DE102007030096A1

DE102007030096A1 - Verfahren zur Gestaltung von Gussformen

Info

Publication number: DE102007030096A1
Application number: DE102007030096A
Authority: DE
Inventors: Ronald Scott Bunker; Canan Uslu Hardwicke
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2006-06-28
Filing date: 2007-06-28
Publication date: 2008-01-03
Also published as: CN101096048B; US20080000611A1; RU2456116C2; RU2007124269A; CN101096048A; JP2008006502A

Abstract

Hierin werden Verfahren zur Gestaltung von Gussformen (8, 10) offenbart. In einer Ausführungsform ein Verfahren zur Gestaltung einer Form (8, 10) mit einer Formnestoberfläche (24), die Gestaltung der Oberflächenstrukturen auf der Formnestoberfläche (24), wobei die Oberflächenstrukturen durch eine Mischung (26) gebildet sind, und die Wärmebehandlung der Mischung (26). In einer anderen Ausführungsform wird ein Gegenstand offenbart.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Offenbarung betrifft allgemein das Gießen und im Besonderen die Fertigung von Formen, die bei Gießvorgängen verwendet werden.
HINTERGRUND
Zur Gestaltung von Gegenständen werden weithin Gießprozesse genutzt. Im Allgemeinen können Gießprozesse als irgendein Prozess beschrieben werden, bei dem ein fließfähiges Material in eine Form eingeleitet wird, wobei es in ihr erstarrt und dann in fester Form entnommen wird. Beispiele für Gießprozesse sind Präzisionsgießen, Schlickergießen, Gelgießen, Sandgießen, Gipsgießen, Matrizengießen, Spritzgießen, Schlickergießen, Pulverpressen (Kompaktierung), Reaktions-Formgebung, Kolloidal-Formgebung, kalt-isostatisches Pressen, heiß-isostatisches Pressen usw. Jedoch wird das Präzisionsgießen besonders umfangreich angewendet, weil das Feingießen die Bildung von Gussartikeln mit größerem Detail erlaubt, als es durch andere Gießprozesse erreichbar ist und weil es die effiziente Herstellung von Gussformen erlaubt.
Der Präzisionsguss-Prozess beginnt mit der Fertigung eines Opfer-Wachsmusters, das eine ähnliche geometrische Form wie das gewünschte Gussteil aufweist. Die Muster werden normalerweise aus Präzisions-Gusswachs gemacht, welches in eine Metallform über einen Wachsspritzguss-Prozess injiziert wird. Nachdem das Wachsmuster gefertigt ist, wird es mit anderen Wachskomponenten zusammengesetzt, um ein An- und Abstich-System zu bilden, durch welches das Gussmaterial fließen wird. Die gesamte Wachsanordnung wird dann in einen keramischen Brei getaucht, mit einem Sandstuck bedeckt und dem Trocknen überlassen. Der Tauch- und Stuckprozess wird wiederholt, bis die gewünschte Hülldicke erreicht wird (d.h. etwa 6–10 mm (0,25–0,67 in). Sobald die Keramik getrocknet ist, wird die gesamte Anordnung in einem Dampf-Autoklaven platziert, um den größten Teil des Wachses zu entfernen. Nach dem Autoklavieren wird, falls Wachs in der Hülle verbleibt, sie in einem Ofen ausgebrannt (d.h. etwa 400°C). An diesem Punkt verbleiben die Eindrücke des Wachsmusters und des An- und Abstich-Systems in der keramischen Form. Die Form wird dann erneut auf eine spezifische Temperatur erwärmt und mit geschmolzenem Metall gefüllt, welches darin erstarrt, wobei der Metallguss entsteht. Nachdem der Guss ausreichend abgekühlt hat, wird die Hülle von dem Guss weggeschält. Danach werden die Anstiche und Abstiche von dem Guss weggeschnitten und der Guss wird optional abschließenden Nachbearbeitungshandlungen (d.h. Sandstrahlen, maschinelle Bearbeitung usw.) unterworfen.
In alternativen Prozessen kann die Keramikform in Abschnitten gestaltet werden, wie als Formhälften oder sogar weiteren Abschnitten, welche zusammengesetzt werden können, um die abschließende Form zu ergeben. Das ist vorteilhaft, da die Form auseinander genommen werden kann, um die Gussteile daraus zu entfernen, wobei ermöglicht wird, die Form mehrfach zu verwenden.
Obwohl das Präzisionsgießen Details verbessert darstellen kann und es erlaubt, Gießformen unter Verwendung des Tauchprozesses zu bilden, bleibt der Präzisions-Gießprozess genauso wie andere Formprozesse für keramische Formen unzureichend im Replizieren feiner Oberflächenstrukturen. Zum Beispiel werden Präzisionsgieß-Kerne mit Oberflächenstrukturen und/oder Texturen, wie Muster, Erhebungen und/oder Figuren, die komplizierte Details und/oder relativ kleine Details (d.h. Muster, die Linien aufweisen mit einer Höhe von weniger als oder gleich etwa 0,010 inch) allgemein schlecht repliziert (d.h. nicht einheitlich repliziert und/oder verzerrt) nachdem die Gussform wärmebehandelt wurde.
In Folge dessen besteht deshalb ein Bedarf für Verfahren zur Gestaltung von Gussformen mit detaillierten Oberflächenstrukturen.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG
Hierin sind Verfahren zur Gestaltung von Gussformen und Verfahren zum Gießen von Gegenständen offenbart.
In einer Ausführungsform weist ein Verfahren zur Gestaltung einer Gussform das Gießen einer Form mit einer Formnestoberfläche auf, die Gestaltung der Oberflächenstrukturen auf der Formnestoberfläche, wobei die Oberflächenstrukturen eine Mischung enthalten, und die Wärmebehandlung der Mischung. In einer anderen Ausführungsform wird ein Gegenstand offenbart.
In einer anderen Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Gestaltung einer Form die Gestaltung einer Matrize, das Gießen einer Form in der Matrize unter Verwendung einer keramischen Zusammensetzung und einen Gießprozess, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Präzisionsgießen, Schlickergießen, Gelgießen, Sandgießen, Gipsgießen, Matrizengießen, Spritzgießen, Schlickergießen, Pulver-Formgebung (Kompaktierung), Reaktions-Formgebung, Kolloidal-Formgebung, kalt-isostatisches Pressen, heiß-isostatisches Pressen und aus Kombinationen, die zumindest eine der Vorgenannten aufweist, die Erwärmung der Form, das Extrudieren einer Mischung auf die Formnestoberfläche der Form, um darauf die Oberflächenstrukturen zu gestalten, wobei die Mischung durch die Düse einer Vorrichtung extrudiert wird, sowie die Wärmebehandlung der Mischung.
