaste, insbesondere Polyimide, PEEK und Fluoropolymere. Besonders geeignet sind Kunststoffe, die, insbesondere im ungefüllten oder verstärkten Zustand, eine Wärmeformbeständigkeitstemperatur von zumindest 100°C aufweisen. Kunststoffe mit den vorgenannten Eigenschaften halten den bei Gießverfahren in der Form herrschenden Druck- und Temperaturbedingungen stand. Die Verwendung von Kunststoffen ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Realisierung insbesondere einer elektrischen Isolierung des zu integrierenden Bauteils.
Nach weiterer Maßgabe der Erfindung ist das Bauteil ein Aktuator und/oder Sensor. Bei dem Sensor kann es sich um einen piezoelektrischen Sensor, einen Sensor zur Erfassung einer Formänderung, Temperatursensor, Drucksensor, thermoelektrischer Sensor, Ultraschallsensor oder einen Sensor auf der Basis von Formgedächtnislegierungen oder magnetostriktiven Materialien handeln. Bei dem Aktuator kann es sich um einen piezoelektrischen Aktuator, einen Ultraschallaktuator, oder einen Aktuator auf der Basis von Formgedächtnislegierungen oder magnetostriktiven Materialien handeln. Der Sensor und/oder Aktuator kann aus einem aus Fasern- oder einem Schichtverbund gebildeten oder aus einem monolithischen Material, insbesondere einem keramischen Material, hergestellt sein. Das Material kann aus einer Vielzahl keramischer Plättchen oder aus einer keramischen Folie gebildet sein. Mittels piezoelektrischer Aktuatoren ist es beispielsweise möglich, das Gussbauteil in Schwingungen zu versetzen. Damit kann beispielsweise eine Resonanzfrequenz des Gussbauteils kompensiert werden. Mittels piezoelektrischer Sensoren oder Sensoren zur Erfassung einer Formänderung, beispielsweise Biegesensoren und dgl., kann eine Formänderung oder ein Schwingungszustand des Gussbauteils erfasst werden. Mittels thermoelektrischer Aktuatoren, beispielsweise einem Peltierelement, kann eine Temperatur des Gussbauteils beeinflusst werden. Daneben ist es auch denkbar, Baugruppen, integrierte Schaltkreise oder dgl. gemeinsam mit dem Bauteil in das Gussbauteil zu integrieren. Das ermöglicht beispielsweise unmittelbar das Abgreifen digitalisierter Messwerte oder eine Ansteuerung des Bauteils mittels digitalisierter Befehle oder die Integration selbstregelnder Sensor- und/oder Aktuatorsysteme.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Gussbauteil nach einem der vorliegenden Verfahren hergestellt: Druckgussverfahren, Spritzgussverfahren, Thixogussverfahren, insbesondere Thixomolding- oder Rheomolding-Verfahren, Kokillengussverfahren, Schleudergussverfahren sowie andere Gießverfahren mit metallischer Dauerform. Die vorgenannten Verfahren sind nach dem Stand der Technik bekannt. Sie werden gut beherrscht. Deren Anwendung bedarf keines zusätzlichen Forschungs- oder Entwicklungsaufwands. Ein unter Verwendung der vorgenannten Verfahren hergestelltes Gussbauteil lässt sich mit einem darin integrierten Bauteil einfach und kostengünstig herstellen.
Bei der Flüssigkeit kann es sich um flüssiges Metall, vorzugsweise Aluminium, Magnesium, Zink oder Legierungen davon, oder einen Kunststoff, handeln. Als Kunststoff kommt insbesondere ein thermoplastischer Kunststoff in Betracht.
Nach weiterer Maßgabe der Erfindung ist ein Gussbauteil vorgesehen, mit einem darin durch zumindest abschnittsweises Umspritzen integrierten Bauteil, wobei das Bauteil in einem das Bauteil umgebenden Mantelmaterial klemmend gehalten ist, wobei das Mantelmaterial mit einem das Gussbauteil bildenden Material infiltriert ist, und wobei das Bauteil ein Aktuator und/oder Sensor ist.
