DE102007045806A1 - Molded component, particularly compressed molded component, has base layer that is made of base layer material of firmly connected pieces, and base layer material has base layer permeability that is dimensioned for conducting fluid - Google Patents
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- B28B1/261—Moulds therefor
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gießformkomponente mit den oberbegrifflichen Merkmalen des Patentanspruchs 1 und auf ein Verfahren zum Herstellen einer Gießformkomponente.The The invention relates to a mold component with the preamble features of claim 1 and on a Method for producing a mold component.
Eine Gießform als eine Druckgießform dient zum Fertigen von z. B. hartmetallischen oder keramischen Gegenständen mittels eines sogenannten Schlickergießverfahrens. Üblicherweise werden zumindest zwei Gießformkomponenten zusammengesetzt, woraufhin ein dazwischen ausgebildeter Gießraum unter Druck mit Schlicker gefüllt wird. Die Druckgießform besteht innenseitig aus einer permeablen bzw. porösen Filterschicht, durch welche die Flüssigkeit des Schlickers hindurchtritt. Auf der Oberseite der Filterschicht bildet sich dadurch aus den festen Bestandteilen des Schlickers ein Scherben, welcher nach Entnahme und Sintern den metallischen oder keramischen Gegenstand ausbildet. Zur Abführung der Flüssigkeit des Schlickers ist der Gießschicht benachbart eine Basisschicht angeordnet, welche der Gießschicht Stabilität bietet und eine Leitungseinrichtung zum Abführen der Flüssigkeit aufweist.A Casting mold as a die-casting mold is used for finishing from Z. As hard-metallic or ceramic objects by means of a so-called Schlickergießverfahrens. Usually at least two mold components are assembled, whereupon a casting space formed therebetween is pressurized is filled with slip. The die casting mold consists on the inside of a permeable or porous filter layer, through which the liquid of the slip passes. On the top of the filter layer is thereby formed from the solid Components of the slip a broken piece, which after removal and sintering the metallic or ceramic article. To drain off the liquid of the slip the casting layer adjacent to a base layer arranged which provides the casting layer stability and a conduit means for discharging the liquid.
Bekannt sind außerdem Gießformen für Niederdruck-Gießverfahren, bei denen Formen aus Gips als Gießformen verwendet werden. Schlicker wird in die Gießform quasi druckfrei oder mit geringem Überdruck eingeleitet. Deshalb werden solche Gießverfahren als Niederdruck-Gießverfahren bezeichnet. Die Entwässerung einer solchen Gießform erfolgt im Wesentlichen durch Kapillarwirkung, indem das Material der Gießform die Flüssigkeit des Schlickers aufnimmt.Known are also casting molds for low-pressure casting, where plaster molds are used as molds. Slip is in the mold virtually without pressure or with initiated slight overpressure. Therefore, such casting methods referred to as low-pressure casting process. The drainage Such a mold is essentially by capillary action, by making the material of the mold the liquid of the slurry.
Bisherige Versuche, eine solche Gießform herzustellen, haben zwar zu verwendbaren Gießformen geführt, jedoch ist die Permeabilität in dem Übergangsbereich zwischen der Filterschicht und der Basisschicht noch nicht befriedigend.Previous Attempts to produce such a mold, although have is led to usable molds, however, is the permeability in the transition region between the filter layer and the base layer is not yet satisfactory.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer solchen Gießform, insbesondere Druckgießform, vorzuschlagen. Insbesondere soll die Leitfähigkeit in dem Übergangsbereich zwischen der reinen Filterschicht und der reinen Basisschicht erhöht werden.The The object of the invention is an improved method for producing such a casting mold, in particular die-casting mold, propose. In particular, the conductivity in the transition region increased between the pure filter layer and the pure base layer become.
Diese Aufgabe wird durch eine Gießformkomponente mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren zum Herstellen einer Gießformkomponente mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.These Task is by a mold component with the features of claim 1 or by a method for producing a Mold component with the features of the claim 6 solved. Advantageous embodiments are the subject dependent claims.
