DE102010013809A1 - Verfahren zur Herstellung eines Gussteils - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Gussteils Download PDF

Info

Publication number
DE102010013809A1
DE102010013809A1 DE201010013809 DE102010013809A DE102010013809A1 DE 102010013809 A1 DE102010013809 A1 DE 102010013809A1 DE 201010013809 DE201010013809 DE 201010013809 DE 102010013809 A DE102010013809 A DE 102010013809A DE 102010013809 A1 DE102010013809 A1 DE 102010013809A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wax model
mold
mold part
manufacturing
cast
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE201010013809
Other languages
English (en)
Inventor
Ralf Dr. Lebbing
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
Priority to DE201010013809 priority Critical patent/DE102010013809A1/de
Publication of DE102010013809A1 publication Critical patent/DE102010013809A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3842Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gussteils unter Verwendung eines mittels einer Urform ausgeformten Formteils aus Keramikschlicker, wobei der Keramikschlicker, welcher keramische Mikropartikel und eine Salzlösung enthält, gefroren und gefriergetrocknet wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gussteils nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Aus der DE 10 2005 011 019 B4 der Anmelderin, deren Inhalt durch Referenz aufgenommen wird, sind eine Herstellung und eine Verwendung eines zerstörbaren Formkerns, insbesondere eines zerstörbaren Formkerns aus grüner Keramik, für den metallischen Guss bekannt. Zur Herstellung des Formkerns wird eine porös ausgestaltete Urform verwendet.
  • Des Weiteren sind aus der DE 10 2005 031 212 B4 der Anmelderin, deren Inhalt ebenfalls durch Referenz aufgenommen wird, ein zerstörbarer Formkern für den metallischen Guss, ein Herstellverfahren, eine Urform und eine Verwendung bekannt. Der zerstörbare Formkern für den metallischen Guss enthält keramische Mikropartikel, wobei die Mikropartikel durch Salz miteinander verbunden sind und der Formkern mit einer Beschichtung versehen ist, die ihn gegen Wasser schützt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Gussteils anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung eines Gussteils mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • In einem Verfahren zur Herstellung eines Gussteils unter Verwendung eines mittels einer Urform ausgeformten Formteils aus Keramikschlicker wird der Keramikschlicker, welcher keramische Mikropartikel und eine Salzlösung enthält, gefroren und gefriergetrocknet.
  • Im erfindungsgemäßen Verfahren wird als Urform ein Wachsmodell des Gussteils hergestellt, zum Herstellen des als eine Gussaußenform ausgebildeten Formteils wird das Wachsmodell in eine Hilfsform eingelegt, in welche der Keramikschlicker eingefüllt wird, der Keramikschlicker wird in der Hilfsform eingefroren und das entstandene Formteil wird mit dem integrierten Wachsmodell aus der Hilfsform entnommen und gefriergetrocknet, das Wachsmodell wird durch Erwärmen des Formteils aus diesem ausgeschmolzen, das Gussteil wird durch Spritzgießen eines Kunststoffs in das Formteil erzeugt und das Formteil wird durch Einlegen in Wasser aufgelöst.
  • Mittels des Verfahrens können Prototypenkunststoffteile in kürzester Zeit, d. h. innerhalb von zwei bis drei Tagen, mit Serienmaterial, in Serienfertigung und zu geringen Kosten hergestellt werden. Dadurch können im Vergleich zur Herstellung von Prototypen aus Polyurethan mittels Silikonwerkzeugen eine Prototypenherstellungsphase und eine Herstellungszeit von ca. einem Monat eingespart werden. Mit diesen Prototypen können alle Erprobungstests durchgeführt werden, z. B. Pulsertest, Flammtest, Hitzetest, Kältetest, Foggingtest, Festigkeitstest und Crashtest. In einer frühen Phase einer Entwicklung erhält man auf diese Weise bereits alle notwendigen Informationen über einzusetzende Bauteile und kann sehr schnell Änderungen durchführen, bevor eine teure Prototypenwerkzeugfertigung durchgeführt wird.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
  • Dabei zeigt:
  • 1 schematisch einen Verfahrensablauf eines Verfahrens zur Herstellung eines Gussteils.
  • 1 zeigt schematisch einen Verfahrensablauf eines Verfahrens zur Herstellung eines Gussteils, wobei als Gussteile Kunststoffbauteile in einem Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt werden.
  • In einem ersten Verfahrensschritt S1 wird anhand von Bauteildaten eines herzustellenden Kunststoffbauteils und unter Berücksichtigung einer Schwindung für einen Kunststoffspritzguss ein Wachsmodell des Kunststoffbauteils aus Paraffinwachs mittels eines Rapid Prototyping Verfahrens hergestellt, beispielsweise mittels Laminated Object Manufacturing oder mittels der pulverbasierten Verfahren 3d-Drucken oder Selektives Laser Sintern. Anschließend wird das Wachsmodell, falls erforderlich, nachbehandelt und mit einem Einspritzkanal versehen. Um beim Spritzvorgang eine optimale Füllung zu erreichen, werden des Weiteren vorteilhafterweise zusätzliche Materialsteiger am Wachsmodell angebracht. Da jedes Wachsmodell ein verlorenes Modell ist, d. h. nur einmal verwendet werden kann, werden auf diese Weise Spritzgussbedingungen optimiert und eine Wahrscheinlichkeit eines Fehlgusses minimiert.