Hinsichtlich der vorteilhaften Ausgestaltungen wird auf die zum Verfahren beschriebenen Merkmale verwiesen, die sinngemäß auch Ausgestaltungsmerkmale des Gussbauteils bilden können.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Draufsicht auf eine geöffnete Form mit einem darin aufgenommenen Bauteil,
2 eine erste schematische Querschnittsansicht durch ein in einer Form aufgenommenes Bauteil,
3 eine zweite schematische Querschnittsansicht durch ein in einer Form aufgenommenes Bauteil,
4 eine auflichtmikroskopische Ansicht eines erfindungsgemäßen Gussbauteils und
5 eine auflichtmikroskopische Ansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Gussbauteils.
In 1 ragen aus einer Kavität einer Form 1 zwei Fixierstifte 2. Ein Anguss der Form 1 ist mit dem Bezugszeichen 3 angedeutet. Die Fixierstifte 2 halten ein aus Metall, beispielsweise Aluminium oder Magnesium, hergestelltes Drahtgewebe 4. Das Drahtgewebe 4 umgibt ein Bauteil 5, das beispielsweise aus einem piezoelektrischen Material, wie PZT, hergestellt ist.
Wie insbesondere aus den 2 und 3 ersichtlich ist, ist das Bauteil 5 über eine Vielzahl von voneinander beabstandeten punkt- oder linienartig ausgebildeten Berührungsstellen im Drahtgewebe 4 aufgenommen. Eine Maschenweite des Drahtgewebes 4 ist so gewählt, dass z. B. eine Metall- oder Kunststoffschmelze das Drahtgewebe 4 durchdringen kann.
Die in 1 zur Lagefixierung des Drahtgewebes 4 vorgesehenen Fixierstifte 2 können auch weggelassen werden. Wie insbe sondere aus den 2 und 3 ersichtlich ist, kann das Bauteil 5 in seiner Lage auch durch das Drahtgewebe 4 in der Form 1 fixiert werden, indem es klemmend im Drahtgewebe 4 gehalten wird. Dabei können auf einer Seite des Bauteils 5 auch mehrere Lagen des Drahtgewebes 4 und auf der anderen Seite des Bauteils 5 beispielsweise lediglich eine Lage des Drahtgewebes 4 vorgesehen sein. Damit kann auf einfache Weise erreicht werden, dass das Bauteil 5 nicht in der Mitte des Gussbauteils, sondern in der Nähe einer der beiden Oberflächen des Gussbauteils gehalten wird. Ein Abstand a des Bauteils 5 von der einen Oberfläche des Gussbauteils ist in diesem Fall größer als ein weiterer Abstand b des Gussbauteils von der gegenüberliegenden Oberfläche.
In 2 und 3 ist weiter ersichtlich, dass das Bauteil 5 an seinen gegenüberliegenden Seiten mit Elektroden 6 versehen ist, die beispielsweise aus einer Silberlegierung hergestellt sein können. Von den Elektroden 6 führen mit einem (hier nicht gezeigten) Isoliermaterial ummantelte Drähte 7 aus der Form 1 heraus. Die Drähte 7 können in dem Drahtgewebe 4 geführt und dort fixiert sein. Das Drahtgewebe 4 kann sich zweckmäßigerweise bis zu einer Naht (hier nicht gezeigt) der Form 1 erstrecken, an welcher die Formhälften aufeinander liegen. Die Drähte 7 können im Bereich der Naht aus der Form 1 herausgeführt werden.
Das Bauteil 5 mit den daran vorgesehenen Elektroden 6 ist von einer elektrischen Isolationsschicht 8 umgeben. Die elektrische Isolationsschicht 8 kann aus einem Glas, einem keramischen Schlicker oder aus einem Kunststoff hergestellt sein. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass sich zur Herstellung der Isolationsschicht 8 Kunststoffe, wie Polyimide oder PEEK, eignen. Derartige Kunststoffe werden auch bei ei nem Umspritzen des Bauteils 5 mit flüssigem Aluminium im Druckgussverfahren nicht zerstört.
