DE102015116519A1 - Apparatus and method for spray compacting - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Werkstücks, wobei eine metallische Schmelze auf ein Substrat gesprüht wird, wobei sich die Schmelze auf dem Substrat verfestigt und das Werkstück bildet, wobei Hohlkörper auf das Substrat oder die Schmelze aufgebracht werden, welche beim Verfestigen der Schmelze in das Werkstück eingeschlossen werden.The present invention relates to a method for producing a workpiece, wherein a metallic melt is sprayed onto a substrate, wherein the melt solidifies on the substrate and forms the workpiece, wherein hollow bodies are applied to the substrate or the melt, which upon solidification of the melt be enclosed in the workpiece.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Werkstücks, wobei eine metallische Schmelze auf ein Substrat gesprüht wird, wobei sich die Schmelze auf dem Substrat verfestigt und das Werkstück bildet. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines Werkstücks, mit einer Sprühkammer, die eine Sprühvorrichtung zum Aufsprühen einer Schmelze auf ein Substrat aufweist. The present invention relates to a method of manufacturing a workpiece, wherein a metallic melt is sprayed onto a substrate, wherein the melt solidifies on the substrate and forms the workpiece. Furthermore, the invention relates to a device for producing a workpiece, with a spray chamber having a spraying device for spraying a melt onto a substrate.

Derartige Verfahren werden als Verfahren zum Sprühkompaktieren bezeichnet. Beim Sprühkompaktieren wird eine metallische Schmelze in feine Tropfen zerstäubt und mit hoher Geschwindigkeit auf ein Substrat gesprüht. Beim Auftreffen auf das Substrat kompaktieren die Tropfen, d.h. die Tropfen verfestigen sich und bilden somit ein Werkstück aus. Such processes are referred to as spray-compaction processes. In spray compacting, a metallic melt is atomized into fine droplets and sprayed onto a substrate at high speed. Upon impact with the substrate, the drops compact, i. the drops solidify and thus form a workpiece.

Mit derartigen Verfahren zum Sprühkompaktieren kann ein sehr homogenes Werkstoffgefüge mit einem geringen Anteil an Seigerungen erzeugt werden. Allerdings hat es sich bei sprühkompaktierten Werkstücken als nachteilig erwiesen, dass diese oftmals ein Gewicht aufweisen, das in einigen Anwendungsbereichen, beispielsweise im Fahrzeugbau, als zu hoch empfunden wird. Es besteht daher der Bedarf, Werkstücke mit reduziertem Gewicht zu erhalten. With such methods for spray compacting, a very homogeneous material structure can be produced with a small proportion of segregations. However, it has proved to be disadvantageous in spray-compacted workpieces that they often have a weight that is perceived as too high in some application areas, for example in vehicle construction. There is therefore a need to obtain workpieces with reduced weight.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Gewicht der erzeugten Werkstücke zu reduzieren.The object of the present invention is to reduce the weight of the workpieces produced.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zur Herstellung eines Werkstücks vorgeschlagen, wobei eine metallische Schmelze auf ein Substrat gesprüht wird, wobei sich die Schmelze auf dem Substrat verfestigt und das Werkstück bildet und wobei Hohlkörper auf das Substrat oder die Schmelze aufgebracht werden, welche beim Verfestigen der Schmelze in das Werkstück eingeschlossen werden. To achieve the object, a method for producing a workpiece is proposed, wherein a metallic melt is sprayed onto a substrate, wherein the melt solidifies on the substrate and the workpiece forms and wherein hollow bodies are applied to the substrate or the melt, which during solidification the melt are included in the workpiece.

Die Hohlkörper werden beim Verfestigen der Schmelze in diese eingeschlossen. Insofern kann ein Werkstück mit durch die Hohlkörper gebildeten Hohlräumen erhalten werden. Da die Hohlkörper eine im Vergleich zu dem Material der Schmelze geringere Dichte aufweisen, wird das Gewicht des Werkstücks reduziert. The hollow bodies are enclosed in the melt during solidification. In this respect, a workpiece can be obtained with cavities formed by the hollow body. Since the hollow bodies have a lower density compared to the material of the melt, the weight of the workpiece is reduced.