In anderen Ausführungsformen werden durch die zur Gestaltung der Formen offenbarten Verfahren Gegenstände hergestellt.
Die oben beschriebenen und anderen Merkmale werden durch die folgenden Figuren und die detaillierte Beschreibung mit Beispielen belegt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nun wird auf die Figuren Bezug genommen, welche beispielhafte Ausführungsformen sind und in denen entsprechende Elemente entsprechend gleich nummeriert sind.
1 ist eine beispielhafte Veranschaulichung der ersten Matrizenhälfte.
2 ist eine beispielhafte Veranschaulichung der zweiten Matrizenhälfte.
3 ist eine beispielhafte Veranschaulichung der ersten Matrizenhälfte gefüllt mit einer keramischen Zusammensetzung.
4 ist eine beispielhafte Veranschaulichung der zweiten Matrizenhälfte gefüllt mit einer keramischen Zusammensetzung.
5 ist eine beispielhafte Veranschaulichung der zweiten Formhälfte, die gerade aus der ersten Matrizenhälfte entfernt wird.
6 ist eine beispielhafte Veranschaulichung der ersten Formhälfte, die gerade aus der zweiten Matrizenhälfte entfernt wird.
7 ist eine beispielhafte Veranschaulichung der zusammengesetzten ersten Formhälfte und zweiten Formhälfte.
8 ist eine beispielhafte Veranschaulichung einer Stift-Abscheidung einer Mischung auf der Oberfläche des Hohlraumes der zweiten Matrize unter Bildung von Vorsprüngen derselben.
9 ist eine beispielhafte Veranschaulichung einer geschmolzenen Legierung, die gerade in den Gießtrichter der zusammengesetzten Matrize gegossen wird, um eine Turbinenlaufschaufel zu bilden.
10 ist eine beispielhafte Veranschaulichung einer Guss-Turbinenlaufschaufel, die ein beispielhaftes Muster von Vertiefungen aufweist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Hierin wird ein Verfahren zur Gestaltung von Oberflächenstrukturen auf Gussformen offenbart, das, nachdem die Gussform gebildet worden ist, die Abscheidung eines metallischen und/oder keramischen Materials auf der Oberfläche der Gussform umfasst, um darauf die gewünschten Oberflächenstrukturen zu bilden. Danach kann das Material wärmebehandelt werden, um auszuhärten und sich an die Gussform zu binden. Die Form kann dann genutzt werden, um einen Gegenstand zu gießen, wobei die in der Gussform gebildeten Oberflächenstrukturen die negative Geometrie in dem Gussteil bilden.
Das Verfahren zur Gestaltung der Oberflächenstrukturen auf einer keramischen Gussform beginnt mit der Konstruktion der Form. Die Form kann durch keramische Gestaltungsverfahren, wie Präzisionsgießen, Schlickergießen, Gelgießen, Sandgießen, Gipsgießen, Matrizengießen, Spritzgießen, Schlickergießen, Pulver-Formgebung (Kompaktierung), Reak tions-Formgebung, Kolloidal-Formgebung, isostatisches Pressen (d.h. heiß-isostatisches Pressen, kalt-isostatisches Pressen) usw., genauso wie durch Kombinationen, die zumindest eine dieser Methoden aufweisen, gebildet werden. Die Form wird so konstruiert, dass die innen liegenden Oberflächen der Form zugänglich sind, um zu erlauben, dass darauf die Oberflächenstrukturen in einem späteren Prozess gebildet werden. Deshalb kann die Form in zwei Abschnitten (d.h. Formhälften) gebildet werden, die dann zusammengesetzt werden können, um die endgültige Form zu bilden und auseinander genommen werden können, um die Gussteile zu entfernen.
Die für die Form verwendeten Materialien können Materialien enthalten, die in der Lage sind, den Temperaturen zu widerstehen, die während des Gießens der gewünschten Gussgegenstände, wie z. B. metallische Teile, insbesondere hitzeresistente Superlegierungen auszuhalten sind. Beispiele für solche Materialien sind Aluminiumoxid, Siliziumdioxid usw.
Ein für die Gestaltung einer Gussform beispielhaft angewandtes Verfahren nutzt einen Gussprozess, wobei die Metallmatrizen so konstruiert sind, dass sie Gussformhälften bilden. Die Matrizen werden mit innen liegenden Geometrien gestaltet, welche die gewünschten äußeren Oberflächen der zu gießenden Teile replizieren und weisen die Grundgestaltung der Form auf. Nun wird beispielhaft auf die 1 und 2 Bezug genommen, in welchen eine beispielhafte erste Matrizenhälfte 2 und eine zweite Matrizenhälfte 4 veranschaulicht werden. Die Geometrie der ersten Matrizenhälfte 2 und der zweiten Matrizenhälfte 4 wird genutzt, um eine keramische Form zu bilden, die genutzt werden wird, um eine Turbinenlaufschaufel zu gießen. Die Matrizen können aus Metallen gebildet sein, wie Werkzeugstählen (d.h. P-20 Schmelzstahl mit 0,28–0,40 Gew.% Kohlenstoff, 0,6°–1,00 Gew.% Mangan, 0,20–0,80 Gew.% Silizium, 1,40–2,00 Gew.% Chrom, 0,30–0,55 Gew.% Molybdän, 0,25 Gew.% Kupfer, 0,03 Gew.% Phosphor, und 0,03 Gew.% Schwefel, gem. den schockresistenten Stähle des amerikanischen Eisen- und Stahlinstituts (Al-SI)) (d.h. S2 Schmelzstahl mit 0,40–0,55 Gew.% Kohlenstoff, 0,30–0,50 Gew.% Mangan, 0,90–1,20 Gew.% Silizium, 0,30 Gew.% Nickel, 0,30–0,50 Gew.% Molybdän, 0,50 Gew.% Vanadium, 0,25 Gew.% Kupfer, 0,03 Gew.% Phosphor, 0,03 Gew.% Schwefel, gem. AlSI) usw.. Um noch spezifischer zu sein, kann jedes Metall verwendet werden, das den Temperaturen standhält (d.h. nicht schmilzt oder sich deformiert), bei welchem das Material eingesetzt wird, um die herzustellende Gussform zu bilden; d.h. allgemein Temperaturen von etwa 700°C. Die Matrizen können unter Anwendung von Metallbearbeitungsprozes sen gebildet werden (wie Bearbeitung durch elektrische Entladung, Fräsen und Drehen), schnelle Bearbeitungsverfahren (wie das selektive Lasersintern und die Schichtabscheidungs-Technologien) usw., genauso wie Kombinationen, die zumindest eines der vorgenannten Verfahren aufweisen.