  • In einem zweiten Verfahrensschritt S2 wird das Wachsmodell in eine Hilfsform eingelegt, welche einer Innengeometrie eines Spritzgusswerkzeugs entspricht und vorteilhafterweise bereits vorgekühlt ist. Ein bereits vorher angesetzter und beispielsweise mittels eines Topfrollers angemischter Keramikschlicker aus einer Salzlösung und keramischen Mikropartikeln, dessen bevorzugte Herstellungsweise in den Druckschriften DE 10 2005 011 019 B4 und DE 10 2005 031 212 B4 offenbart ist, wird in die Hilfsform eingegossen und das Wachsmodell damit umgossen. Als Keramikschlicker wird bevorzugt ZrSiO4 verwendet. Danach wird die Hilfsform vorzugsweise auf einen sich bewegenden Arbeitstisch, d. h. auf einen so genannten Rütteltisch gelegt, damit alle Luftblasen aus dem Keramikschlicker entweichen.
  • In einem dritten Verfahrensschritt S3 wird der Keramikschlicker in der Hilfsform in einer Gefriertruhe bei ca. –40°C bis –80°C eingefroren, da das Salz im Keramikschlicker eine Gefrierpunkterniedrigung von –10°C bis –20°C bewirkt. Der Keramikschlicker ist üblicherweise nach ca. einer Stunde völlig eingefroren. Danach wird die Hilfsform geöffnet und ein entstandener gefrorener Keramikblock, welcher ein als Gussaußenform ausgebildetes Formteil für das Kunststoffspritzgussverfahren bildet, wird entnommen. Das aus der Hilfsform entnommene Formteil, d. h. der Keramikblock, in welchem das Wachsmodell noch integriert ist, wird in einen Gefriertrockner gelegt und bei einer Stellflächentemperatur zwischen –30°C und –10°C, wobei die Stellflächentemperatur eine linear ansteigende Rampe aufweist, und bei einer Kondensatortemperatur von –80°C sowie einem Vakuum von etwa 0,5 Pa (5 mTorr) getrocknet. Dieser Trocknungsvorgang dauert je nach Größe des Keramikblocks ein bis zwei Tage.
  • In einem vierten Verfahrensschritt S4 wird der Keramikblock in einem Trockenschrank auf eine Temperatur von 60°C bis 80°C, bevorzugt 60°C erwärmt. Eine Verweildauer im Trockenschrank beträgt vorzugsweise eine Stunde. Dadurch wird eine Restfeuchte in der Keramik eliminiert und gleichzeitig das Wachsmodell aus dem Keramikblock ausgeschmolzen, wodurch das als Gussaußenform ausgebildete Formteil fertiggestellt ist.
  • In einem fünften Verfahrensschritt S5 wird das erwärmte Formteil aus dem Trockenschrank entnommen und in das für eine Spritzgussmaschine vorbereitete Spritzgusswerkzeug eingelegt. Die Spritzgussmaschine wurde vorzugsweise bereits vorbereitet, d. h. auf Temperatur gebracht und auf alle Parameter des jeweils herzustellenden Gussteils eingestellt. Die Temperatur der Spritzgussmaschine wird an eine notwendige Verarbeitungstemperatur eines jeweils zu verarbeitenden thermoplastischen Kunststoffmaterials angepasst. Im Spritzgussvorgang wird das Formteil mit Serienmaterial des herzustellenden Kunststoffbauteils gefüllt. Nach dem Einspritzen des Serienmaterials wird das Spritzgusswerkzeug in der Spritzgussmaschine geöffnet und das mit Kunststoff gefüllte, als Keramikblock ausgebildete Formteil wird aus dem Spritzgusswerkzeug entnommen.
  • In einem sechsten Verfahrensschritt S6 wird das als Keramikblock ausgebildete Formteil in einen Behälter mit Wasser gelegt. Durch den Salzgehalt der Keramik des Formteils wird diese vom Wasser aufgelöst, so dass das Formteil vom Kunststoffbauteil gelöst und vollständig von diesem entfernt wird. Bereits nach einigen Minuten kann das Kunststoffbauteil aus dem Wasserbehälter zur Qualitätsprüfung entnommen werden.
  • Mittels des Verfahrens können Prototypenkunststoffteile in kürzester Zeit, d. h. innerhalb von zwei bis drei Tagen, mit Serienmaterial, in Serienfertigung und zu geringen Kosten hergestellt werden. Dadurch können im Vergleich zur Herstellung von Prototypen aus Polyurethan mittels Silikonwerkzeugen eine Prototypenherstellungsphase und eine Herstellungszeit von ca. einem Monat eingespart werden. Mit diesen Prototypen können alle Erprobungstests durchgeführt werden, z. B. Pulsertest, Flammtest, Hitzetest, Kältetest, Foggingtest, Festigkeitstest und Crashtest. In einer frühen Phase einer Entwicklung erhält man auf diese Weise bereits alle notwendigen Informationen über einzusetzende Bauteile und kann sehr schnell Änderungen durchführen, bevor eine teure Prototypenwerkzeugfertigung durchgeführt wird.
  • Bezugzeichenliste
    • S1
      erster Verfahrensschritt
      S2
      zweiter Verfahrensschritt
      S3
      dritter Verfahrensschritt
      S4
      vierter Verfahrensschritt
      S5
      fünfter Verfahrensschritt
      S6
      sechster Verfahrensschritt
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102005011019 B4 [0002, 0015]
    • - DE 102005031212 B4 [0003, 0015]