Bevorzugt wird demgemäß eine Gießformkomponente, insbesondere Druckgießformkomponente, mit einer Basisschicht aus einem Basisschichtmaterial aus fest miteinander verbundenen Teilen des Basisschichtmaterials mit einer zum Leiten von Flüssigkeit dimensionierten Basisschicht-Permeabilität, mit einer permeablen Filterschicht mit einer Filterschicht-Permeabilität, welche sich von einer Oberfläche der Basisschicht zu einem Gießraum hin erstreckt und in entgegengesetzter Richtung von der Oberfläche der Basisschicht aus eine Strecke in die Basisschicht eindringt und in diesem Bereich mit der Basisschicht verbunden ist, und mit einer Leitungseinrichtung zum Ableiten von aus dem Gießraum durch die Filterschicht hindurch geströmter Flüssigkeit aus der Basissicht und/oder zum Zuleiten eines Druckmediums in die Basisschicht und durch die Filterschicht zum Ablösen eines im Gießraum gebildeten Scherben, wobei mindestens 70% der Teile des Basisschichtmaterials in der längsten Teileerstreckung einen mittleren Durchmesser kleiner oder gleich 5 mm aufweisen. Dies vermeidet ein Vollaufen der Basisschicht mit Filterschichtmaterial beim Aufbringen der Filterschicht durch eine ausreichende Kapillarwirkung.Prefers Accordingly, a casting component, in particular die-cast component, having a base layer from a base layer material of fixedly interconnected parts the base layer material with a liquid for conducting sized base-layer permeability, with a permeable Filter layer with a filter layer permeability, which is from a surface of the base layer to a casting room extends and in the opposite direction from the surface the base layer penetrates from a distance into the base layer and in this area is connected to the base layer, and with a conduit means for draining from the casting room liquid that has flowed through the filter layer from the basic view and / or for supplying a pressure medium in the Base layer and through the filter layer for detachment of a Shards formed in the casting room, with at least 70% of the Parts of the base layer material in the longest part extension have a mean diameter less than or equal to 5 mm. This avoids straining the base layer with filter sheet material during Applying the filter layer by a sufficient capillary action.
Bevorzugt weisen diese Teile des Basisschichtmaterials in der längsten Teileerstreckung einen größten Durchmesser kleiner 3,5 mm, bevorzugt kleiner 3,0 mm, insbesondere kleiner 2,5 mm auf. Vorzugsweise weisen außerdem mindestens 70% der Teile des Basisschichtmaterials in der kürzesten Teileerstreckung einen größten Durchmesser von mindestens 0,5 mm und mehr auf. Insbesondere eine Ausgestaltung mit mindestens 80% der Teile in einem Bereich von 0,5–3 wird bevorzugt. Dies bewirkt einerseits ein ausreichend tiefes Eindringen des Filterschichtmaterials beim Aufbringen der Filterschicht und gewährleistet andererseits bei der Polymerisation eine noch ausreichende Kanalbreite bzw. Porosität im Filterschichtmaterial im Übergangsbereich zwischen den Teilen der Basisschicht. Dabei können diese Teile des Basisschichtmaterials in der kürzesten Teileerstreckung einen größten Durchmesser von mindestens 0,8 mm, insbesondere mindestens 1,0 mm und mehr aufweisen.Prefers have these parts of the base layer material in the longest Part extension a smaller diameter 3.5 mm, preferably less than 3.0 mm, in particular less than 2.5 mm. Preferably also have at least 70% of the parts of the base layer material in the shortest part extension one largest Diameter of at least 0.5 mm and more. In particular, an embodiment with at least 80% of the parts in a range of 0.5-3 is preferred. On the one hand, this causes a sufficiently deep penetration the filter layer material during application of the filter layer and on the other hand ensures the polymerization in the still sufficient channel width or porosity in the filter layer material in the transition area between the parts of the base layer. These parts of the base layer material in the shortest part extension a largest Diameter of at least 0.8 mm, in particular at least 1.0 mm and more.
Wenn der Anteil an Teilen mit der jeweiligen Teileerstreckung bevorzugt mindestens 95%, vorzugsweise mindestens 98% beträgt, entstehen besonders hohe Permeabilitätswerte im Bereich der Übergangsschicht.If the proportion of parts with the respective parts extension preferred at least 95%, preferably at least 98%, arise particularly high permeability values in the region of the transition layer.
Bevorzugt wird gemäß auch eigenständiger Ausgestaltung ein Verfahren zum Herstellen einer Gießformkomponente, insbesondere Druck-Gießformkomponente, bei dem eine Basisschicht aus einem Basisschichtmaterial, insbesondere einem Schüttgut, durch Formen und Verbinden des Basisschichtmaterials unter Beibehaltung einer Basisschicht-Permeabilität zum Leiten von Flüssigkeit ausgebildet wird und nachfolgend eine permeable Filterschicht auf eine Oberfläche der Basisschicht derart aufgebracht wird, dass die Filterschicht sich von einer Oberfläche der Basisschicht zu einem Gießraum hin erstreckt und in entgegengesetzter Richtung von der Oberfläche der Basisschicht aus eine Strecke in die Basisschicht eindringt und in diesem Bereich mit der Basisschicht verbindet, wobei die Basisschicht vorgeformt so in eine Vorform gesetzt wird, dass die Basisschicht von allen Wandungen der Vorform beabstandet ist und erst danach Filterschichtmaterial zum Ausbilden der Filterschicht in die Vorform gegossen wird. Eine solche Form bietet eine besonders gute Anbindung der Filterschicht an die Basisschicht selbst dann, wenn eine Verzahnung nicht oder nur in geringem Maße erfolgt.Prefers will be according to independent design a method for producing a mold component, in particular pressure casting component, wherein a base layer from a base layer material, in particular a bulk material, by molding and bonding the base layer material while retaining a base layer permeability for conducting liquid is formed and subsequently on a permeable filter layer a surface of the base layer is applied in such a way that the filter layer extends from a surface of the base layer extending to a casting room and in opposite Direction from the surface of the base layer of a route penetrates into the base layer and in this area with the base layer connects, with the base layer preformed so in a preform is set that the base layer of all walls of the preform is spaced and only then filter layer material for forming the filter layer is poured into the preform. Such a form offers a particularly good connection of the filter layer to the base layer itself then, if a gearing is not or only to a small extent he follows.
Nach Aushärten der Filterschicht wird die Vorform vorzugsweise entfernt und eine nicht permeable Beschichtung auf den nicht dem Gießraum zugewandten Seiten der die Basisschicht umgebenden Filterschicht aufgebracht wird. Dadurch kann ein Unter- oder Überdruck, der im freien Raum innerhalb der Basisschicht angelegt wird, nur zur offenen Seite der Filterschicht, d. h. zum Gießraum hin wirken.After curing of the filter layer, the preform is preferably removed and a non-perme depositing coating on the non-casting space facing sides of the base layer surrounding the filter layer is applied. As a result, a negative or positive pressure which is applied in free space within the base layer, only to the open side of the filter layer, ie act to the casting room.
Die vorgeformte Basisschicht kann zum beabstandeten Halten der Basisschicht von zumindest einer der Wandungen der Vorform mittels zumindest einer Leitungseinrichtung in der Vorform eingesetzt werden, wobei die Leitungseinrichtung zum Ableiten von Flüssigkeit von der Basisschicht aus der Gießformkomponente heraus und/oder zum Einleiten von Gas oder Druckluft in die Basisschicht hinein dimensioniert gewählt wird. Dies bietet eine Doppelfunktionalität bei der Herstellung bzw. bei der späteren Verwendung der Gießformkomponente.The preformed base layer may be used to hold the base layer spaced apart of at least one of the walls of the preform by means of at least one Conduit can be used in the preform, the Conduit for draining liquid from the Base layer of the mold component out and / or for introducing gas or compressed air into the base layer dimensioned is selected. This offers a dual functionality during manufacture or later use of the Gießformkomponente.
Beansprucht wird eigenständig auch eine Verwendung eines derartigen Verfahrens zum Herstellen einer solchen Gießform.claimed is independently a use of such Method for producing such a casting mold.
Sowohl eine solche Gießformkomponente als auch ein solches Verfahren sind vorteilhaft, wenn die Basisschicht aus Teilen eines mineralischen Materials, insbesondere Stein oder Glas, und/oder eines Kunststoffmaterials besteht bzw. hergestellt wird. Verwendbar sind dadurch kostengünstig bereitstellbare Schüttgüter, welche zugleich eine hohe Festigkeit bieten.Either such a mold component as well as such a method are beneficial if the base layer consists of parts of a mineral Material, in particular stone or glass, and / or a plastic material exists or is produced. Usable thereby are inexpensive Provable bulk materials, which at the same time a offer high strength.
Das Basisschichtmaterial kann zu dessen Verbindung auf einfache Art und Weise aus miteinander verklebten Teilen des Basisschichtmaterials vorgeformt ausgebildet werden.The Base layer material can be easily connected to its compound and manner of bonded parts of the base layer material be formed preformed.
Die Basisschicht-Permeabilität der Basisschicht ist bevorzugt größer, insbesondere mehr als eine Zehner-Potenz größer als die Filterschicht-Permeabilität der Filterschicht.The Base layer permeability of the base layer is preferred greater, in particular more than a power of ten greater than the filter layer permeability the filter layer.
Die Filterschicht kann aus einem Filterschichtmaterial ausgebildet werden, welches mit dem Basisschichtmaterial und/oder mit einem Überzug über dem Basisschichtmaterial verklebt bzw. verklebt wird. Das Filterschichtmaterial kann insbesondere aus einem Kunststoff, vorzugsweise aus Polyurethan oder Polymetylmetacrylat bestehen.The Filter layer can be formed from a filter layer material, which with the base layer material and / or with a coating over the base layer material is glued or glued. The filter layer material can in particular of a plastic, preferably polyurethane or polymethyl methacrylate.
Die Strecke des Eindringens der Filterschicht in die Basisschicht ist so gewählt, dass zumindest eine Schicht aus Teilen der Basisschicht davon umgriffen oder hintergriffen wird. Insbesondere das Hintergreifen wird besonders bevorzugt, da dadurch eine Verzahnungswirkung entsteht, welche selbst ohne eine feste Verbindung der Materialien der Basisschicht und der Filterschicht miteinander einen guten Halt der Filterschicht an der Basisschicht gibt. Die fertiggestellte Filterschicht weist bevorzugt eine Permeabilität und/oder Porosität mit Kanälen von 5 bis 50 μ auf.The Range of penetration of the filter layer in the base layer is chosen so that at least one layer of parts of the Base layer is encompassed or trapped behind. Especially the engagement behind is particularly preferred, as a result of a Verzahnungswirkung arises, which itself without a firm connection of the materials the base layer and the filter layer together a good grip the filter layer at the base layer gives. The finished one Filter layer preferably has a permeability and / or Porosity with channels from 5 to 50 μ on.
Bevorzugt werden somit Gießformkomponenten in verschiedenen auch untereinander kombinierbaren Ausgestaltungen und kombinierbaren Herstellungsverfahren, um aus vorzugsweise mehreren solchen Gießformkomponenten eine Gießform mit einem Gießraum zwischen den einander zugewandten Filterschichten der Gießformkomponenten zusammenzusetzen.Prefers Thus, casting mold components in different are also mutually combinable embodiments and combinable Manufacturing method to preferably from several such mold components a mold with a casting space between the facing filter layers of the mold components reassemble.
Eigenständig beansprucht werden gegossene Artikel, welche unter Verwendung einer solchen Gießform und/oder mit einem solchen Verfahren gegossen wurden.independently claimed are molded articles which are made using a poured into such mold and / or with such a method were.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei werden verschiedene Ausführungsformen bezüglich gemeinsamer Komponenten und Funktionen gemeinsam beschrieben. Es zeigen:The The invention will be explained in more detail with reference to the drawing. In this case, various embodiments with respect common components and functions together. It demonstrate:
Wie
aus den Figuren, insbesondere aus
Die
Leitungseinrichtung
Die
zweite Leitungseinrichtung
Die
zweite Leitungseinrichtung
Optional
ist insbesondere im Fall eines Niederdruck-Gießverfahrens
außenseitig an dem Rohr, außerhalb der Gießform
oder nur in einem Bereich der Lücke in der Beschichtung
Beim
Fertigen eines keramischen Artikels wird in den Gießraum
Zum
Herstellen einer solchen Gießform wird in einem ersten
Arbeitsschritt die Basisschicht
Der
Kleber als das Bindemittel B vernetzt vorzugsweise die Oberflächen
der einzelnen Teile T des Schüttguts derart, dass einerseits
eine ausreichende Festigkeit gewährleistet wird und andererseits
eine möglichst hohe Permeabilität k2 ermöglicht wird.