Sobald der Gestaltungsprozess abgeschlossen ist, werden die Matrizen (wie in den 3 und 4 veranschaulicht) mit einer keramischen Zusammensetzung 6 gefüllt. Optional kann die keramische Zusammensetzung 6 in den Matrizen verdichtet werden, z. B. unter Verwendung von mechanischem Druck (d.h. einer Stanze), isostatischen Drucktechniken usw. In einem Beispiel wird ein Satz von Matrizen (d.h. die erste Matrizenhälfte 2 und die zweite Matrizenhälfte 4) mit einer keramischen Zusammensetzung gefüllt und dann einem isostatischen Druckprozess unterworfen, wobei die keramische Zusammensetzung 6 in einer Druckluftkammer Drücken von etwa 15,000 Pfund/Quadratinch (PSI) ausgesetzt wird.
Die keramische Zusammensetzung 6 kann keramische Pulver, wie Aluminiumdioxid, Zirkoniumdioxid, Zirkoniumsilikate (Zirkon), Aluminiumsilikate (Mullite), Yttriumdioxid, Yttriumsilikat, Yttriumaluminat (Granat), Yttriumaluminat (Perowskit), seltene Erden-Oxide, seltene Erden-Silikate, seltene Erden-Aluminate usw. sowie Kombinationen, die zumindest eine der Vorgenannten aufweisen, nutzen. Die gewählten spezifischen keramischen Pulver werden auf den gewünschten Eigenschaften der Formen, wie die thermische Leitfähigkeit, die Abnutzungsbeständigkeit usw., basieren. Die durchschnittliche Partikelgröße der eingesetzten Pulver hängt auch von den besonderen gewünschten Eigenschaften, wie der Oberflächenrauheit, ab. Die durchschnittliche Partikelgröße ist im Allgemeinen geringer als oder gleich etwa 100 Mikrometer (μm) und bevorzugter weniger als oder gleich etwa 70 μm und noch bevorzugter weniger als oder gleich etwa 30 μm. Die Partikelgröße beeinflusst die Größe der spezifischen Oberflächeneigenschaften der Oberflächenstrukturen, die repliziert werden können und das resultierende Oberflächenfinish der Form. Zum Beispiel kann das eingesetzte Pulver in besonderen Ausführungsformen eine durchschnittliche Partikelgröße von etwa 0,001 μm bis etwa 10 μm aufweisen.
Zusätzlich zu den verschiedenen Pulvern kann die keramische Zusammensetzung 6 auch ein flüssiges Medium (wie Alkohol(e), Wasser und/oder Öl(e)) aufweisen, um einen Brei zu bilden. Ein Brei kann vorteilhaft sein, falls er in der Lage ist, in die komplexen Geometrien (d.h. Hinterschneidungen, Kanäle usw.) zu fließen. Auch Zusätze können der kerami schen Zusammensetzung 6 hinzugefügt werden. Beispielhafte Zusätze sind verstärkende Fasern (d.h. Siliziumdioxid-Fasern), Verarbeitungshilfsmittel (wie Trennmittel, d.h. Parafinwachs), Bindemittel (d.h. Polyoxymethylen, Stärke, Cellulose usw.) sowie Kombinationen, die mindestens einen der vorgenannten aufweisen. Es wird offensichtlich sein, dass die für die Form genutzten Materialien (d.h. Keramiken), die Geometrie der Form (d.h. Dicke) und andere Variablen, die Dauerhaftigkeit, die Kosten und die Leistung der Form beeinflussen werden. Zum Beispiel kann in einer spezifischen Ausführungsform ein Alkohol zum Siliziumdioxid-Pulver zugegeben werden, um einen Brei zu bilden, der in der Lage ist, mit der gewünschten Rate in die Matrize zu fließen. Eine Siliziumdioxid-Faser wird der keramischen Zusammensetzung 6 auch hinzugefügt, um die Stärke der Form zu erhöhen, und die Dicke der Form (d.h. die Wände der Form, nicht gezeigt) ist so bemessen, dass das Gussmaterial mit der gewünschten Rate abkühlt, um in dem Gussgegenstand die gewünschte Mikrostruktur bereitzustellen. Beispielhafte Materialien können auch in dem US Patent 4,989,664 (Roth), das hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird, aufgefunden werden.
Die Matrizenhälften/Gussformhälften (d.h. die Matrizenhälften umfassen die Gussformhälften in der Form der keramischen Zusammensetzung 6 darin) werden, nachdem sie gefüllt sind, erhitzt. Dies erlaubt dem Bindemittel in der keramischen Zusammensetzung 6 sich zu verbinden, und eine schwach gebundene Gussform zu bilden. Die Matrizenhälften/Formhälften können für die Zeitdauer, die ausreichend ist, um die keramische Zusammensetzung 6 abzubinden, in einem Ofen erwärmt werden. Um die Veränderung der Form zu ermöglichen, ist die Temperatur an diesem Punkt des Prozesses unterhalb der Sintertemperatur. Unter bestimmten Umständen, abhängig von den Zusatz(en) und/oder dem eingesetzten flüssigen Medium können die Matrizenhälften/Formhälften für einen zusätzlichen Zeitraum erhitzt werden, um irgendwelche Feuchtigkeit oder flüchtige Flüssigkeiten auszutreiben. In solchen Situationen kann der eingesetzte Ofen mit einer Trocken-Vorrichtung ausgestattet werden, die zum Trocknen der Luft in dem Ofen während des Prozesses dient.