4 zeigt eine auflichtmikroskopische Ansicht einer Querschnittsfläche durch ein erfindungsgemäßes Gussbauteil. Das Gussbauteil besteht aus einem im flüssigen Zustand in einer Form eingeschossenen Material 9, hier Aluminium, welches formschlüssig das aus PZT gebildete Bauteil 5 umgibt. Wie aus 4 ersichtlich ist, weist das Bauteil 5 hier eine Dicke von lediglich 250 μm auf. Ferner sind die mit dem Bezugszeichen 4 bezeichneten in das Material 9 eingegossenen Bestandteile des Drahtgewebes 4 erkennbar. Bei dem in 4 gezeigten Gussbauteil sind auf der einen Seite des Bauteils 5 eine Lage und auf der anderen Seite zwei Lagen des Drahtgewebes 4 zum Ummanteln des Bauteils 5 verwendet worden.
Anstelle des in den Fig. gezeigten Drahtgewebes 4 können selbstverständlich auch andere flexible und permeable Mantelmaterialien verwendet werden, welche ähnlich wie das Drahtgewebe 4 das Bauteil 5 mit einer Vielzahl von Punkt- oder linienartigen Berührungsstellen abstützen und damit die beim Einspritzen des flüssigen Materials 9 auf das Bauteil 5 ausgeübten Kräfte wirksam dämpfen. Insoweit können auch aus Glas, Kunststoffe, insbesondere Polyimide, Keramik- oder Mineralfasern, hergestellte Gewebe, Gewirke oder Vliese verwendet werden. Deren Maschenweite ist so zu wählen, dass beim jeweils verwendeten Verfahren eine vollständige Permeabilität mit dem zum Vergießen des Bauteils 5 verwendeten Material gewährleistet ist.
5 zeigt eine auflichtmikroskopische Ansicht einer Querschnittsfläche durch ein weiteres erfindungsgemäßes Gussbauteil. Das Gussbauteil besteht – ähnlich wie in 4 – aus einer aus Aluminium 9 hergestellten Matrix. Mit 5 ist wiederum ein Bauteil bezeichnet, welches hier aus PZT hergestellt ist. Das Bauteil 5 ist von der Matrix getrennt durch eine aus einem Kunststoff hergestellte elektrische Isolationsschicht 8, welche hier aus Polyetherimid gebildet ist.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein Bauteil 5 insbesondere mit Metallschmelzen, insbesondere Aluminium- oder Kunststoffschmelzen, vergossen werden.
Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Gussbauteils wird das Bauteil 5 zunächst mit dem Drahtgewebe 4 ummantelt. Das Drahtgewebe 4 kann auch ein vorgefertigtes Teil sein, welches Taschen zum Einstecken eines oder auch mehrerer Bauteile 5 aufweist. Die vom Bauteil 5 wegführenden Drähte 7 sind zweckmäßigerweise innerhalb des Drahtgewebes 4 zum Rand der Form 1 geführt.
Es kann ferner eine das Drahtgewebe 4 bzw. allgemein das Mantelmaterial umfassende Montageeinheit vorgesehen sein, in welcher der Bauteil 5 aufgenommen ist. In diesem Fall ist es lediglich noch erforderlich, eine solche Montageeinheit in die Form 1 einzulegen, die Drähte 7 an einer vorgegebenen Naht oder einer anderen geeigneten Stelle aus der Form 1 herauszuführen und dann die Form 1 zu schließen. Anschließend kann im herkömmlichen Gießverfahren flüssiges Metall in die Form 1 geschossen werden. Auf diese Weise kann einfach, schnell und kostengünstig ein Gussbauteil mit einem darin integrierten Bauteil 5 hergestellt werden.
Anstelle des hier beispielhaft anhand einer Piezokeramik erläuterten Bauteils 5 können selbstverständlich auch andere Bauteile, Aktuatoren oder Sensoren in ein Gussbauteil inte griert werden. Abgesehen davon ist es möglich, auch integrierte Schaltungen oder andere zur Ansteuerung des Bauteils 5 geeignete Baugruppen zusammen mit dem Bauteil 5 in das Mantelmaterial 9 aufzunehmen und anschließend im herkömmlichen Druckgussverfahren zu umspritzen.