Bevorzugt weist das Material der Hohlkörper, insbesondere das Material der Außenhaut der Hohlkörper, einen höheren Schmelzpunkt auf als das Material der Schmelze, so dass ein Aufschmelzen der Hohlkörper in der Schmelze nicht befürchtet werden muss. Der Schmelzpunkt der Hohlkörper, insbesondere der Außenhaut der Hohlkörper, kann beispielsweise größer sein als 1500 °C, bevorzugt größer als 1800 °C, besonders bevorzugt größer als 2000 °C. Die Schmelze ist vorteilhafterweise flüssig. Das Material der Schmelze ist bevorzugt ein Stahlwerkstoff. Alternativ oder zusätzlich kann das Material der Schmelze Aluminimum, Titan, Zink, Kupfer oder Magnesium enthalten. Preferably, the material of the hollow body, in particular the material of the outer skin of the hollow body, a higher melting point than the material of the melt, so that a melting of the hollow body in the melt need not be feared. The melting point of the hollow body, in particular the outer skin of the hollow body, for example, may be greater than 1500 ° C, preferably greater than 1800 ° C, more preferably greater than 2000 ° C. The melt is advantageously liquid. The material of the melt is preferably a steel material. Alternatively or additionally, the material of the melt may contain aluminum, titanium, zinc, copper or magnesium.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Hohlkörper als Hohlkugeln ausgebildet sind. Die Hohlkugeln können einen Durchmesser aufweisen, welcher kleiner ist als 5 mm, insbesondere kleiner oder gleich 1 mm ist, bevorzugt kleiner ist als 500 μm, besonders bevorzugt kleiner ist als 250 μm.An advantageous embodiment provides that the hollow body are formed as hollow balls. The hollow spheres can have a diameter which is less than 5 mm, in particular less than or equal to 1 mm, preferably less than 500 μm, particularly preferably less than 250 μm.

Vorteilhaft ist es ferner, wenn die Hohlkörper ein anorganisches, insbesondere keramisches Material aufweisen. Beispielsweise können die Hohlkörper Aluminiumoxid (Al2O3), Zirconiumdioxid (ZrO2), Siliziumcarbid (SiC), Borcarbid (B4C), Siliziumnitrid (Si3N4), Titanborid (TiB2), Wolframcarbid (WC), Titancarbid (TiC), Siliziumdioxid (SiO2) oder eine Kombination dieser Materialien umfassen. Alternativ können die Hohlkörper ein metallisches Material aufweisen, beispielsweise Eisen oder Stahl. Insbesondere bei einer Schmelze basierend auf Aluminium, Titan, Zink, Kupfer oder Magnesium können Hohlkörper aus einem Material mit einer höheren Schmelztemperatur, beispielsweise aus Eisen oder Stahl, Verwendung finden. It is also advantageous if the hollow bodies have an inorganic, in particular ceramic material. For example, the hollow bodies may be alumina (Al 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), silicon carbide (SiC), boron carbide (B 4 C), silicon nitride (Si 3 N 4 ), titanium boride (TiB 2 ), tungsten carbide (WC), titanium carbide (TiC), silicon dioxide (SiO 2 ) or a combination of these materials. Alternatively, the hollow bodies may comprise a metallic material, for example iron or steel. In particular, in the case of a melt based on aluminum, titanium, zinc, copper or magnesium, hollow bodies made of a material having a higher melting temperature, for example of iron or steel, can be used.

Als vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn die Hohlkörper vor dem Aufbringen auf das Substrat und/oder die Schmelze vorgewärmt werden. Durch das Vorwärmen können die Hohlkörper auf eine erhöhte Temperatur gebracht werden, so dass die Temperatur der Hohlkörper an die Temperatur der Schmelze angeglichen wird. Insofern kann das Auftreten von Spannungen im erzeugten Werkstück, welche durch zu große Temperaturunterschiede zwischen Hohlkörpern und Schmelze hervorgerufen werden, reduziert werden. Die Hohlkörper können beispielsweise auf eine Temperatur größer als 500 °C, insbesondere größer als 900 °C, bevorzugt größer 1000 °C, besonders bevorzugt größer 1100 °C vorgewärmt werden. It has proven to be advantageous if the hollow bodies are preheated prior to application to the substrate and / or the melt. By preheating the hollow body can be brought to an elevated temperature, so that the temperature of the hollow body is adjusted to the temperature of the melt. In this respect, the occurrence of stresses in the workpiece produced, which are caused by excessive temperature differences between the hollow bodies and the melt can be reduced. The hollow bodies can be preheated, for example, to a temperature greater than 500 ° C., in particular greater than 900 ° C., preferably greater than 1000 ° C., particularly preferably greater than 1100 ° C.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass das Substrat um eine Drehachse gedreht wird. Die Drehachse ist bevorzugt eine vertikale oder horizontale Drehachse. Durch das Drehen des Substrats kann ein Werkstück erhalten werden, welches eine Rotationssymmetrie aufweist. Zudem kann durch die Drehung des Substrats eine gleichmäßigere Verteilung der Hohlkörper in der Schmelze erreicht werden. An advantageous embodiment of the method provides that the substrate is rotated about an axis of rotation. The axis of rotation is preferably a vertical or horizontal axis of rotation. By rotating the substrate, a workpiece having a rotational symmetry can be obtained. In addition, a more uniform distribution of the hollow bodies in the melt can be achieved by the rotation of the substrate.

Vorteilhaft ist es ferner, wenn das Substrat linear bewegt wird, insbesondere in einer Bewegungsrichtung, welche von einer die Schmelze auf das Substrat sprühenden Sprühdüse weggerichtet ist. Durch eine derartige, von der Sprühdüse weg gerichtete Bewegung, kann der Abstand zwischen Sprühdüse und der Oberfläche des erzeugten Werkstücks konstant gehalten werden, während das Werkstück durch Anlagerung kompaktierter, verfestigter Schmelze wächst. It is also advantageous if the substrate is moved linearly, in particular in a direction of movement, which is directed away from a spray nozzle spraying the melt onto the substrate. By such a movement directed away from the spray nozzle, the distance between the spray nozzle and the surface of the produced workpiece can be kept constant while the workpiece grows by accumulation of compacted solidified melt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird in einem ersten Bereich des Substrats eine erhöhte Menge an Hohlkörpern aufgebracht und in einem zweiten Bereich des Substrats wird eine geringere Menge an Hohlkörpern aufgebracht, wodurch in dem Werkstück Bereiche mit höherer und niedriger Konzentration an Hohlkörpern gebildet werden können. Es können Werkstücke mit inhomogener Hohlkörperverteilung erstellt werden. Beispielsweise ist es möglich, solche Bereiche des Werkstücks, welche in einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt umgeformt, gefügt oder bearbeitet werden hohlkörperarm, insbesondere hohlkörperfrei, auszubilden. Andere Bereiche des Werkstücks, welche nicht umgeformt, gefügt oder bearbeitet werden sollen, können mit einer erhöhten Hohlkörperkonzentration versehen werden, so dass diese nicht so stark zum Gesamtgewicht des Werkstücks beitragen. According to an advantageous embodiment, an increased amount of hollow bodies is applied in a first region of the substrate and in a second region of the substrate, a smaller amount of hollow bodies is applied, whereby areas with higher and lower concentration of hollow bodies can be formed in the workpiece. It can be created workpieces with inhomogeneous hollow body distribution. For example, it is possible to form such areas of the workpiece, which are formed, joined or processed in a subsequent processing step hollow body, in particular hollow body, form. Other areas of the workpiece that are not to be reshaped, joined or machined may be provided with increased hollow body concentration so that they do not contribute so much to the overall weight of the workpiece.

Konstruktiv vorteilhaft ist es, wenn die Schmelze über eine Sprühvorrichtung, beispielsweise nach Art einer Sprühdüse, auf das Substrat gesprüht wird. In die Sprühvorrichtung kann ein Schutzgasstrom eingeleitet werden, über welchen die Schmelze in feine Tropfen zerstäubt wird. It is constructively advantageous if the melt is sprayed onto the substrate via a spraying device, for example in the manner of a spray nozzle. In the spray device, a protective gas stream can be introduced, via which the melt is atomized into fine droplets.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Schmelze über mehrere Sprühvorrichtungen, insbesondere über mehrere Sprühdüsen, auf das Substrat gesprüht, so dass die Schmelze aus verschiedenen Richtungen auf das Substrat aufgegeben werden kann. Alternativ kann über eine erste Sprühvorrichtung eine erste Schmelze und über eine zweite Sprühvorrichtung eine zweite Schmelze auf das Substrat gesprüht werden, wobei die erste Schmelze und die zweite Schmelze aus unterschiedlichen Materialien bestehen. According to a preferred embodiment, the melt is sprayed onto the substrate via a plurality of spray devices, in particular via a plurality of spray nozzles, so that the melt can be applied to the substrate from different directions. Alternatively, a first melt can be sprayed via a first spray device and a second melt can be sprayed onto the substrate via a second spray device, the first melt and the second melt consisting of different materials.

Vorteilhaft ist es, wenn die Hohlkörper über eine Aufbringvorrichtung auf das Substrat oder die Schmelze aufgebracht werden, wobei die Aufbringvorrichtung bevorzugt separat von der Sprühvorrichtung zum Sprühen der Schmelze ausgebildet ist. Die Aufbringvorrichtung kann als Sprühdüse ausgebildet sein. Besonders bevorzugt werden die Hohlkörper über mehrere Aufbringvorrichtungen auf das Substrat oder die Schmelze aufgebracht. It is advantageous if the hollow bodies are applied to the substrate or the melt via an application device, wherein the application device is preferably formed separately from the spray device for spraying the melt. The applicator may be formed as a spray nozzle. Particularly preferably, the hollow bodies are applied to the substrate or the melt via a plurality of application devices.

Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe trägt ferner eine Vorrichtung zur Herstellung eines Werkstücks bei, welches eine Sprühkammer umfasst, die eine Sprühvorrichtung zum Aufsprühen einer Schmelze auf ein Substrat aufweist, wobei die Vorrichtung eine Aufbringvorrichtung zum Aufbringen von Hohlkörpern auf das Substrat oder die Schmelze aufweist. In order to achieve the object mentioned at the outset, an apparatus for producing a workpiece, which comprises a spray chamber, which has a spray device for spraying a melt onto a substrate, the device has an application device for applying hollow bodies to the substrate or the melt.

Mit der Vorrichtung können dieselben Vorteile erreicht werden, wie sie bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben worden sind. With the device, the same advantages can be achieved as they have already been described in connection with the method according to the invention.

Bevorzugt weist die Vorrichtung mehrere Sprühvorrichtungen zum Aufsprühen der Schmelze auf das Substrat auf, so dass eine Aufgabe der Schmelze auf das Substrat von verschiedenen Richtungen aus erfolgen kann. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Aufbringvorrichtung zum Aufbringen der Hohlkörper als Sprühdüse, ausgebildet. Vorteilhaft ist es ferner, wenn die Vorrichtung eine Dreheinrichtung zum Drehen des Substrats um eine Drehachse aufweist. Ferner kann eine Fördereinrichtung vorgesehen sein, über welche das Substrat linear bewegbar ist. Preferably, the device has a plurality of spray devices for spraying the melt onto the substrate so that a task of the melt on the substrate can take place from different directions. According to a preferred embodiment, the application device for applying the hollow body is designed as a spray nozzle. It is furthermore advantageous if the device has a rotating device for rotating the substrate about an axis of rotation. Further, a conveyor may be provided, via which the substrate is linearly movable.

Auf dem Substrat kann ein Formkörper angeordnet sein, über dessen Kontur die spätere Kontur des erzeugten Werkstücks eingestellt werden kann. Der Formkörper kann nach Art eines Behälters, beispielsweise eines Tiegels, ausgestaltet sein, in welchen die Schmelze und die Hohlkörper eingesprüht werden. Bevorzugt ist der Formkörper drehbar und/oder linear bewegbar. On the substrate, a shaped body may be arranged, over the contour of which the subsequent contour of the workpiece produced can be adjusted. The shaped body can be designed in the manner of a container, for example a crucible, in which the melt and the hollow bodies are sprayed. Preferably, the shaped body is rotatable and / or linearly movable.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den Erfindungsgedanken nicht einschränken. Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the drawings, as well as from the following description of preferred embodiments with reference to the drawings. The drawings illustrate only exemplary embodiments of the invention, which do not limit the inventive concept.

Kurze Beschreibung der FigurBrief description of the figure

Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Herstellungsvorrichtung in einer schematischen Seitenansicht. The 1 shows an embodiment of a manufacturing device according to the invention in a schematic side view.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In der 1 ist eine Vorrichtung zum Sprühkompaktieren dargestellt, mit welcher das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren verwirklicht werden kann. In the 1 a device for spray compacting is shown, with which the manufacturing method according to the invention can be realized.

Die Vorrichtung 1 zur Herstellung eines Werkstücks 3 weist eine Sprühkammer 12. Innerhalb der Sprühkammer 2, sind mehrere, insbesondere zwei Sprühvorrichtungen 6, 7 angeordnet, über welche eine flüssige metallische Schmelze 5 versprüht werden kann. Die Sprühvorrichtungen 6, 7 sind als Sprühdüsen ausgestaltet. Im Bereich oberhalb der Sprühkammer 12 ist eine insbesondere beheizte Schmelzkammer 4 angeordnet, in welche die metallische Schmelze 5 vorgehalten wird. Aus der Schmelzkammer 4 kann die Schmelze 5 den Sprühvorrichtungen 6, 7 zugeleitet werden. Die beiden Sprühvorrichtungen 6, 7 erzeugten voneinander unabhängige Sprühkegel der Schmelze 5, welche auf ein im unteren Beriech der Sprühkammer angeordnetes Substrat 2 gerichtet sind. Die Schmelze 5 wird insofern über die Sprühvorrichtungen 6, 7 in feine Tropfen aufgetrennt und auf das Substrat 2 aufgesprüht. Durch die hohe kinetische Energie der Tropfen der Schmelze 5 beim Auftreffen auf das Substrat 2 kompaktieren diese an der Oberfläche des Substrats 2. D. h. dass sich die einzelnen Tropfen der Schmelze 5 auf dem Substrat verfestigen und ein zusammenhängendes Werkstück 3 bilden. Die Form des dabei entstehenden Werkstücks 3 kann durch einen optional auf dem Substrat angeordneten Formkörper eingestellt werden. The device 1 for the production of a workpiece 3 has a spray chamber 12 , Inside the spray chamber 2 , are several, especially two spray devices 6 . 7 arranged over which a liquid metallic melt 5 can be sprayed. The sprayers 6 . 7 are designed as spray nozzles. In the area above the spray chamber 12 is a particular heated melting chamber 4 arranged, in which the metallic melt 5 is held up. From the melting chamber 4 can the melt 5 the spraying devices 6 . 7 be forwarded. The two sprayers 6 . 7 produced independent spray cone of the melt 5 which is on a substrate arranged in the lower area of the spray chamber 2 are directed. The melt 5 is so far on the spray devices 6 . 7 separated into fine drops and onto the substrate 2 sprayed. Due to the high kinetic energy of the drops of the melt 5 when hitting the substrate 2 compact these on the surface of the substrate 2 , Ie. that the individual drops of the melt 5 solidify on the substrate and a contiguous workpiece 3 form. The shape of the resulting workpiece 3 can be adjusted by an optionally arranged on the substrate molding.

Die Sprühkammer 12 weist zusätzlich eine Aufbringvorrichtung 8 auf, welche ebenfalls als Sprühdüse ausgeführt ist. Über die Aufbringvorrichtung 8 können Hohlkörper 10 auf die an dem Substrat 2 anhaftende Schmelze 5 aufgebracht werden. Die Hohlkörper 10 werden beim Verfestigen der Schmelze 5 in dieser eingeschlossen und verschmelzen somit mit der Schmelze zu dem Werkstück 3. Durch die Hohlkörper 10 werden in dem erzeugten Werkstück 3 definierte Hohlräume hergestellt, welche die Dichte und damit das Gewicht des Werkstücks reduzieren. Insofern wird ein rotationssymmetrisches Werkstück 3 erhalten, welches nach Art eines syntaktischen Schaums ausgebildet ist.The spray chamber 12 additionally has an applicator 8th on, which is also designed as a spray nozzle. About the applicator 8th can hollow body 10 on the on the substrate 2 adhering melt 5 be applied. The hollow body 10 when solidifying the melt 5 enclosed in this and thus fuse with the melt to the workpiece 3 , Through the hollow body 10 be in the produced workpiece 3 produced defined cavities, which reduce the density and thus the weight of the workpiece. In this respect, a rotationally symmetrical workpiece 3 obtained, which is designed in the manner of a syntactic foam.

Die Herstellungsvorrichtung 1 umfasst ferner eine in den Zeichnungen nicht dargestellte Vorwärmeinrichtung, über welche die Hohlkörper 10 vorgewärmt werden. Das Vorwärmen erfolgt bevorzugt auf eine Temperatur größer als 500°C, insbesondere größer als 900 °C, bevorzugt größer als 1000 °C, besonders bevorzugt größer als 1100 °C. The manufacturing device 1 further comprises a preheating device, not shown in the drawings, via which the hollow body 10 to be preheated. The preheating is preferably carried out to a temperature greater than 500 ° C, in particular greater than 900 ° C, preferably greater than 1000 ° C, more preferably greater than 1100 ° C.

Das Substrat 2 wird über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Dreheinrichtung um eine vertikale Drehachse D gedreht. Gleichzeitig wird das Substrat 2 und damit auch das auf dem Substrat 2 entstehende Werkstück 3 über eine ebenfalls nicht dargestellte Fördereinrichtung langsam linear in einer Bewegungsrichtung L bewegt. Die Bewegung des Substrats 2 erfolgt dabei von den Sprühvorrichtungen 6, 7 und der Aufbringvorrichtung 8 weggerichtet, wodurch ein konstanter Abstand zwischen den Sprühvorrichtungen 6, 7 und der Oberfläche des Werkstücks 3 bzw. ein konstanter Abstand zwischen der Aufbringvorrichtung 8 und der Oberfläche des Werkstücks 3 eingestellt werden kann. The substrate 2 is rotated about a rotary device not shown in the drawing about a vertical axis of rotation D. At the same time, the substrate becomes 2 and that too on the substrate 2 resulting workpiece 3 moved slowly linearly in a direction of movement L via a conveyor also not shown. The movement of the substrate 2 takes place by the spray devices 6 . 7 and the applicator 8th directed away, creating a constant distance between the sprayers 6 . 7 and the surface of the workpiece 3 or a constant distance between the applicator 8th and the surface of the workpiece 3 can be adjusted.

Bei dem Verfahren wird als Material der Schmelze 5 bevorzugt ein Stahl eingesetzt. Das Material der Hohlkörper 10, insbesondere das Material der Außenhaut der Hohlkörper 10, weist einen höheren Schmelzpunkt auf als das Material der Schmelze 5, so dass ein Aufschmelzen der Hohlkörper 10 in der Schmelze 5 nicht befürchtet werden muss. Die Hohlkörper 10 sind bevorzugt als Hohlkugeln ausgestaltet, wobei der Durchmesser der Hohlkugeln in einem Bereich kleiner ist als 5 mm, insbesondere kleiner oder gleich 1 mm, bevorzugt kleiner ist als 500 μm, besonders bevorzugt kleiner ist als 250 μm. Bevorzugt werden Hohlkörper 10 aus einem keramischen Material verwendet, wodurch die Steifigkeit und/oder das Verschleißverhalten des Werkstücks 3 verbessert werden kann. Beispielsweise können die Hohlkörper 10 Aluminiumoxid (Al2O3), Zirconiumdioxid (ZrO2), Siliziumcarbid (SiC), Borcarbid (B4C), Siliziumnitrid (Si3N4), Titanborid (TiB2), Wolframcarbid (WC), Titancarbid (TiC) oder Siliziumdioxid (SiO2) aufweisen. Alternativ können die Hohlkörper 10 ein metallisches Material aufweisen, beispielsweise Eisen oder Stahl.In the method is used as the material of the melt 5 preferably a steel used. The material of the hollow body 10 , in particular the material of the outer skin of the hollow body 10 , has a higher melting point than the material of the melt 5 , allowing a melting of the hollow body 10 in the melt 5 not to be feared. The hollow body 10 are preferably configured as hollow spheres, wherein the diameter of the hollow spheres in a range smaller than 5 mm, in particular less than or equal to 1 mm, preferably smaller than 500 .mu.m, particularly preferably smaller than 250 .mu.m. Preference is given to hollow bodies 10 made of a ceramic material, thereby increasing the rigidity and / or wear behavior of the workpiece 3 can be improved. For example, the hollow body 10 Alumina (Al 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), silicon carbide (SiC), boron carbide (B 4 C), silicon nitride (Si 3 N 4 ), titanium boride (TiB 2 ), tungsten carbide (WC), titanium carbide (TiC) or Have silicon dioxide (SiO 2 ). Alternatively, the hollow body 10 comprise a metallic material, for example iron or steel.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann ein Werkstück 3 mit durch die Hohlkörper 10 gebildeten Hohlräumen erhalten werden. Da die Hohlkörper 10 eine im Vergleich zu dem Material der Schmelze 5 geringere Dichte aufweisen, wird das Gewicht des Werkstücks 3 reduziert. Zudem kann ein Werkstück 3 mit verbesserten Verschleißeigenschaften, mit verbesserter Dämpfung und mit einer verringerten Wärmeleitfähigkeit erhalten werden. The inventive method, a workpiece 3 with through the hollow body 10 formed cavities are obtained. Because the hollow body 10 one compared to the material of the melt 5 lower density, the weight of the workpiece 3 reduced. In addition, a workpiece 3 with improved wear characteristics, with improved damping and with reduced thermal conductivity.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Herstellungsvorrichtung making device
22
Substrat substratum
33
Werkstück workpiece
44
Schmelzkammer melting chamber
55
Schmelze melt
66
Sprühvorrichtung sprayer
77
Sprühvorrichtung sprayer
88th
Aufbringvorrichtung applicator
99
Hohlkörperkammer Hollow chamber
1010
Hohlkörper hollow body
1111
Abgasauslass exhaust outlet
1212
Sprühkammer spray chamber
DD
Drehachse axis of rotation
LL
Bewegungsrichtung movement direction

Claims (12)