Während des Erwärmungsvorgangs kann die keramische Zusammensetzung 6 zu einem gewissen Grad (d.h. dem Volumen nach) schrumpfen. Falls das Schrumpfen vorhersagbar ist, können die Matrizen übergroß bemessen sein, so dass die hergestellten Formen auf die gewünschten Maße zusammenschrumpfen können. Die Vorhersagbarkeit des Schrumpfens der keramischen Zusammensetzung kann durch die Kontrolle der Zusam mensetzung (d.h. Partikelgröße, Reinheit usw.) und der keramischen Eigenschaften (d.h. die Dichte) der Form vergrößert werden. Zum Beispiel kann die Konsistenz in der Partikelgröße der Keramik, die Reinheit der Keramik und die Zugabe von Zusätzen und anderen Variablen die Vorhersagbarkeit des Schrumpfens verbessern. In einer Ausführungsform kann ein heißer isostatischer Druckprozess angewendet werden, um die keramische Zusammensetzung 6 beim Erwärmen zu komprimieren. Die Anwendung eines solchen Prozesses kann auch die Dichte des keramischen Pulvers erhöhen, was wiederum das Schrumpfen reduziert, wenn die Formen gesintert werden.
Nachdem die Matrizen für die gewünschte Zeitdauer (d.h. etwa 4 Stunden bei 700°C bei einer nicht breiartigen keramischen Zusammensetzung 6) erwärmt worden sind, werden die erste Formhälfte 8 und die zweite Formhälfte 10 gekühlt (aktiv und/oder passiv) und dann von den Matrizenhälften, so wie in 5 veranschaulicht, entfernt.
Die erste Formhälfte 8 und zweite Formhälfte 10 (auch als Formhälften und Formen bezeichnet) unterliegen der Beschädigung, wenn sie von den Matrizenhälften entfernt werden, da die Bindemittel für eine schwache Bindung an das keramische Pulver sorgen. Die Formen können jedoch, falls sie vorsichtig gehandhabt werden, inspiziert werden und/oder optional modifiziert werden, wenn sie im nicht gesinterten Zustand sind. Zum Beispiel, nun mit Bezugnahme auf 7, werden die erste Formhälfte 8 und die zweite Formhälfte 10 so zusammengesetzt, dass sie im Hinblick auf ihre Passung, insbesondere in den Bereichen der Trennlinie 14 und des Hohlraumes 16 bewertet werden können. Falls Modifikationen der Formen gewünscht werden, können diese durch Bearbeitung und/oder die Anwendung anderer Modifikationsverfahren erreicht werden. Zum Beispiel können unter Verwendung eines Dreh- oder Fräsvorgangs Öffnung(en) und (ein) Gießtrichter in die Formhälften eingearbeitet werden, um den Fluss des Gussmaterials in den Hohlraum 16 zu erleichtern. Zusätzlich kann jeder Grat um die Trennlinie 14 herum unter Anwendung eines Schleifvorgangs entfernt werden und die Formhälften können mit Zentrierringen und/oder Führungen angepasst werden, so dass die Formen während des Gießprozesses richtig zusammengefügt werden.
Nach Inspektion, und optional Anpassung, können die Formen bei einer Temperatur gesintert werden, die ausreichend ist, um zu verursachen, dass die keramischen Pulver aneinander haften. Beispielhaft angewandte Temperaturen liegen allgemein zwischen etwa 1.000°C und 2.200°C. Die Zeit des Sintervorgangs kann basierend auf der keramischen Zusammensetzung 6, der Masse und der Geometrie der Formen, genauso wie auf anderen Variablen, variieren; jedoch beträgt sie allgemein zwischen 8 und etwa 30 Stunden. Der Sinterprozess kann verschiedene Stufen aufweisen (d.h. Temperatur-Haltestufen, Temperaturanstiege, allmähliche Kühlstufen usw.), welche dafür sorgen, dass eine Form die gewünschte Mikrostruktur, einen reduzierten Verzug, ein reduziertes Schrumpfen usw. aufweist.
Nachdem die Formhälften gesintert worden sind, lässt man sie abkühlen und unterwirft sie optional irgendeiner sekundären Behandlung. Beispielhafte Bearbeitungen umfassen Inspektions-, Beschichtungsprozesse (d.h. Beschichtungen, um die Oberflächen-Rauheit zu reduzieren, abnutzungsresistente Beschichtungen usw.), Bearbeitungsprozesse (d.h. die Hinzufügung von Öffnungen und die Hinzufügung von Gießtrichtern, die Entfernung von Graten usw.), Beschriftungsprozesse, Fixierungsprozesse (d.h. innerhalb des Trägers der Formbasis), Modifikationsprozesse (d.h. die Hinzufügung von Führungen, die Hinzufügung von Elementen, welche die Formen miteinander verbinden) usw.. Zum Beispiel kann der Hohlraum 16 (7) in einer Ausführungsform poliert werden.
Das Polieren des Hohlraums 16 kann entweder durch das Polieren der aktuellen innenliegenden Oberfläche des Hohlraums 16, wie durch Verwendung einer Ultraschall-Poliervorrichtung mit Diamantpaste und/oder durch Beschichtung der gewünschten Oberfläche mit einer Beschichtung, dem Polieren der Beschichtung und der Wärmebehandlung der Beschichtung und dem erneuten Polieren erreicht werden. Diese Prozesse können so oft wie gewünscht wiederholt werden, um ein akzeptables Finish zu erhalten. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform ein Brei, der ein keramisches Pulver mit einem durchschnittlichen Durchmesser von weniger als oder gleich etwa 100 μm aufweist, auf die Oberflächen des Hohlraums 16 aufgebracht werden. Danach kann der Brei in die Oberfläche des Hohlraums eingearbeitet werden (d.h. einpoliert) und die Oberfläche des Hohlraums kann gesintert werden. Nachfolgend kann die Oberfläche weiter poliert werden und/oder zusätzliche Beschichtungen können aufgebracht werden und der Prozess kann wiederholt werden.