Das Bauteil 5 kann von einer aus Kunststoff hergestellten Schicht ummantelt sein. Es kann anschließend mit dem Drahtgewebe 4 zusätzlich ummantelt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass aus Kunststoff hergestellte Körper, beispielsweise Geflechte, Fasern, Kugeln oder dgl. oder andere mit Kunststoff ummantelte Körper, beispielsweise Drähte 7, Bauteile 5 und dgl., durch die beim Druckguss mit flüssigem Metall auftretenden Temperaturen und Drücke nicht beschädigt werden. Ein weiterer allgemeiner Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf eine neue Klasse von Werkstoffen gerichtet, die aus in einem Gussverfahren, insbesondere im Druckgussverfahren, mit einem Metall umspritzten Kunststoffen oder mit Kunststoff beschichteten Körpern bestehen. Dabei sind die Kunststoffe so auszuwählen, dass sie durch die beim Gießverfahren auftretenden Temperaturen und Drücke in ihrer Struktur im Wesentlichen unbeeinflusst, d. h. erhalten, bleiben. Beispielsweise können Duromere oder Thermoplaste, insbesondere Polyimide, PEEK, Fluoropolymere oder Kunststoffe, die im ungefüllten oder verstärkten Zustand eine Wärmeformbeständigkeitstemperatur von zumindest 100°C aufweisen, mit Aluminium oder Magnesium im Druckgussverfahren umspritzt werden. Damit ist es beispielsweise möglich, aus derartigen Kunststoffen hergestellte Strukturen in das Gussbauteil zu integrieren. In einem weiteren Verfahrensschritt können die Kunststoffe dann aus dem Gussbauteil, beispielsweise durch Ausheizen, entfernt und damit komplexe Geometrien im Druckgussverfahren hergestellt werden. Die Anmelderin behält sich vor, auf den vorstehend offenbarten allgemeinen Gedanken der vorliegenden Erfindung einen oder mehrere Teilanmeldungen einzureichen.

1: Form
2: Fixierstift
3: Anguss
4: Drahtgewebe
5: Bauteil
6: Elektrode
7: Draht
8: Isolationsschicht
9: Material
a: Abstand
b: weiterer Abstand

Claims

Verfahren zur Herstellung eines ein Bauteil (5), welches ein Aktuator und/oder Sensor ist, integrierenden Gussbauteils mit folgenden Schritten: Umgeben des Bauteils (5) mit einem permeablen Mantelmaterial (4), Anordnen des Bauteils (5) an einem vorgegebenen Ort in einer Form (1), Schließen der Form (1), so dass das Bauteil (5) in seiner Lage in der Form (1) fixiert wird, indem es klemmend im Mantelmaterial (4) gehalten wird, Einspritzen eines zumindest teilweise flüssigen Materials (9) in die Form (1), wobei das Bauteil (5) zumindest abschnittsweise formschlüssig mit dem Material (9) umspritzt wird, wobei das Mantelmaterial (4) vom Material (9) infiltriert wird, und Abkühlen des Materials (9) bis Formstabilität erreicht ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei als Mantelmaterial (4) ein für das flüssige Material (9) durchlässiges Gewebe, Gewirk, Gitter, Vlies oder eine Wicklung verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mantelmaterial (4) aus Metall, Kunststoff, Glas oder Keramik hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Metall Aluminium oder Magnesium ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bauteil (5) vor dem Umgeben mit dem Mantelmaterial (4) mit einem elektrisch isolierenden Isolationsmaterial (8) ummantelt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei als Isolationsmaterial (8) ein Kunststoff, ein Glas, eine Keramik oder ein aus mehreren der vorgenannten Werkstoffe hergestelltes Komposit verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 6, wobei der Kunststoff aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: Duromere, Thermoplaste, PEEK, Fluoropolymere.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Thermoplast ein Polyimid ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 6 bis 8, wobei der Kunststoff eine Wärmeformbeständigkeitstemperatur von zumindest 100°C aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Aktuator und/oder Sensor aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: piezoelektrischer Sensor, Sensor zur Erfassung einer Formänderung, Temperatursensor, Drucksensor, thermoelektrischer Sensor, Ultraschallsensor, Sensor auf der Basis von Formgedächtnislegierungen oder magnetostriktiven Materialien, piezoelektrischer Aktuator, Ultraschallaktuator, Aktuator auf der Basis von Formgedächtnislegierungen oder magnetostriktiven Materialien.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gussbauteil nach einem der folgenden Verfahren hergestellt wird: Druckgussverfahren, Spritzgussverfahren, Thixogussverfahren, Kokillengussverfahren, Schleudergussverfahren sowie Gießverfahren mit metallischer Dauerform.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Thixogussverfahren ein Thixomolding- oder Rheomolding-Verfahren ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das flüssige Material (9) aus einem Metall oder einem Kunststoff hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Metall Aluminium, Magnesium, Zink oder eine Legierung davon ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Kunststoff ein Thermoplast, PEEK, PES oder PC ist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Thermoplast ein Polyimid ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei als Mantelmaterial (4) ein aus Aluminium, Magnesium oder Stahl hergestelltes Gewebe mit einer Maschenweite von 1,0 bis 3,0 mm und einem Drahtdurchmesser von 0,1 bis 2,0 mm verwendet wird.
