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Die
Erfindung betrifft ein verlorenes Gießmodell zum Gießen
eines Gußteils gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie ein Gießverfahren unter Verwendung
eines verlorenen Gießmodells gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 6.
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Lost
Foam-Gießen (evaporatives Gießen bzw. Gießen
mit expandierten Modellen) gehört zu den Gießverfahren
mit verlorenem Modell, wozu auch das Vollformverfahren, Vakuumformenverfahren
und Feingussverfahren gehören. Das Verfahren ist eine relativ
neue Metallgusstechnik, die zum Gießen von sowohl Eisen-
als auch Nichteisenkomponenten verwendet werden kann, wobei Formmodelle üblicherweise
aus EPS (EPS – Expandiertes Polystyrol) hergestellt werden.
Der wichtigste Vorteil des Lost Foam-Verfahrens ist die große
geometrische Freiheit der Gussteile, die mit anderen Gießverfahren entweder
schwer erreichbar ist oder nur bei weit höheren Kosten.
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Es
gibt noch eine Reihe weiterer Vorteile des Lost Foam-Verfahrens,
die im Folgenden aufgeführt sind:
- – Gusstoleranzen
sind besser als beim Kokillen- oder Sandguss,
- – Oberflächenrauhigkeit ist besser als beim üblichen
Schwerkraft-Sandguss,
- – die Bearbeitungszugaben können durch endabmessungsnahes
Gießen (Near Net Shape) und minimalen Modellschrägen,
die max. 0,5° betragen, reduziert werden,
- – Entfall einer aufwendigen Formstoffregenerierung
und Formstoffaufbereitung,
- – geringer Formkastenverschleiß durch einteilige Formen,
- – geringer Investitionsaufwand im Formenkreislauf und
in der Putzerei,
- – verringerter Putzaufwand durch leicht entfernbaren
Formsand und Wegfall von Grat durch die nicht vorhandene Teilungsebene,
- – wegen des Formstoffs ohne Bindemittelzusatz kann
der Formstoff wieder verwendet und im Umlauf eingesetzt werden,
- – durch den Wegfall der Kerne entsteht keine Kernbinderzersetzung
mit ihren negativen Auswirkungen auf die Umwelt und die Gebrauchsfähigkeit
des Umlaufsandes beim Gießen, und
- – Emissionen aus der Schaumstoffzersetzung fallen nur
an drei Stellen (Gießen, Ausleeren und Regenerieren) konzentriert
an. Diese entstandenen Emissionen können durch Biofilter
gezielt am Ort der Entstehung abgesaugt und gereinigt werden.
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Trotz
der Vielzahl von oben genannten Vorteilen weist das Lost Foam-Verfahren
einige Nachteile auf.
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Infolge
der Zersetzung des Polystyrols des Gießmodells beim Gießen
kann es zu Gussfehlern wie Glanzkohlenstoffeinschlüssen
bei Gusseisenlegierungen, Aufkohlung bei Stahlguss, und Gasporosität
oder Einschließen von Zersetzungsreste bei Nichteisenmetall-Guss
kommen.
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Das
Gießergebnis hängt direkt von der Qualität
der Gießmodelle ab. Da die Schaummodelle des Lost Foam-Verfahrens
aus kleinen Perlen bestehen, ist die Wahrscheinlichkeit der inhomogenen
Dichteverteilung oder Verschweißungsgrad im Modell hoch, was
die Modellqualität und somit das Gießergebnis negativ
beeinflussen kann.
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Ferner
lassen sich Wanddicken der Gießteile von unter 2.5–3
mm mit dem Lost Foam-Verfahren nur schwer realisieren. Dies ist
einerseits in der komplexen Herstellung von dünnwandigen
Schaummodelle begründet und liegt anderseits an den Kaltläufen,
die beim Gießen von solchen Modellen aufgrund des starken
Wärmeentzugs der Schmelze auftreten.
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Die
Offenlegungsschrift
DE
2119252 beschreibt die Verwendung von Polyurethan als Modellwerkstoff
für die Herstellung von künstlerisch gestalteten
Gießobjekten. In diesem Zusammenhang wurde bei mehreren
Forschungsprojekten der Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen wie
Stärke oder Zellulose geprüft. Jedoch ist die
Qualität der Modelle bach aktuellem Stand für
den Serieneinsatz noch nicht ausreichend.
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Um
die Oberfläche der Gießteile gezielt zu beeinflussen,
können beispielsweise die Parameter beim Fertigschäumen
geändert werden, wie dies in
EP 0 149 212 A2 beschrieben wird. Dabei wird
mittels Vakuum ein ”Bügeleffekt” der
fertig geschäumten EPS-Modell erzielt. Dadurch wird die
Oberfläche zwar glatter als ohne den Einsatz von Vakuum,
dies wird aber mit höherem Energieverbrauch bei der Herstellung
erkauft. Weiterhin nimmt die Dichte des Modells an der Oberfläche
zu, was die Inhomogenität des Modells verstärkt
und das Vergasen des Modell erschwert, was wiederum zu einer Beeinträchtigung der
Gießgeschwindigkeit und Gieß-Qualität
führt.
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Zur
Verbesserung der Oberfläche und zur Erzielung einer höheren
Qualität können ferner Vakuumformverfahren eingesetzt
werden. Dabei wird eine durch Erwärmung gut verformbare
Kunststoffolie von 0,05 bis 0,1 mm Dicke auf das Modell gesaugt,
d. h. tief gezogen, wobei als Modell zur Vorlage ein Dauermodell
verwendet wird. Anschließend wird bindefreier Sand auf
die Folie geschüttet und die Verfestigung des Formsandes
erfolgt durch Anlegen eines Unterdruckes von ca. 0,3 bis 0,6 bar
im Inneren des Modells. Durch das Vakuum entstehen Reibungskräften zwischen
den Sandkörnern, so dass eine Verfestigung zwischen ihnen
eintritt. Danach wird das Modell wieder abgezogen. Beide Seiten,
also Ober- und Unterkasten, werden auf diese Art geformt und das
Vakuum wird während des Gießens aufrecht erhalten. Allerdings
ist es mit diesem Verfahren nicht möglich komplexe Modelle
mit Hohlräumen herzustellen und das Verfahren ist nicht
geeignet für die Herstellung großer Serien, da
die Modelle nicht vorgefertigt werden können.
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In
der Offenlegungsschrift
DE
1927538 mit dem Titel ”Verlorenes Modell für
Gießmodelle aus Kunststoff” wird ein Verfahren
beschrieben, bei dem einzelne hohle Modelle aus Kunststoffplatten
und Kunststoffstäbchen zusammengeklebt oder mittels Verbinderelemente
zusammengefügt werden. Anschließend werden diese
Modelle in bindefreiem Sand eingebettet und der Guß durchgeführt.
Nachteil dieses Verfahren ist die sehr geringe Genauigkeit und Reproduzierbarkeit
der Modelle aufgrund der manuellen Fertigung sowie die begrenzte
geometrische Freiheit bei der Gestaltung der Modelle. Daher kann
das Verfahren nicht in der Serienproduktion eingesetzt werden.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gießform/-modell
und ein Gießverfahren zu schaffen, mit welchem geringere
Wandstärken zu erzielen sind, ohne die geometrische Gestaltungsfreiheit
zu verlieren.
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Die
Aufgabe wird durch eine verlorene Gießform mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2 sowie durch ein Gießverfahren
mit den Merkmalen des Anspruchs 10, welches auf einer verlorenen
Gießform basiert, gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen
des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das
erfindungsgemäße verlorene Gießmodell
zum Gießen von Gussteilen ist ein positives Gießmodell
des zu gießenden Gussteils, wobei das verlorene Gießmodell
hohl ist und aus einer Kunststofffolie vorgegebener Festigkeit gefertigt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das
erfindungsgemäße verlorene Gießmodell
ein oder mehrere Segmente auf, wobei mindestens ein Segment aus
einer Kunststofffolie vorgegebener Festigkeit gefertigt wird und
wobei dieses mindestens eine Segment hohl ist.
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Die
Außenhaut des Gießmodells oder des mindestens
einen Segments besteht erfindungsgemäß aus einer
Folie, die durch eine geeignetes Verfahren zu der gewünschten
Geometrie umgeformt wird. Durch das hohle Gießmodell reduziert
sich die Reaktionszone auf die Wände des Modells, wodurch der
Schmelze während de Formfüllung die Wärme
im wesentlichen im Randbereich entzogen wird. Daher kann mit einer
niedrigeren Schmelztemperatur gearbeitet werden und der Guss dünnwandiger
Gussteile ist möglich. Ein weiterer Vorteil derartiger
Gießformen ist die Erzielung einer geringern Oberflächenrauheit
des Gussteils, da die Außenhaut des Gießmodells
aufgrund der verwendeten Folie sehr glatt ist. Ferner kann die Qualität
des Gießmodells einfach kontrolliert werden, da sich die
Qualitätskontrolle auf die Kontrolle der sichtbaren Außenhaut
des Gießmodells beschränkt und sich die Kontrolle
optisch kostengünstig realisieren lässt. Weitere
Vorteile sind in der Darstellung der bevorzugten Ausführungsformen ergeben.
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Die
vorgegebene Festigkeit der Kunststofffolie wird vorzugsweise durch
eine vorgegebene Härte der Kunststofffolie und/oder durch
geeignete Verstärkungen der Kunststofffolie erzielt. Mit
einer vorgegebenen, an die aktuellen Begebenheiten eines Abgusses
angepassten Härte der Kunststofffolie in Verbindung mit
der Dicke der verwendeten Kunststofffolie läst sich eine
vorgegebene Festigkeit des Gießmodells erzielen. Fernen
kann es notwendig sein, die Festigkeit des hohlen Gießmodells
bzw. des hohlen Gießsegments durch geeignete Verstärkungen
zu erhöhen. Verstärkungen können dabei
durch zusätzliche Rippen oder dergleichen realisiert werden.
Eine Erhöhung der Festigkeit kann ferner durch Wahl einer
entsprechenden Geometrie des Gießmodels bzw. des Gießsegments
erfolgen. So ist es offensichtlich, dass runde Strukturen aufgrund
ihrer Geometrie eine höhere Festigkeit aufweisen als planare Strukturen.
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Vorzugsweise
wird als Kunststofffolie ein thermoplastischer Kunststoff verwendet.
Beispiele möglicher thermoplastischer Kunststoffe sind
PET (Polyethylenterephtalat), PE (Polyethylen) und CPET (Crystalline
Polyethylentherephtalate), wobei die Aufzählung nicht abschließend
ist. Die Dichten der verwendeten Folien liegen zwischen 600 und
1200 g/l. Es können auch thermoplastische Kunststoffe auf Basis
von nachwachsenden Rohstoffen verwendet werden. Da die Gießmodelle
aus einer thermoplastischen Kunststofffolie bei Raumtemperatur mechanisch
fest sind, tritt kein oder nur ein sehr geringes Schwindungsverhalten
ein.
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Vorzugsweise
liegt die Dicke der Kunststofffolie in einem Bereich von 0,01 mm
bis 1 mm. Mit den Foliendicken dieses Intervalls [10 μm,
1 mm] ist es je nach Größe des gewünschten
Gussteils möglich ein stabiles hohles Gießmodell
herzustellen. Insbesondere werden Foliendicken von 20 μm
bis 150 μm bevorzugt verwendet. Weiterhin können
die Wandstärken der Gießmodelle bzw. der hohlen
Gießsegmente lokal unterschiedliche Werte aufweisen, beispielsweise
indem Kunststofffolien unterschiedlicher Dicke für unterschiedliche
Teile des Gießmodells oder für die Gießsegmente
verwendet werden. Mit anderen Worten, mittels der Verwendung unterschiedlicher Wandstärken
kann eine unterschiedliche Festigkeit erzielt werden.
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Vorzugsweise
wird das verlorene Gießmodell oder die Segmente des Gießmodells
durch Thermoformen, Blasformen oder Streckblasformen aus der Kunststofffolie
hergestellt. Das Thermoformen ist ein technisch ausgereiftes und
weit verbreitetes Massenfertigungsverfahren. Daher ist es möglich
Gießmodelle mittels bestehender industrieller Anlagen zur Herstellung
von Verpackungen anzufertigen, was die Kosten der Herstellung der
Gießmodelle reduziert.
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Bei
komplexen Gießmodellen kann das Gießmodell aus
mehreren Segmenten bestehen, wobei die einzelnen Segmente hohl sind
und aus Kunststofffolie geeigneter Härte gefertigt sind.
Die einzelnen Segmente können dabei mit hoher geometrischer
Genauigkeit hergestellt wird, so dass das aus den einzelnen Segmenten
bestehende komplexe Gießmodell ebenfalls eine hohe Genauigkeit
aufweist. Die Segmente können miteinander verklebt und/oder
ineinander gesteckt werden.
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Vorzugsweise
kann das verlorenen komplexe Gießmodell neben den bereits
beschriebenen Hohlsegmenten aus Kunststofffolien ein oder mehrere
Schaumsegmente aufweisen. Mit anderen Worten, erfindungsgemäß können
die Hohlsegmente mit Schaumsegmenten kombiniert werden, wodurch
die Möglichkeiten der Herstellung von Gießmodellen
erweitert werden.
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Insbesondere
können die eingesetzten Kunststofffolien eine vorgegebene
Gasdurchlässigkeit aufweisen, wodurch unter Umständen
auf die Verwendung von Schlichte beim Gießen verzichten werden
kann. Die Gasdurchlässigkeit kann durch verschiedene Maßnahmen
bewirkt werden. So kann die Gasdurchlässigkeit eine Materialeigenschaft
der verwendeten Kunststofffolie sein oder die Gasdurchlässigkeit
kann durch eine Perforierung der Kunststofffolie bewirkt werden.
Um die gewünschte Gasdurchlässigkeit zu erzielen,
ist weiterhin möglich eine Kunststofffolie entsprechend
einer vorgegebenen Gasdurchlässigkeit zu perforieren.
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Das
erfindungsgemäße Gießverfahren mit verlorener
Form, welches auch als HP-Gießverfahren (Hollow Pattern
Casting) bezeichnet wird, weist die folgenden Schritte auf:
- – Erzeugen eines oder mehrerer verlorener
Gießmodelle wie im Vorangegangenen beschrieben,
- – Einformen des oder der Gießmodelle in einen Formenkasten
mittels ungebundenen und/oder gebundenen Formstoff und Verdichten
des Formstoffes,
- – Durchführen des Abgusses, und
- – Ausformen des Gussteils nach Abkühlung.
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Als
Formstoff kommt vorzugsweise Formsand oder keramische Partikel zum
Einsatz, alternativ können auch metallische Formstoffe
analog zum Magnetform-Verfahren eingesetzt werden.
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Vorzugsweise
wird das oder die Gießmodelle einem Schlichtvorgang unterzogen,
d. h. beispielsweise mit einer Keramikglasur in bekannter Weise überzogen.
Bei einem Einsatz von gasdurchlässigem Folienmaterial kann
unter Umständen auf die Schlichte verzichtet werden.
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Insbesondere
können mehrere Gießmodelle vor dem Schritt des
Schlichtens bzw. vor dem Einformen zu einer Gießtraube
zusammengefügt werden.
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Zum
Einformen kann als Formsand bindefreier Sand oder auch gebundener
Sand verwendet werden. Bezüglich des Formsandes wird in
der Regel Quarzsand eingesetzt, welcher ein Schüttgewicht von
ca. 1,5 kg/qdm erreicht (kg/qdm = Kilogramm pro Quadratdezimeter).
Durch Verdichtung beim Einformen werden Dichtewerte bis ca. 2,6
kg/qdm, wobei die Sandsäule über dem Gießmodell
bei maximal 100 cm liegt. Bei der Auswahl der Festigkeit des Gießmodells
bzw. der Hohlsegmente sind diese Werte zu berücksichtigen.
Für Sonderanwendungen können auch andere Formstoffe
wie beispielsweise Chromsand oder Zirkonsand eingesetzt werden.
Hier kann die Dichte bis 4,1 kg/qdm ansteigen. Bezüglich der
keramischen Formstoffe kann Mullit verwendet werden.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend
anhand der Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt
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1 eine
schematische Darstellung eines Hohlmodells,
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2 den
Zersetzungsverlauf beim Lost Foam-Verfahren, und
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3 den
Zersetzungsverlauf beim erfindungsgemäßen HP-Verfahren.
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1 zeigt
ein Beispiel eines perspektivischen Schnitts eines Hohlmodells 1 einer
zu gießenden Struktur, wobei der Hohlraum 2 des
Hohlmodells 1 durch Folienwände 3 und 4 gebildet
wird. Wie bereits erwähnt, werden beim erfindungsgemäßen HP-Gießverfahren
positive Hohlmodelle 1 des zu fertigenden Gießteils
aus einer Kunststofffolie geeigneter Härte gefertigt. Dabei
werden die die Außenhaut bildenden Folienwände 3, 4 aus
einer Folie beispielsweise mittels Thermoformen zu der gewünschten Geometrie
umgeformt. Das Thermoformen kann beispielsweise mittels der Verwendung
eines Stempels, durch Vakuum oder durch Überdruck in bekannter Weise
erfolgen.
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Das
fertige hohle Gießmodell 1 ist bei Raumtemperatur
mechanisch fest und kann vor dem Einbetten in Sand produziert und
gelagert werden, ohne dass ein Schrumpfen des Modells 1 wie
bei Schaummodellen zu befürchten ist.
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Bei
komplexen Geometrien werden, ähnlich wie beim Lost Foam-Verfahren,
zuerst mehrere Segmente hergestellt und anschließend miteinander
verklebt oder verschweißt. Aufgrund der hohen Konturgenauigkeit
der Gießmodelle 1 bei diesem Verfahren besteht
die Möglichkeit auf Klebstoff zu verzichten und die Modellsegmente
ineinander zu stecken.
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Bei
Bedarf ist es auch möglich, die Hohlsegmente mit Schaumsegmenten
zu kombinieren und somit Modelle herzustellen die die Vorteile von Schaum-
und Hohlmodelle vereinen.
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Die
Gießmodelle können ähnlich wie beim Lost
Foam-Verfahren zu einer Gießtraube zusammengeklebt werden.
Das Angusssystem, auf dem die Teile zu einer Gießtraube
geklebt werden, kann wie beim Lost Foam-Verfahren aus Schaum bestehen.
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2 zeigt
den Zersetzungsverlauf eines eingeformten Schaummodells beim Lost
Foam-Verfahren in schematischer Darstellung. Dargestellt ist eine
Gießform 10, die aus einem eingeformten Gießmodell 11 aus
Styropor gebildet wird. Dabei wurde das Gießmodell 11 vor
dem Einformen in bekannter Weise mit einer Schlichte 12 überzogen
und anschließend mittels vorzugsweise ungebundenen Sandes 13 eingeformt.
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Dargestellt
ist die in die Gießform 10 einströmende
Schmelze 15, die mit dem Styropor des Gießmodells 11 reagiert
. In der schematisch dargestellten Reaktionszone 14 wird
das Polystyrol zersetzt, was in der Schmelze 15 zu eingeschlossenen
Zersetzungsprodukten 19 und damit zu Fehlerstellen im fertigen
Gießteil führen kann. In der Reaktionszone bildet
sich ein flüssiger Bereich 16 oberhalb der Schmelze 15 aus,
wobei sich oberhalb des flüssigen Bereich noch ein fester
Bereich 18 des Gießmodells 11 befindet,
d. h. ein Bereich, in den die Schmelze 15 noch nicht vorgedrungen
ist und das Polystyrol sich noch im festen Zustand befindet. Unterhalb
des flüssigen Bereichs 16 ist ein gasförmiger
Bereich 17 der gasförmigen Zersetzungsprodukte
des Polystyrols zwischen der Oberfläche der Schmelze 15 und
dem flüssigen Bereich 16 angeordnet. Die Vor-
und Nachteile des anhand der 2 beschriebenen
Lost Foam-Gießverfahrens wurden bereits im Vorangegangenen
beschrieben.
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3 zeigt
eine Momentaufnahme der Formfüllung mit Schmelze analog
zu 2 in schematischer Darstellung, wobei hier anstelle
eines Schaummodells ein hohles Folienmodell 20 verwendet
wird, welches durch Folienwände 21 gebildet wird und
im eingeformten Zustand eine Gießform 10 bildet.
Zur Einformung wurde das Folienmodell 20 mit den in der
Momentaufnahme noch vorhandenen Folienwänden 21 mit
einer Schlichte 12, beispielsweise einer Keramikglasur, überzogen
und anschließend mit ungebundenem Sand 13 umgeben,
wobei der Sand 13 durch Vibration in eine kompakte Form übergeführt
wurde.
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Durch
die einströmende Schmelze 15 füllt sich
der Hohlraum des Folienmodells 20, wobei nur die Folienwände 21 durch
die Hitze der Schmelze zersetzt werden. Dies ist in 3 schematisch
durch die beiden Reaktionszonen 22 und 23 dargestellt. Oberhalb
der Schmelze 15 ist ein Formhohlraum 24, der durch
die aufsteigende Schmelze 15 gefüllt wird. Durch
das hohle Gießmodell 20 reduziert sich die Reaktionszone 14 von
der gesamten Schmelzefront 16 beim Lost Foam-Verfahren
in 2 auf die beiden Ränder 22, 23 des
Modells 20 beim HP-Verfahren.
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Da
das Gießmodell 20 hohl ist und nur die Folienwände 21 zersetzt
werden müssen, ist trotz der im Vergleich zu Schaummodellen
höheren Dichte der Folienwände 21 der
Energiebedarf gering und die Energie zur Zersetzung der Folienwände
wird nur im Randbereich der Geometrie von der Schmelze 15 abgeführt.
Damit ist eine schnellere Erstarrung mit feinerem Gefüge
im Randbereich möglich. Gleichzeitig wird der Schmelze 15 im
Innern der Geometrie, d. h. des hohlen Gießmodells 20,
weniger Energie entzogen, was zu einer Verbesserung der Formfüllung
beitragen kann.
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Weiter
ist die Wahrscheinlichkeit eines Einschlusses von Zersetzungsresten
des Modellmaterials in der Schmelze 15 gering.
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Weitere
Vorteile des HP-Verfahrens bzw. der entsprechenden Gießmodelle
werden im Folgenden genannt.
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Da
die Außenhaut des Modells 20 die für eine
Kunststofffolie typische Ruhigkeit aufweist und die Schmelze die
Geometrie wie auch die Oberfläche exakt abbildet, ist die
Oberflächenrauheit bei Bauteilen, die mit dem HP-Verfahren
gegossen werden, niedriger als bei den konventionellen Verfahren.
Dabei hängt die erzielte Oberflächenqualität
bei dem HP-Verfahren von dem verwendeten Modellmaterial ab, liegt
aber bei ähnlichen Werten wie beim Druckgussverfahren.
Dieser Vorteil ist besonders wichtig für das Gießen
von Bauteilen, die komplexe Flüssigkeitskanäle
beinhalten.
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Die
Schwankungen der Qualität von den Modellen des HP-Verfahrens
sind sowohl zwischen den Modellen einer Serie als auch innerhalb
eines Modells gering. Weiterhin ist der Zusammenhang zwischen Modellqualität
und Gießergebnis bei dem HP-Verfahren klein, da die Zersetzung
nur an der Oberfläche des Modells und nicht über
den gesamten Volumen stattfindet. Dies sichert die Qualität
bei dem HP-Verfahren auf hohem Niveau. Der geringe Einfluss von
Modellqualität auf das Gießergebnis beim HP-Verfahren
macht es möglich, die Modelle bei den bestehenden Verpackungsindustrieanlagen
fertigen zu lassen um die Kosten für deren Herstellung
zu reduzieren.
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Bei
den innen hohlen Gießmodelle, die nur aus Außenhaut
bestehen, entfällt die schwierige Kontrolle der Dichteinhomogenität
und Verschweißungsgrad im Inneren des Modells. Die Qualitätskontrolle
bei den Modellen des HP-Verfahres beschränkt sich auf die
Kontrolle der sichtbaren Außenhaut des Modells und kann
optisch kostengünstig realisiert werden.
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Ferner
ist die Modellherstellung bei dem HP-Verfahren zur Herstellung von
Gießmodellen kostengünstig und wenig umweltbelastend.
Insbesondere sind für die Herstellung von Gießformen
für das HP-Verfahren relativ geringe Investitionskosten hinsichtlich
Maschinen und Produktionshallen notwendig, was zu weiteren Einsparungen
bei der Herstellung von Gießmodellen führt, da
das Thermoformen ein technisch ausgereiftes, und weit verbreitetes Massenfertigungsverfahren
ist.
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Die
Modelle für das HP-Verfahren lassen sich mit hoher Konturgenauigkeit
fertigen, was sich positive auf die Maßhaltigkeit der Gussteile
bei dem HP-Verfahren auswirkt. Dieser Vorteil ermöglicht auch
eine genaue Beschriftung der Modelle des HP-Verfahrens und Beschriftungen
oder Logos lassen sich auf den fertigen Gussteile gut darstellen.
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Da
die Modelle des HP-Verfahrens keine Treibmittel oder Feuchtigkeit
enthalten, zeigen die Gießmodelle ein geringes Schwindungsverhalten.
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Ferner
lassen sich HP-Modelle herzustellen, deren Wände dünner
als 3 mm sind, womit sich mit dem HP-Verfahren sehr dünnwandige
Gussteile herstellen lassen.
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Auch
ist die Möglichkeit zum Einsatz von verschiedenen Materialien
für die Herstellung von Gießmodellen, darunter
auch aus nachwachsenden Rohstoffen, gegeben.
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Beim
Einsatz von Modellen aus gasdurchlässigen Folienmaterial
ist es auch möglich auf Schlichte zu verzichten.
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Mit
dem HP-Gießverfahren lassen sich folglich Gussteile herstellen,
die mit anderen Verfahren aufgrund der geometrischen Komplexität
oder der Anforderungen an die Oberflächenrauheit, Dünnwandigkeit
oder Qualität, nicht herstellbar sind.
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Das
Verfahren kann sowohl für Eisen- wie auch für
Nichteisen Legierung eingesetzt werden.
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Das
Verfahren kann auch mit dem Lost Foam-Verfahren kombiniert werden,
d. h. es ist möglich Modelle herzustellen die aus Hohl-
und Schaumsegmenten bestehen, dabei können die Hohlsegmenten
in den Bereichen wo glatte Oberfläche, genaue Beschriftung
oder dünn Wände notwendig sind während
der Rest des Modells aus Schaum besteht, dazu ist es möglich
bei dem HP-Verfahren ein Angusssystem aus Schaum zu verwenden, um
somit Kosten durch Nutzung der Standardschaumteile zu sparen oder
um die Gießgeschwindigkeit der Schmelze zu kontrollieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hohlmodell
- 2
- Hohlraum
- 3
- Modellwand
- 4
- Modellwand
- 10
- Gießform
- 11
- Lost-Foam-Modell
- 12
- Schlichte
- 13
- Sand
- 14
- Reaktionszone
- 15
- Schmelze
- 16
- flüssiger
Bereich
- 17
- gasförmiger
Bereich
- 18
- fester
Schaumstoffbereich
- 19
- Fehlerstellen
- 20
- hohles
Foliengießmodell
- 21
- Folie
des Gießmodells
- 22
- Reaktionszone
- 23
- Reaktionszone
- 24
- Hohlraum
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 2119252
A [0008]
- - EP 0149212 A2 [0009]
- - DE 1927538 A [0011]