Um genauer zu sein, die innenliegende Oberfläche des Hohlraums 16 kann entweder mit Grund-Finish oder mit geschliffenem Finish fertig gestellt werden. Oberflächen-Finishs, die geschliffen sind (d.h. durch Schleifprozesse gebildet wurden), weisen allgemein Werte für die durchschnittliche Oberflächen-Rauheit (Ra), die weniger oder gleich etwa 50 Mikroinches, μin (1,27 μm) haben. Beispielhafte geschliffene Finishs können durch das Oberflächen-Finish-Charakterisierungssystem der Gesellschaft für Plastikindustrie angegeben werden, so wie ein SPI #6 Oberflächen-Finish, der repräsentativ ist für die unter Verwendung eines 320er-Schleifpapiers erzeugten Oberflächen, welche einen Ra von etwa 38 bis etwa 42 μin (0,97 μm bis 1,07 μm) aufweisen oder ein SPI #4 Oberflächen-Finish, welcher repräsentativ ist für Oberflächen, die unter Verwendung eines 600er-Schleifpapiers erzeugt wurden, und welche einen Ra von etwa 2 bis etwa 3 μin (0,051 μm bis 0,75 μm) zeigen. Beispielhafte polierte Abschlüsse (d.h. glänzende oder Hochglanz-Abschlüsse) weisen allgemein Ra-Werte auf, die weniger oder gleich etwa 5 μin (0,127 μm) aufweisen, wie ein SPI #3 Oberflächen-Finish, das repräsentativ ist für Oberflächen, die durch Polierung mit einem Diamantleder der Stufe #15 erzeugt wurde und einen Ra von etwa 2 bis etwa 3 μin (0,051 μm bis 0,075 μm) zeigt oder ein SPI #1 OberflächenFinish, das repräsentativ für Oberflächen ist, die durch Polierung mit einem Diamanttuch der Qualität #3 erzeugt wurde, die einen Ra von etwa 1 μin (0,025 μm) zeigt.
Entweder vor dem Sintern oder danach können die Formen unter Anwendung geeigneter Abscheidungsprozesse hinsichtlich der Oberflächenstrukturen modifiziert werden. Beispielhafte Abscheidungsprozesse beinhalten die chemische Dampfabscheidung, die Ionen-Plasma-Abscheidung, die physikalische Elektronenstrahldampfabscheidung und das Galvanisieren. Der spezifische Abscheidungsprozess kann ein keramisches Material auf der Oberfläche der Form mit der gewünschten Genauigkeit abgeschieden werden. Ein beispielhafter Abscheidungsprozess ist der „Direkt-Schreib" (DW)-Prozess, der auch als „Schreibstift-" oder „Düsen"-Abscheidungsprozess bezeichnet wird. Beispielhafte Direkt-Schreib-Techniken (d.h. Stift, Düse, Laser, thermisches Sprühen usw.) werden in der sich in gemeinsamer Inhaberschaft befindlichen US-Patentanmeldung Serien-Nr. 11/170,579 (Hardwicke, et al) und in der offengelegten US-Patentanmeldung Nr. 2005/0013926 (Rutkowski et al) beschrieben, die hiermit durch Bezugnahme aufgenommen werden.
Nun wird auf 8 Bezug genommen, in der ein Schreibstift 20 eine Mischung 26 auf die Oberfläche des Hohlraums 24 der zweiten Formhälfte 10 unter Bildung von Erhebungen 22 darauf abscheidet. Die Mischung 26 fließt unter Druck durch den Schreibstift 20 und tritt an der Düse 28 aus. Der angewandte Druck ist von der gewünschten Flussrate genauso wie von anderen Variablen, wie dem inneren Durchmesser der Düse 28, der Viskosität der Mischung 26 usw. abhängig. Die Größe der Düse 28 ist allgemein etwa 0,010 mm bis etwa 1,0 mm und wird ausgewählt, um den gewünschten Extrudier-Durchmesser zu schaffen.
Der Schreibstift 20 ist in Bezug auf die Oberfläche des Hohlraums 24 beabstandet und in der Lage, sich entlang der Formnestoberfläche 24 zu bewegen, um darauf Oberflächenstrukturen zu bilden. Vorteilhafte Oberflächenstrukturen (d.h. Schichten) können in automatisierter Weise schnell und präzise auf einer komplex geformten Formnestoberfläche 24 abgeschieden werden. Die Bewegung des Schreibstifts gekoppelt mit der Steuerung des Flusses der Mischungen durch den Schreibstift erlaubt es, dass (durch den Schreibstift 20) Schichten, Tropfen, Schlieren oder Kombinationen davon gebildet werden. Zusätzlich kann die mehrfache Passage des Schreibstifts 20 über ein Gebiet Schichten der Mischung 26 aufbauen und/oder mehrere Schreibstifte können angewandt werden, um die Geschwindigkeit des Abscheidungsprozesses zu erhöhen, oder um mehrere Formoberflächen gleichzeitig zu modifizieren. Deshalb kann der Schreibstift 20 eine große Zahl von Oberflächenstrukturen bilden, wobei der Begriff Oberflächenstruktur so zu interpretieren ist, dass jede durch die Abscheidung der Mischung 26 auf einer Oberfläche geschaffene Form, wie Muster (d.h. Querschraffur oder Wellenmuster), Tropfen, Schlieren, Schichten, Linien, Formen (d.h. Kreise, Wellenlinien, Schuppenmuster oder Polygone) usw. geschaffen wurden.
Die Steuerung 30 wird mit dem Schreibstift 20 in einer betreibbaren Kommunikation verbunden. Die Steuerung 30 ist in der Lage, während des Betriebs die Bewegung des Schreibstifts 20, die Flussrate, mit welcher die Mischung 26 aus dem Schreibstift 20 extrudiert wird, und andere Prozesse und/oder Betriebsarten der Vorrichtung zu steuern. Zum Beispiel können die Formnestoberfläche 24 und die gewünschten Oberflächenstrukturen (Erhebungen 22) in einem Computer als CAD-CAM-Files (welche für die Steuerung 30 zugänglich sind und ausgeführt werden können,) erzeugt und gespeichert werden, um die gewünschten Oberflächenstrukturen auf der Formnestoberfläche 24 zu bilden. Deshalb können diese Verfahren in Form von Computer- oder Steuerungsimplementierten Prozessen und durch Vorrichtungen zur Ausführung dieser Prozesse ausgeführt werden. Diese Verfahren können auch in Form eines Computerprogramm-Codes, der die Anweisungen auf einem gegenständlichen Medium, wie einer Floppy-Disk, CD-ROMs, Festplatten oder irgendeinem anderen computerlesbaren Speichermedium, ausgebildet sein, wobei, falls der Computerprogramm-Code durch einen Computer oder eine Steuerung geladen und ausgeführt wird, der Computer eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens wird. Die Verfahren können zum Beispiel auch in Form eines Computerprogramm-Codes oder -signals ausgebildet sein, egal ob auf einem Speichermedium gespeichert, in und/oder durch einen Computer oder eine Steuerung ausgeführt, oder über ein Übertragungsmedium, wie über elektrische Drähte oder Kabel, durch Glasfaseroptik oder über elektromagnetische Strahlung übertragen, wobei der Computer eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens wird, wenn der Computerprogramm-Code durch den Computer geladen und ausgeführt wird. Bei Implementierung auf einem Mikroprozessor allgemeiner Art, konfigurieren die Computerprogramm-Code-Segmente den Mikroprozessor, um spezifische logische Schaltkreise zu erzeugen.