Verfahren zur Herstellung eines Werkstücks (3), wobei eine metallische Schmelze (5) auf ein Substrat (2) gesprüht wird, wobei sich die Schmelze (5) auf dem Substrat (2) verfestigt und das Werkstück (3) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass Hohlkörper (10) auf das Substrat (2) oder die Schmelze (5) aufgebracht werden, welche beim Verfestigen der Schmelze (5) in das Werkstück (3) eingeschlossen werden.Method for producing a workpiece ( 3 ), wherein a metallic melt ( 5 ) on a substrate ( 2 ) is sprayed, wherein the melt ( 5 ) on the substrate ( 2 ) and the workpiece ( 3 ) forms, characterized in that hollow body ( 10 ) on the substrate ( 2 ) or the melt ( 5 ) are applied, which during solidification of the melt ( 5 ) in the workpiece ( 3 ). Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Material der Hohlkörper (10) einen höheren Schmelzpunkt aufweist als das Material der Schmelze (5). Method according to claim 1, wherein the material of the hollow bodies ( 10 ) has a higher melting point than the material of the melt ( 5 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hohlkörper (10) als Hohlkugeln ausgebildet sind.Method according to one of the preceding claims, wherein the hollow bodies ( 10 ) are formed as hollow balls. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hohlkörper (10) ein keramisches Material, insbesondere Aluminiumoxid, Zirconiumdioxid, Siliziumcarbid, Borcarbid, Siliziumnitrid, Titanborid, Wolframcarbid, Titancarbid, Siliziumdioxid oder ein metallisches Material, insbesondere Eisen oder Stahl, oder eine Kombination dieser Materialien aufweisen.Method according to one of the preceding claims, wherein the hollow bodies ( 10 ) comprise a ceramic material, in particular aluminum oxide, zirconium dioxide, silicon carbide, boron carbide, silicon nitride, titanium boride, tungsten carbide, titanium carbide, silicon dioxide or a metallic material, in particular iron or steel, or a combination of these materials. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hohlkörper (10) vor dem Aufbringen auf das Substrat (2) oder die Schmelze (5) vorgewärmt werden. Method according to one of the preceding claims, wherein the hollow bodies ( 10 ) before application to the substrate ( 2 ) or the melt ( 5 ) are preheated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Substrat (2) um eine Drehachse (D) gedreht wird. Method according to one of the preceding claims, wherein the substrate ( 2 ) is rotated about a rotation axis (D). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Substrat (2) linear bewegt wird, insbesondere in einer Bewegungsrichtung (L), welche von einer die Schmelze (5) auf das Substrat (2) sprühenden Sprühdüse (6, 7) weggerichtet ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the substrate ( 2 ) is moved linearly, in particular in a direction of movement (L), which of a melt ( 5 ) on the substrate ( 2 ) spraying spray nozzle ( 6 . 7 ) is directed away. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einem ersten Bereich des Substrats (2) eine erhöhte Menge an Hohlkörpern (10) aufgebracht und in einem zweiten Bereich des Substrats (2) eine geringere Menge an Hohlkörpern (10) aufgebracht wird. Method according to one of the preceding claims, wherein in a first region of the substrate ( 2 ) an increased amount of hollow bodies ( 10 ) and in a second region of the substrate ( 2 ) a smaller amount of hollow bodies ( 10 ) is applied. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schmelze (5) über mehrere Sprühvorrichtungen (6, 7) auf das Substrat (2) gesprüht wird. Method according to one of the preceding claims, wherein the melt ( 5 ) over several spray devices ( 6 . 7 ) on the substrate ( 2 ) is sprayed. Vorrichtung zur Herstellung eines Werkstücks, mit einer Sprühkammer, die eine Sprühvorrichtung (6, 7) zum Aufsprühen einer Schmelze (5) auf ein Substrat (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Aufbringvorrichtung (8) zum Aufbringen von Hohlkörpern (10) auf das Substrat (2) oder die Schmelze (5) aufweist. Apparatus for producing a workpiece, comprising a spray chamber containing a spray device ( 6 . 7 ) for spraying a melt ( 5 ) on a substrate ( 2 ), characterized in that the device ( 1 ) an application device ( 8th ) for applying hollow bodies ( 10 ) on the substrate ( 2 ) or the melt ( 5 ) having. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Vorrichtung (1) eine Dreheinrichtung zum Drehen des Substrats um eine Drehachse aufweist. Apparatus according to claim 10, wherein the device ( 1 ) has a rotating means for rotating the substrate about an axis of rotation. Metallisches Werkstück, dadurch gekennzeichnet, dass es durch ein Verfahren nach Anspruch 1 bis 9 hergestellt wurde. Metallic workpiece, characterized in that it has been produced by a method according to claims 1 to 9.
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