Gussbauteil mit einem darin durch zumindest abschnittsweises Umspritzen integrierten Bauteil (5), wobei das Bauteil (5) in einem das Bauteil (5) umgebenden Mantelmaterial (4) klemmend gehalten ist, wobei das Mantelmaterial (4) mit einem das Gussbauteil bildenden Material (9) infiltriert ist, und wobei das Bauteil (5) ein Aktuator und/oder Sensor ist.
Gussbauteil nach Anspruch 18, wobei das Mantelmaterial (4) ein für das Material im flüssigen Zustand durchlässiges Gewebe, Gewirk, Gitter, Vlies oder eine Wicklung ist.
Gussbauteil nach Anspruch 18 oder 19, wobei das Mantelmaterial (4) aus Metall, Kunststoff, Glas oder Keramik gebildet ist.
Gussbauteil nach Anspruch 20, wobei das Metall Aluminium oder Magnesium ist.
Gussbauteil nach einem der Ansprüche 18 bis 21, wobei das Bauteil (5) mit einem elektrisch isolierenden Isolationsmaterial (8) ummantelt ist.
Gussbauteil nach Anspruch 22, wobei das Isolationsmaterial (8) aus einem Kunststoff, Glas, einer Keramik oder einem aus mehreren der vorgenannten Werkstoffe hergestellten Komposit gebildet ist.
Gussbauteil nach Anspruch 20 oder 23, wobei der Kunststoff ein Duromer oder Thermoplast, PEEK oder Fluoropolymer, ist.
Gussbauteil nach Anspruch 24, wobei der Thermoplast ein Polyimid ist.
Gussbauteil nach einem der Ansprüche 20 oder 23 bis 25, wobei der Kunststoff eine Wärmeformbeständigkeitstemperatur von zumindest 100°C aufweist.
Gussbauteil nach einem der Ansprüche 18 bis 26, wobei der Aktuator und/oder Sensor ein piezoelektrischer Sensor, Sensor zur Erfassung einer Formänderung, Temperatursensor, Drucksensor, thermoelektrischer Sensor, Ultraschallsensor, Sensor auf der Basis von Formgedächtnislegierungen oder magnetostriktiven Materialien, piezoelektrischer Aktuator, Ultraschallaktuator, Aktuator auf der Basis von Formgedächtnislegierungen oder magnetostriktiven Materialien ist.
Gussbauteil nach einem der Ansprüche 18 bis 27, wobei das Material (9) aus einem Metall oder einem Kunststoff gebildet ist.
Gussbauteil nach Anspruch 28, wobei das Metall Aluminium, Magnesium, Zink oder eine Legierung davon ist.
Gussbauteil nach Anspruch 28, wobei der Kunststoff ein Duromer oder Thermoplast, PEEK oder Fluoropolymer ist.
Gussbauteil nach Anspruch 30, wobei der Thermoplast ein Polyimid ist.
Gussbauteil nach Anspruch 18, wobei das Mantelmaterial (4) ein aus Aluminium, Magnesium oder Stahl hergestelltes Gewebe mit einer Maschenweite von 1,0 bis 3,0 mm und einem Drahtdurchmesser von 0,1 bis 2,0 mm ist.