Die Permeabilität k2 in der Basisschicht
Nach
dem ausreichenden Aushärten des Bindemittels B bzw. Verfestigen
der Basisschicht
Als
Filterschichtmaterial
Durch
das teilweise Eindringen des Filterschichtmaterials
Bei
der ersten Ausführungsform, welche anhand der
Besonders
bevorzugt wird dabei eine Körnung des Basisschichtmaterials
aus Teilen mit einem mittleren Durchmesser von 0,8 mm bis zu 3,0
mm. Versuche haben ergeben, dass in begrenztem Mengengehalt von
insbesondere weniger als 30% der Körner der Basisschicht
Bevorzugt
wird daher ein Basisschichtmaterial aus Teilen T mit einem Durchmesserbereich
von 0,8 mm bis 3,0 mm. Besonders vorteilhaft zeigte sich gemäß erster
Untersuchungen ein Durchmesserbereich von 1,0–2,5 mm. In
diesem Durchmesserbereich dringt das Filterschichtmaterial
Gemäß einem
weiteren eigenständigen Aspekt erfolgt die Herstellung
der Gießform nicht durch das Einfüllen der Materialien
in eine feste Wandung
Dabei
ist das geformte und verfestigte Material der Schicht
Nachfolgend
wird dann das Filterschichtmaterial in diese zweite Fertigungsform
eingegossen, so dass das Filterschichtmaterial beim Ausbilden der
Filterschicht
Zwischen
dem in
Außerdem
wird die Anordnung aus der Basisschicht
Neben
den Rohren als Leitungseinrichtungen
Bei
der Abstützung der Basisschicht
Unter einem Schüttgut als Basisschichtmaterial ist insbesondere ein schüttfähiges Gut zu verstehen, z. B. ein Granulat, Körner oder sonstigen Partikel. Das Schüttgut kann aus verschiedenartigen insbesondere druckbeständigen und flüssigkeitsbeständigen Materialien bestehen. Dimensionsangaben beziehen sich vorzugsweise auf mittlere Dimensionen.Under a bulk material as a base layer material is in particular to understand a pourable good, z. B. a Granules, grains or other particles. The bulk material can be made of various types, especially pressure-resistant and liquid-resistant materials. Dimensions are preferably in terms of average dimensions.
Dabei
beziehen sich die angegebenen Untergrenzen eines als Ausschnittsvergrößerung
in
Die Untergrenze stellt in der kürzesten Dimensionserstreckung y die größte Länge des Teils T innerhalb der kürzesten Dimensionserstreckung y bzw. Dimensionsrichtung quer zu dieser Dimensionserstreckung y dar. Die Untergrenze beträgt vorzugsweise mindestens 0,5 mm oder mehr, insbesondere 0,8 mm und besonders bevorzugt 1,0 mm.The Lower limit puts in the shortest dimension extension y the largest length of the part T inside the shortest dimension extension y or dimension direction transverse to this dimension extension y. The lower limit is preferably at least 0.5 mm or more, in particular 0.8 mm, and particularly preferred 1.0 mm.
Entsprechend beziehen sich die angegebenen Obergrenzen eines Korns bzw. Teils T des Basisschichtmaterials bei einem nicht kugelsymmetrischen Teil T auf eine Erstreckung in der längsten bzw. breitesten oder höchsten Dimensionserstreckung x des Teils T. Unter einem mittleren Durchmesser in der größten Dimensionserstreckung x bzw. Dimension des Teils wird die mittlere Länge innerhalb dieser Dimensionserstreckung x bzw. Dimensionsrichtung verstanden. Die Obergrenze beträgt vorzugsweise höchstens 5 mm, insbesondere höchstens 3,5 mm oder weniger, insbesondere 3,0 mm und besonders bevorzugt 2,5 mm.Corresponding refer to the specified upper limits of a grain or part T of the base layer material in a non-spherically symmetric part T on an extension in the longest or widest or highest dimension extension x of the part T. Sub a mean diameter in the largest dimension extension x or dimension of the part becomes the mean length within it Dimension extension x or dimension direction understood. The Upper limit is preferably at most 5 mm, in particular at most 3.5 mm or less, in particular 3.0 mm and more preferably 2.5 mm.
Vorzugsweise erstrecken sich alle Dimensionen der jeweilig betrachteten Teile vollständig zwischen den genannten Grenzmaßen.Preferably extend all dimensions of the respective considered parts completely between the mentioned limits.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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