Die durch den Schreibstift 20 eingebrachte Mischung 26 kann einen Brei mit einem Gehalt von etwa 50 bis etwa 89 Gew.% Feststoffen und einer Flüssigkeit aufweisen. Die Feststoffe können ein Metall (d.h. Kupfer, Gold, Platin, Nickel, Kobalt, Titan oder Eisen) oder eine Keramik (z.B. Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Zirkoniumsilikate (Zirkon), Aluminiumsilikate (Mullite), Yttriumoxid, Yttriumsilikat, Yttriumaluminat (Granat), Yttriumaluminat (Perowskit), seltene Erden-Oxide, seltene Erden-Silikate, seltene Erden-Aluminate, Siliziumoxid, Siliziumkarbid usw.) und Kombinationen, die zumindest eine der Vorgenannten aufweisen, d.h. kobaltbasierte Superlegierungen, Nickel-Titan-Legierungen, usw. aufweisen. Das spezifische Pulver, das eingebracht wurde, wird ausgewählt basierend auf der Kompatibilität mit der Formnestoberfläche 24 (d.h. die Fähigkeit darauf zu binden) genauso wie mit anderen Variablen, wie die resultierenden Eigenschaften der Mischung (d.h. Abnutzungsresistenz oder thermische Übertragung). Die in den Brei eingebrachte Flüssigkeit kann jede Flüssigkeit sein, die mit den Feststoffen gemischt werden kann und es den Feststoffen erlaubt, in die Form zu fließen, wie Wasser, Öle, Alkohole, Äther usw.
Die Mischung 26 kann Zusätze aufweisen, so wie oberflächenaktive Stoffe, Bindemittel (d.h. Ethylsilikate und kolloidales Siliziumdioxid), Verarbeitungshilfsmittel (d.h. Parafinwachs), Viskositätsmodifizierer, Porenbildner usw.. In einer Ausführungsform weist eine Mischung etwa 82 Gew.% Aluminiumoxid, etwa 8 Gew.% Stärke und etwa 10 Gew.% Isopropyl-Alkohol auf.
Die Mischung 26 kann in Batch-Form formuliert werden. Zum Beispiel kann 100-Pfund-Batch hergestellt werden, indem zuerst ein keramisches Siliziumdioxid-Pulver mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von etwa 10 μm oder weniger in eine Walztrommel gegeben wird. Ein Stärke-Bindemittel und ein Alkohol-Träger werden der Trommel zugeben.
Die Mischung 26 wird dann unter Verwendung eines rotierenden Kanisters, eines Hochgeschwindigkeitsmischers, eines Bandmischers oder eines Schermischers (d.h. einer Rollmühle) gemischt.
Nachdem die Erhebungen 22 auf der Formnestoberfläche 24 abgeschieden worden sind, wird die zweite Formhälfte 10 erwärmt. Während des Vorgangs der Erwärmung härten die Erhebungen 22 (d.h. die Beulen, Linien usw.) aus und verschmelzen mit der Formnestoberflache 24. Zusätzlich werden sämtliche Flüssigkeiten genauso wie sämtliche flüchtigen Zusätze verdampft. Die Zeit und die Temperatur, die angewandt wurde, um die Zusammensetzung zu sintern, wird von der Zusammensetzung der Mischung 26, der Größe der Erhebungen 22 und der genutzten Wärmequelle und anderen Variablen abhängen. Beispielhafte Wärmebehandlungen beinhalten fokussierte Energiequellen (d.h. die Anwendung eines Plasmas, von Mikrowellen, eines Laserstrahls, eines Elektronenstrahls und/oder einer anderen lokalen Wärmequelle). Alternativ oder in Ergänzung kann die Wärmebehandlung das Erwärmen der zweiten Formhälfte 10 in einem Ofen umfassen, vorausgesetzt, dass die Sintertemperatur der Mischung 26 geringer ist als die Temperatur, bei der die zweite Formhälfte 10 sich einen Schaden zuziehen kann.
Wahlweise kann vor dem Abscheidungsprozess ein Maskierungsprozess angewandt werden, um die Bereiche der Formnestoberfläche 24, die keine Oberflächenstrukturen aufweisen werden, zu maskieren. Die spezifisch angewandte Maskierung kann aus einem Material bestehen, das an der Formnestoberfläche 24 anhaften kann und davon leicht zu entfernen sein wird. In einer beispielhaften Ausführungsform kann eine Polymerfolie mit klebender Rückseite angewandt werden.
Nachdem die Oberflächenstrukturen (d.h. die Erhebungen 22) gesintert worden sind, werden sie (aktiv und/oder passiv) abgekühlt. Optional kann die Form danach unter Anwendung verschiedener Handlungen, wie jenen die oben beschrieben werden, nachbehandelt werden. In anderen Worten, die Oberflächenstrukturen können auf der/den Oberläche(n) der Formhälfte(n) vor und/oder nach der optionalen Bearbeitung der Form (d.h. dem Polieren, Beschichten und/oder den anderen oben beschriebenen Prozessen) gebildet werden.