Claims (6)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Gussteils unter Verwendung eines mittels einer Urform ausgeformten Formteils aus Keramikschlicker, wobei der Keramikschlicker, welcher keramische Mikropartikel und eine Salzlösung enthält, gefroren und gefriergetrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Urform ein Wachsmodell des Gussteils hergestellt wird, dass zum Herstellen des als eine Gussaußenform ausgebildeten Formteils das Wachsmodell in eine Hilfsform eingelegt wird, in welche der Keramikschlicker eingefüllt wird, dass der Keramikschlicker in der Hilfsform eingefroren wird und das entstandene Formteil mit dem integrierten Wachsmodell aus der Hilfsform entnommen und gefriergetrocknet wird, dass das Wachsmodell durch Erwärmen des Formteils aus diesem ausgeschmolzen wird, dass das Gussteil durch Spritzgießen eines Kunststoffs in das Formteil erzeugt wird und dass das Formteil durch Einlegen in Wasser aufgelöst wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wachsmodell mittels eines Rapid Prototyping Verfahrens hergestellt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach Herstellen des Wachsmodells zumindest ein Einspritzkanal an dieses angeformt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach Herstellen des Wachsmodells zumindest ein Materialsteiger an dieses angeformt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Keramikschlicker bei einer Temperatur von –40°C bis –80°C eingefroren wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wachsmodell durch Erwärmen des Formteils auf 60°C bis 80°C aus diesem ausgeschmolzen wird.
DE201010013809 2010-04-03 2010-04-03 Verfahren zur Herstellung eines Gussteils Withdrawn DE102010013809A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201010013809 DE102010013809A1 (de) 2010-04-03 2010-04-03 Verfahren zur Herstellung eines Gussteils

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201010013809 DE102010013809A1 (de) 2010-04-03 2010-04-03 Verfahren zur Herstellung eines Gussteils

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102010013809A1 true DE102010013809A1 (de) 2010-11-25

Family

ID=42993740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201010013809 Withdrawn DE102010013809A1 (de) 2010-04-03 2010-04-03 Verfahren zur Herstellung eines Gussteils