Sobald die Formen gesintert worden sind, können sie zusammengesetzt werden und für das Gießen verwendet werden. Die Materialien, die darin gegossen werden können, um fassen das/die Material(ien) von Gegenständen, die bei einer Temperatur schmelzen, welche unterhalb derjenigen liegt, die an der Form einen Schaden verursachen würde. Zusätzlich wird das Material wünschenswerterweise mit einer Rate fließen, so dass der Matrizenhohlraum 16 vor dem Erstarren gefüllt werden kann oder die Form kann vorgewärmt werden, um die Erstarrung zu verzögern. In einer in 9 beispielhaft gezeigten Ausführungsform ist das Gussmaterial 34 (d.h. eine nickelbasierte Superlegierung) über ihren Schmelzpunkt hinaus erhitzt worden und ist in den Trichter 32 der zusammengesetzten Matrizen gegossen worden, um eine Turbinenlaufschaufel (d.h. im Hohlraum 16) zu bilden. Die durch den Abscheidungsprozess gebildeten Erhöhungen 22 liegen innerhalb des Hohlraums 16 und werden deshalb Eindellungen auf der Guss-Turbinenlaufschaufel bilden. Eine beispielhafte Guss-Turbinenlaufschaufel 40 ist in 10 gezeigt. Die Turbinenlaufschaufel 40 weist Oberflächendetails 42 (d.h. Vertiefungen) auf, welche während des Gießens durch die Erhöhungen 22 auf der zweiten Formhälfte 10 gebildet wurden.
Sobald das/die Material(ien) des Gegenstandes erstarren, wird die Form auseinander genommen und das Gussteil wird daraus entfernt. An diesem Punkt kann jede zusätzliche dem Prozess nach gelagerte oder sekundäre Handlung (d.h. Bearbeitung, Polieren, Beschichten, Zusammensetzen usw.) angewandt werden.
In einer anderen Ausführungsform können die Formen, nachdem sie gesintert worden sind, Sekundärhandlungen unterworfen werden. Beispielhafte Handlungen umfassen die Inspektion, Beschichtungsprozesse (d.h. Beschichtungen um die Oberflächen-Rauheit zu reduzieren und abnutzungsresistente Beschichtungen), Bearbeitungsprozesse (d.h. die Hinzufügung von Öffnungen, die Hinzufügung von Trichtern und die Entfernung von Gratmaterial), Kennzeichnungsprozesse, Fixierungsprozesse (d.h. innerhalb eines Trägers der Formbasis), Modifikationsprozesse (d.h. die Hinzufügung von Führungen und die Hinzufügung von Elementen, um die Formen miteinander zu verbinden) usw. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform eine Wärmedämmbeschichtung auf den Hohlraum aufgebracht werden, um die Formnestoberfläche 24 und die darauf abgeschiedenen Erhöhungen 22 zu bedecken, um so eine Oberfläche mit einem einheitlichen Oberflächen-Finish bereitzustellen.
Die Oberflächenstrukturen können auf jeder Keramik und/oder Metallmatrize und/oder auf Formen, die sowohl für das Gießen als auch für die Gussartikel angewandt werden, gebil det werden. In einer Ausführungsform kann ein keramisches Werkzeug für das Polymerspritzgießen hergestellt werden, wobei ein Präzisions-Gießprozess angewandt werden kann, um die keramische Form zu bilden. Die Form kann dann einem Abscheidungsprozess unterworfen werden, um detaillierte Muster auf der Oberfläche auf der Form zu bilden, welche als Dekoration auf den darin gebildeten Spritzgussartikeln dienen werden. Diese Oberflächenstrukturen können die Größe von weniger oder etwa gleich 2.000 μm aufweisen, oder bevorzugt weniger als etwa 1.000 μm oder noch bevorzugter etwa 5 μm bis etwa 500 μm.
Die hierin offenbarten Prozesse sind besonders nützlich für die Bildung von Oberflächenstrukturen auf Oberflächen von Formen, die verwendet werden, um Turbinentriebwerks-Komponenten zu bilden. Während hierin die Bildung von einer Turbinenlaufschaufel diskutiert wurde, können aufgrund der hohen Betriebstemperaturen von Turbinen viele der darin durch Gießprozesse gebildeten Komponenten die hierin offenbarten Verfahren anwenden. Zum Beispiel Teile, die in Hochdruckabschnitten des Turbinentriebwerks eingesetzt werden, wie stationäre Strömungsflächen (d.h. Düsen oder Leitschaufeln) und rotierende Strömungsflächen (d.h. Flügel oder Laufschaufeln). Andere Komponenten, die in Bereichen des Turbinentriebwerks außerhalb des Hochdruckabschnitts verwendet werden, beinhalten Spaltsteuerbereiche, welche Flansche, Verkleidungen und Ringe beinhalten, genauso wie Brennkammereinsätze und Brennkammerdome. Zusätzlich sind die vorliegenden Verfahren auch nützlich bei Raketen und Raketenkomponenten, wie Schubtrichter und Flossen usw. Jedoch sollte klar sein, dass die hierin offenbarten Verfahren nicht auf solche Anwendungen begrenzt sind. Andere Anwendungen beinhalten Anwendungen im Automotive-Bereich (d.h. Brennstoffinjektoren, Turbolader-Turbinen und Verdichterrotoren, Brennstoff-Reformer usw.), industrielle Anwendungen (d.h. gegossene Maschinen-Komponenten), Computeranwendungen (d.h. Speichervorrichtungs-Antriebe oder Kühl-Komponenten) usw. sowie Anwendungen, die Plastikgegenstände ergeben.
Die hierin beschrieben Verfahren zur Bildung von Oberflächenstrukturen auf Gussformen sprechen einen bisher nicht erfüllten Bedarf im Stand der Technik an. Der Prozess erlaubt die Bildung von Oberflächenstrukturen auf der Formnestoberfläche der Gussform, wobei die Oberflächenstrukturen komplizierte Formen und Muster usw. umfassen können. Dieses Verfahren zur Herstellung von Gussartikeln mit Oberflächenstrukturen ist besonders nützlich bei der Herstellung von Prototyp-Gussgegenständen. Um genauer zu sein, erlaubt dies den Herstellern von Gussgegenständen, mit der Herstellung einer Standard matrize zu beginnen, die verwendet wird, um so viele Sets von Standard-Gussformen (d.h. Formen ohne Oberflächenstrukturen) zu bilden. Die Standard-Gussformen können dann mit dem hierin offenbarten Material-Abscheidungs-Verfahren modifiziert werden, um darauf die unterschiedlichen Oberflächenstrukturen zu bilden. Sobald die Oberflächenstrukturen gesintert sind, können die Formen für die Gussgegenstände mit Oberflächendetails, die gebildet werden durch die Oberflächenstrukturen in der Form, angewendet werden. Zum Beispiel kann eine Serie von Turbinenlaufschaufeln mit variierenden Oberflächenstrukturen in Formen gegossen werden, die alle aus einer Matrize geschaffen sind. Dadurch erlaubt diese die beschleunigte Erforschung und Entwicklung von Effekten von verschiedenen Oberflächen bei verringerten Kosten und innerhalb einer kürzeren Zeitdauer.
Wenn nicht anders definiert, haben die hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die gleiche Bedeutung, so wie sie allgemein von den Fachleuten in diesem Fachgebiet verstanden wird. Der Begriff „erster", „zweiter" und ähnliche werden hierin nicht verwendet, um irgendeine Reihenfolge, Menge oder Bedeutung zu kennzeichnen, sondern werden eher verwendet, um ein Element von einem anderen zu unterscheiden. Auch die Begriffe „ein" oder „eine" kennzeichnen nicht eine Begrenzung der Menge, sondern kennzeichnen eher die Gegenwart von zumindest einem der Gegenstände, auf den Bezug genommen wird und die Begriffe „vorne", „hinten", „unten" und/oder „oben" werden nur für die Vereinfachung der Beschreibung verwendet und sind nicht auf irgendeine Position oder räumliche Anordnung beschränkt. Falls Bereiche offenbart werden, sind die Endpunkte aller Bereiche, die auf die gleiche Komponente oder Eigenschaft gerichtet sind, einschließlich und unabhängig kombinierbar (d.h. Bereiche von „bis zu etwa 25 Gew.% oder noch spezifischer, etwa 5 Gew.% bis etwa 20 Gew.%" ist einschließlich der Endpunkte und aller dazwischen liegenden Werte der Bereich von „etwa 5 Gew.% bis etwa 25 Gew.%" usw.). Der in Verbindung mit Mengenangaben verwendete Zusatz „etwa" ist inklusive der angegebenen Werte und hat eine auf den Zusammenhang gerichtete Bedeutung (d.h. er beinhaltet den mit der Messung einer besonderen Menge verbundenen Fehlergrad). Die Silbe „(e)", so wie hierin verwendet wird, ist so gemeint, dass sowohl der Singular als auch der Plural des Begriffs, den sie modifiziert, eingeschlossen ist, wodurch einer oder mehrere dieser Begriffe (d.h. Farbe(n) beinhalten eine oder mehrere Farben) eingeschlossen ist. Weiterhin schließt der hierin verwendete Begriff „Kombination" Gemische, Mischungen, Legierungen, Redaktionsprodukte und ähnliche ein. Schließ lich wird „d.h." verwendet, wenn die danach folgenden Werte oder Begriffe beispielhaft oder nicht einschränkend sind.
Hierin werden Verfahren zur Gestaltung von Gussformen 8, 10 offenbart. In einer Ausführungsform ein Verfahren zur Gestaltung einer Form 8, 10 mit einer Formnestoberfläche 24, die Gestaltung der Oberflächenstrukturen auf der Formnestoberfläche 24, wobei die Oberflächenstrukturen durch eine Mischung 26 gebildet sind, und die Wärmebehandlung der Mischung 26. In einer anderen Ausführungsform wird ein Gegenstand offenbart.
Während die Erfindung mit Bezugnahme auf die beispielhaften Ausführungsformen beschrieben worden ist, wird den Fachleuten klar sein, dass verschiedene Änderungen gemacht werden können und Äquivalente durch Elemente daraus substituiert werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. Zusätzlich können viele Modifikationen gemacht werden, um eine besondere Situation oder ein besonderes Material an die Lehre der Erfindung anzupassen, ohne den wesentlichen Schutzumfang derselben zu verlassen. Deshalb ist vorgesehen, dass die Erfindung nicht auf eine besondere Ausführungsform, die als beste Ausführungsform zur Ausführung der Erfindung betrachtet wird, beschränkt ist, sondern, dass die Erfindung alle Ausführungsformen, welche unter den Schutzbereich der beiliegenden Ansprüche fallen, einschließt.

Claims

Verfahren zur Gestaltung einer Gussform aufweisend: Gießen einer Gussform (8, 10) mit einer Formnestoberfläche (24); Gestaltung der Oberflächenstrukturen auf der Formnestoberfläche (24), wobei die Oberflächenstrukturen eine Mischung (26) enthalten; Wärmebehandlung der Mischung (26).
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend das Extrudieren der Mischung (26) durch die Düse (28) einer Vorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 2, weiter aufweisend die Steuerung der Düsenbewegung (28) und der Flussrate, mit welcher die Mischung (26) durch die Düse (28) extrudiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Oberflächenstrukturen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Mustern, Tropfen, Schlieren, Schichten, Linien, Formen und Kombinationen, die zumindest eine der vorgenannten aufweisen.
Verfahren zur Gestaltung einer Gussform aufweisend: Gestaltung einer Matrize (2, 4); Gießen einer Gussform (8, 10) in der Matrize (2, 4) unter Verwendung einer keramischen Zusammensetzung und eines Gussverfahrens ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Schlickergießen, Gelgießen, Sandgießen, Gipsgießen, Matrizengießen, Spritzgießen, Schlickergießen, Pulver-Formgebung (Kompaktierung), Reaktions-Formgebung, Kolloidal-Formgebung, kalt-isostatisches Pressen, heiß-isostatisches Pressen und Kombinationen die mindestens eines der vorgenannten Verfahren aufweisen; Erwärmung der Gussform (8, 10); Extrudieren einer Mischung (26) auf die Formnestoberfläche (24) der Gussform (8, 10), um darauf die Oberflächenstrukturen zu bilden, wobei die Mischung (26) durch die Düse (28) einer Vorrichtung extrudiert wird; und, Wärmebehandlung der Mischung (26).
Verfahren nach Anspruch 5 weiter aufweisend die Steuerung der Düsenbewegung (28) und der Flussrate, mit der die Mischung (26) durch die Düse (28) extrudiert wird.
Verfahren nach Anspruch 5 wobei die Oberflächenstrukturen ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Mustern, Tropfen, Schlieren, Schichten, Linien, Formen und Kombinationen die zumindest eines der vorgenannten aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Mischung ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Metallen, Keramiken und Kombinationen die zumindest eines der vorgenannten umfassen.
Gegenstand, der gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 gestaltet wurde.
Gegenstand der gemäß dem Verfahren nach Anspruch 5 gestaltet wurde.