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102010013809A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106239799A (zh) * 2016-08-04 2016-12-21 中国人民解放军第五七九工厂 一种过热金属屑信号器防护层的修复方法
WO2019012103A1 (en) * 2017-07-14 2019-01-17 Addifab Aps ADDITIONALLY MANUFACTURED SACRIFICIAL MOLDS FOR USE IN INJECTION MOLDING PROCESSES

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005011019B4 (de) 2005-03-10 2007-01-04 Daimlerchrysler Ag Herstellung und Verwendung eines zerstörbaren Formkerns für den metallischen Guss
DE102005031212B4 (de) 2005-07-01 2007-11-08 Daimlerchrysler Ag Zerstörbarer Formkern für den metallischen Guss, Herstellverfahren, Urform und Verwendung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005011019B4 (de) 2005-03-10 2007-01-04 Daimlerchrysler Ag Herstellung und Verwendung eines zerstörbaren Formkerns für den metallischen Guss
DE102005031212B4 (de) 2005-07-01 2007-11-08 Daimlerchrysler Ag Zerstörbarer Formkern für den metallischen Guss, Herstellverfahren, Urform und Verwendung

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106239799A (zh) * 2016-08-04 2016-12-21 中国人民解放军第五七九工厂 一种过热金属屑信号器防护层的修复方法
CN106239799B (zh) * 2016-08-04 2019-03-26 中国人民解放军第五七一九工厂 一种过热金属屑信号器防护层的修复方法
WO2019012103A1 (en) * 2017-07-14 2019-01-17 Addifab Aps ADDITIONALLY MANUFACTURED SACRIFICIAL MOLDS FOR USE IN INJECTION MOLDING PROCESSES
US11969918B2 (en) 2017-07-14 2024-04-30 Nexa3D Aps Sacrificial additively manufactured molds for use in injection molding processes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007027755B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Kunststoffbauteils
DE102009060689B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Bauteils sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102010056293B4 (de) Verfahren zum Herstellen eines hohlen Faserverbundbauteils und Formkörper
EP2502723B1 (de) Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten, Anbauelemente umfassenden Innenverkleidungsbauteilen für Kraftfahrzeuge
DE102013003303A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Formteils mit einer wasserlöslichen Gussform sowie Materialsystem zu deren Herstellung
DE102010004698A1 (de) Verfahren zur Formgebung eines Teiles mithilfe von Formgedächtnispolymeren
DE102014225674A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Kompressorlaufrads
DE102016222552A1 (de) 3D-Druckverfahren mit höherer Geschwindigkeit und besserer Endfestigkeit
DE102013107991A1 (de) Verfahren zur endkonturgetreuen Herstellung mechanisch hoch belastbarer Kunststoff-Bauteile
WO2017148997A1 (de) Formkern mit expansionsmaterial
DE102014102024A1 (de) Verfahren und Werkzeug zur Herstellung einer Öffnung in einem Faserverbundbauteil
DE102005019699B3 (de) Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes aus Metallsalz-Partikeln, sowie damit hergestellter Gegenstand
EP2006063B1 (de) Vorrichtung zur Herstellung einer Lippenstiftmine mit zwei Komponenten
DE102010013809A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Gussteils
DE102004009744B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Formkerns
DE102007014847A1 (de) Vorrichtung zum Spritzgießen eines mehrteiligen Kunststoffbauteils
DE102016123344B4 (de) Fertigungsanlage und Verfahren zur Herstellung eines Bauteils
DE102014007889A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Salzkörpers, insbesondere für den Druckguss
DE102014119736A1 (de) Gussform und Verfahren zu deren Herstellung sowie Verfahren zur Herstellung von Gussteilen
DE102006049415A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines einen Hohlraum mit mindestens zwei Abschnitten oder mehrere Hohlräume aufweisenden Bauteils aus Kunststoff
DE102012006572A1 (de) Verfahren zur Herstellung komplex geformter Gussteile mit einer Druckgießmaschine
DE102010054660A1 (de) Formwerkzeug, insbesondere zur Herstellung von Spritzgussformteilen, sowie Steuerungsverfahren und Herstellverfahren für ein entsprechendes Formwerkzeug
DE102007023151A1 (de) Verfahren zum Verbinden von metallischen Bauelementen
WO2019020337A1 (de) Verfahren zum herstellen eines bauteils, insbesondere für ein kraftfahrzeug, sowie bauteil
DE102017213453A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Verkleidungsteils eines Kraftfahrzeugs, Verwendung der Vorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
OAV Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination