DE102015223008A1 - Mold, process for its preparation and use - Google Patents
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Abstract
Beschrieben wird eine zur Erzeugung von Faserverbundkörpern oder Gussteilen aus Kunststoff dienende Form aus einem partikulären Formgrundstoff und einem Binder, wobei die Form Poren aufweist, die Poren mit einem Porenfüllmaterial befüllt sind, der Binder wasserlöslich ist und das Porenfüllmaterial durch Temperaturerhöhung verflüssigbar und gegenüber dem Binder chemisch inert ist. Weiterhin werden die Herstellung und die Verwendung der Form beschrieben.The invention relates to a mold used for the production of fiber composite bodies or castings from a particulate molding material and a binder, wherein the mold has pores, the pores are filled with a pore filling material, the binder is water-soluble and the pore filling material is liquefiable by increasing the temperature and chemically with respect to the binder is inert. Furthermore, the preparation and the use of the mold are described.
Description
Die nachfolgend beschriebene Erfindung betrifft zur Erzeugung von Faserverbundkörpern oder Gussteilen aus Kunststoff dienende Formen, deren Herstellung und deren Verwendung. Besonders betrifft die Erfindung zur Erzeugung von Hohlräumen in Faserverbundkörpern oder Gussteilen aus Kunststoff dienende Kerne.The invention described below relates to the production of fiber composite bodies or castings from plastic serving molds, their preparation and their use. In particular, the invention relates to the production of cavities in fiber composite bodies or castings of plastic serving cores.
In einer Vielzahl von technischen Produkten kommen Bauteile aus Kunststoff oder aus einem Faserverbundwerkstoff (ein Kompositmaterial umfassend eine Matrix aus einem Kunststoff und ein Fasermaterial, das in die Matrix eingebettet ist) zum Einsatz, die in ihrem Inneren einen Hohlraum aufweisen. Die Herstellung solcher Bauteile ist schwierig, insbesondere, wenn der Hohlraum eine komplexe Geometrie aufweisen soll, beispielsweise eine längliche, gebogene Form oder eine Form mit Hinterschneidungen, während die Hohlraumoberfläche gleichzeitig glatt und hochwertig sein muss. Ein möglicher Weg, solche Bauteile in einem Stück zu produzieren, ist der Guss unter Verwendung von sogenannten „verlorenen Formen“. Bei dieser Technik wird in einem vorgelagerten Schritt ein Formteil (der sogenannte „Kern“) produziert, das in Größe und Form dem zu bildenden Hohlraum entspricht. Der Kern wird in einem aus weiteren Formteilen bestehenden Gusswerkzeug angeordnet, in welches anschließend ein flüssiges Polymermaterial oder ein flüssiger Polymervorläufer eingespritzt wird. Bei der Herstellung von Faserverbundkörpern wird der Kern vor dem Anordnen in dem Gusswerkzeug mit einem Fasermaterial ummantelt. Nach dem Guss erhält man einen Faserverbundkörper oder ein Gussteil aus Kunststoff mit dem gewünschten Hohlraum, in dem allerdings noch der Kern steckt. Dieser wird anschließend entfernt, was bedingt durch die erwähnte komplexe Geometrie des Hohlraums nicht ohne eine Zerstörung des Kerns erfolgen kann. Der Kern ist als Formteil „verloren“. In a variety of technical products, components made of plastic or of a fiber composite material (a composite material comprising a matrix of a plastic and a fiber material embedded in the matrix) are used, which have a cavity in their interior. The manufacture of such components is difficult, in particular if the cavity is to have a complex geometry, for example an elongated, curved shape or a shape with undercuts, while at the same time the cavity surface must be smooth and of high quality. One possible way to produce such components in one piece is casting using so-called "lost shapes". In this technique, in a preliminary step, a molded part (the so-called "core") is produced, which corresponds in size and shape to the cavity to be formed. The core is arranged in a casting mold consisting of further molded parts, into which subsequently a liquid polymer material or a liquid polymer precursor is injected. In the manufacture of fiber composites, the core is clad with a fibrous material prior to placement in the casting tool. After casting you get a fiber composite body or a plastic casting with the desired cavity, in which, however, still the core is inserted. This is then removed, which can not be done without destruction of the core due to the mentioned complex geometry of the cavity. The core is "lost" as a molded part.
Um einen Kern aus einem Hohlraum komplexer Geometrie zu entfernen, kann man ihn beispielsweise zerkleinern oder in einen flüssigen oder zumindest fließfähigen Zustand überführen. Voraussetzung hierfür ist eine geeignete Beschaffenheit des Kerns. In order to remove a core from a cavity of complex geometry, it can be crushed, for example, or converted into a liquid or at least flowable state. The prerequisite for this is a suitable condition of the core.
Beim sogenannten Schmelzkern-Spritzgießen fertigt man den Kern aus einem niedrigschmelzenden Metall oder einer niedrigschmelzenden Legierung. Der Kern wird in ein Gusswerkzeug eingelegt und mit Kunststoff umspritzt. Nach Abschluss dieses Schritts wird das erhaltene Gussteil samt dem darin enthaltenen Kern in ein Heizbad überführt, um den Kern auszuschmelzen. Hierzu wird das Heizbad auf eine Temperatur eingestellt, die leicht über dem Schmelzpunkt des niedrigschmelzenden Metalls oder der niedrigschmelzenden Legierung liegt, so dass das Spritzgussteil nicht beschädigt wird. Gegebenenfalls kann die Ausschmelzzeit durch induktives Erwärmen des Kernmetalls verkürzt werden. Flüssiges Kernmetall sammelt sich am Boden des Heizbads und ist zur Herstellung neuer Kerne nutzbar.In so-called melt-core injection molding, the core is made from a low-melting metal or a low-melting alloy. The core is placed in a casting tool and molded with plastic. After completion of this step, the resulting casting, including the core contained therein, is transferred to a heating bath to melt the core. For this purpose, the heating bath is adjusted to a temperature which is slightly above the melting point of the low-melting metal or the low-melting alloy, so that the injection-molded part is not damaged. Optionally, the melting time can be shortened by inductive heating of the core metal. Liquid core metal collects at the bottom of the heating bath and can be used to make new cores.
Die benötigten niedrigschmelzenden Metalle oder Legierungen sind allerdings relativ teuer. Darüber hinaus eignen sich die Metalle und Legierungen nur begrenzt zur Prozessierung von Polymeren mit niedrigen Verarbeitungstemperaturen wie Polypropylen und Polyethylen.The required low-melting metals or alloys, however, are relatively expensive. In addition, the metals and alloys are limited in the processing of polymers with low processing temperatures such as polypropylene and polyethylene.
Bauteile aus Faserverbundwerkstoffen werden oft auch unter Verwendung aufblasbarer Schläuche hergestellt, die an Stelle von Kernen in einem Gusswerkzeug angeordnet werden können. Hierbei handelt es sich meist um verschließbare Schläuche aus einem Silicon, welche während eines Gussvorgangs mit Innendruck beaufschlagt werden können. Nach Abschluss des Gussvorgangs wird der Druck abgelassen und der Schlauch wird entfernt. Die dabei verwendeten Schläuche sind grundsätzlich wiederverwendbar. Allerdings sind sie thermisch und mechanisch nur begrenzt stabil, was ihrer Wiederverwendbarkeit in der Praxis enge Grenzen setzt. Darüber hinaus sind sie nur begrenzt zur Herstellung von Hohlräumen mit komplexen Geometrien geeignet.Fiber composite components are often fabricated using inflatable tubing that can be placed in place of cores in a casting tool. These are usually closable hoses made of a silicone, which can be subjected to internal pressure during a casting process. After completion of the casting process, the pressure is released and the hose is removed. The hoses used are basically reusable. However, they are thermally and mechanically only limited stability, which sets their reusability in practice narrow limits. Moreover, they are only limitedly suitable for the production of cavities with complex geometries.
Aus dem Metallguss ist es bekannt, zur Herstellung von Hohlräumen in Gussteilen Kerne aus Sand zu verwenden. Derartige Kerne lassen sich unter der Voraussetzung, dass ihre Oberfläche versiegelt wird (beispielsweise mit einer Folie), auch beim Kunststoffguss einsetzen. Sie werden aus einer Formstoffmischung umfassend ein Bindemittel und den Sand als partikulären Formgrundstoff hergestellt. Das Bindemittel hält die Partikel des Formgrundstoffs zusammen und ist somit für die strukturelle Integrität der Kerne verantwortlich. Die Kerne müssen den während eines Gussvorgangs auftretenden thermischen und mechanischen Belastungen standhalten können. Nach dem Guss werden die Kerne meist mittels Vibrationen zerkleinert. Bei Verwendung eines wasserlöslichen Binders, beispielsweise eines Binders auf Basis von Magnesiumsulfat, Wassergläsern oder auf Basis von Polyphosphat und/oder Borat, lassen sich die Kerne nach dem Gussvorgang auch mit Wasser aus erhaltenen Gussteilen herauslösen. From metal casting, it is known to use cores made of sand for the production of cavities in castings. Such cores can also be used in plastic casting, provided that their surface is sealed (for example with a foil). They are made from a molding material mixture comprising a binder and the sand as a particulate molding material. The binder holds the particles of mold base together and thus accounts for the structural integrity of the cores. The cores must be able to withstand the thermal and mechanical stresses occurring during a casting process. After casting, the cores are usually crushed by vibration. When using a water-soluble binder, such as a binder based on magnesium sulfate, water glasses or based on polyphosphate and / or borate, the cores can be solved by the casting process with water from castings obtained.
Derartige Kerne eignen sich grundsätzlich auch zur Prozessierung von Polymeren mit niedrigen Verarbeitungstemperaturen. Allerdings mangelt es den Kernen häufig an der erforderlichen Festigkeit und auch an der erforderlichen Lagerbeständigkeit. Wasserlösliche Bindermaterialien sind oft hygroskopisch und lagern somit in feuchten Umgebungen Wasser ein, was ihre Bindewirkung deutlich herabsetzen kann.Such cores are basically also suitable for processing polymers with low processing temperatures. However, the cores often lack the required strength and also the required shelf life. Water-soluble binder materials are often hygroscopic and thus store water in moist environments, which can significantly reduce their binding effect.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, zur Erzeugung von Faserverbundkörpern oder Gussteilen aus Kunststoff dienende Formen, insbesondere zur Erzeugung von Hohlräumen in Faserverbundkörpern oder Gussteilen aus Kunststoff dienende Kerne, bereitzustellen, die kostengünstig herzustellen sind und ein breites Anwendungsspektrum bieten. Darüber hinaus sollen die Formen und Kerne eine hohe Festigkeit bei gleichzeitig hoher Lagerstabilität aufweisen. It is an object of the present invention to provide for the production of fiber composite bodies or castings from plastic serving molds, in particular for the production of cavities in fiber composite bodies or castings serving plastic cores, which are inexpensive to produce and offer a wide range of applications. In addition, the shapes and cores should have a high strength with high storage stability.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Form mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie das Verfahren zur Herstellung der Form mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Form sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 8 angegeben. Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens gemäß Anspruch 9 ist im abhängigen Anspruch 10 angegeben. Weiterhin ist auch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11 von der vorliegenden Erfindung umfasst. Bevorzugte Ausführungsformen dieses Verfahrens finden sich in den abhängigen Ansprüchen 12 bis 15. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht.This object is achieved by the form with the features of claim 1 and the method for producing the mold having the features of claim 9. Preferred embodiments of the inventive form are given in the dependent claims 2 to 8. A preferred embodiment of the method according to claim 9 is given in the dependent claim 10. Furthermore, the method with the features of claim 11 of the present invention is also included. Preferred embodiments of this method can be found in the dependent claims 12 to 15. The wording of all claims is hereby incorporated by reference into the content of this description.
Die erfindungsgemäße Form dient zur Erzeugung von Faserverbundkörpern oder in Gussteilen aus Kunststoff. In vielen Fällen kann es sich bei der erfindungsgemäßen Form auch um einen Kern zur Erzeugung von Hohlräumen handeln. Die Form umfasst einen partikulären Formgrundstoff und einen Binder und sie weist Poren auf. Bei dem Binder handelt es sich um einen wasserlöslichen Binder.The mold according to the invention serves to produce fiber composite bodies or in cast parts made of plastic. In many cases, the mold according to the invention may also be a core for producing cavities. The mold comprises a particulate mold base and a binder and has pores. The binder is a water-soluble binder.
Besonders zeichnet sich die Form durch folgendes Merkmal aus:
- 1a Sie weist Poren auf und die Poren sind mit einem Porenfüllmaterial befüllt, wobei dieses Porenfüllmaterial durch Temperaturerhöhung verflüssigbar ist.
- 1a It has pores and the pores are filled with a pore filling material, wherein this pore filling material is liquefiable by increasing the temperature.
Die Poren sind mindestens teilweise mit dem Porenfüllmaterial befüllt, in bevorzugten Ausführungsformen auch vollständig. In Ausführungsformen, in denen die Poren mindestens teilweise befüllt sind, sind vor allem die Poren befüllt, die Öffnungen hin zur Oberfläche der Form aufweisen.The pores are at least partially filled with the pore filling material, in preferred embodiments also completely. In embodiments in which the pores are at least partially filled, especially the pores are filled, the openings have towards the surface of the mold.
In weiteren bevorzugten Ausführungsformen füllt das Porenfüllmaterial nicht nur besagte Poren sondern bedeckt auch die Oberfläche der Form.In other preferred embodiments, the pore filling material not only fills said pores but also covers the surface of the mold.
Bevorzugt ist das Porenfüllmaterial gegenüber dem Binder und/oder gegenüber dem partikulären Formgrundstoff chemisch inert. Besonders bevorzugt ist es sowohl gegenüber dem Binder als auch gegenüber dem partikulären Formgrundstoff chemisch inert. Es ist weiter bevorzugt, dass das Porenfüllmaterial bei Raumtemperatur (20 °C) und Normaldruck (1 bar) fest ist.The pore filling material is preferably chemically inert with respect to the binder and / or with respect to the particulate molding base material. With particular preference it is chemically inert both to the binder and to the particulate molding material. It is further preferred that the pore-filling material is solid at room temperature (20 ° C) and normal pressure (1 bar).
Unter dem Begriff „chemisch inert“ soll vorliegend verstanden werden, dass das Porenfüllmaterial bei seiner Verarbeitung mit dem Binder und/oder dem Formgrundstoff nicht oder nur in verschwindend geringem Maß eine Reaktion, insbesondere eine chemische Reaktion, eingeht. Das Porenfüllmaterial wird bevorzugt so gewählt, dass es in unmittelbarem Kontakt mit dem Binder und/oder dem Porenfüllmaterial nicht zu einer Schwächung der strukturellen Integrität des Kerns führt. Insbesondere darf es den verwendeten Binder nicht lösen. The term "chemically inert" is to be understood in the present case that the pore filling material does not or only to a negligible extent undergoes a reaction, in particular a chemical reaction, during its processing with the binder and / or the molding base material. The pore-filling material is preferably chosen so that it does not weaken the structural integrity of the core in direct contact with the binder and / or pore-filling material. In particular, it must not solve the binder used.
Die Kombination aus einer porösen Form basierend auf einem wasserlöslichen Binder und einem dem Binder gegenüber chemisch inerten Porenfüllmaterial bringt unerwartete Vorteile mit sich und eröffnet Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der Kunststoffverarbeitung, die über die Möglichkeiten der eingangs erwähnten Formen und Kerne weit hinausgehen. Darüber hinaus sind die erfindungsgemäßen Formen einfach und kostengünstig herzustellen. The combination of a porous mold based on a water-soluble binder and a binder to chemically inert pore filling material brings unexpected benefits and opens up applications in the field of plastics processing, which go beyond the possibilities of the aforementioned forms and cores far. In addition, the molds according to the invention are simple and inexpensive to produce.
Der partikuläre Formgrundstoff besteht bevorzugt aus einer der folgenden Komponenten oder einer Kombination aus mindestens zwei der folgenden Komponenten oder umfasst zumindest eine der folgenden Komponenten oder eine Kombination aus mindestens zwei der folgenden Komponenten:
- 2a Partikel aus anorganischen, wasserunlöslichen Materialien: Zu diesen Materialien zählen insbesondere Sand, Glas, Keramiken, Glaskeramiken, Glasfritten, Silikate wie Aluminiumsilikat, Metalloxide wie Aluminiumoxid, Metallnitride, Titanate, Zirkonate, Aluminate, Carbid, beispielsweise Siliciumcarbid, Metalle, Metalllegierungen, Graphitpartikel, wasserunlösliche oder in Wasser schwerlösliche Salze wie Bariumsulfat oder Calciumcarbonat. Bei den Sandpartikeln handelt es sich bevorzugt um Partikel aus einem feuerfesten, mineralischen Sand. Der Sand kann natürlichen oder synthetischen Ursprungs sein. In Frage kommen insbesondere Quarzsand, Zirkonsand, Chromerzsand, Mullitsand und Olivinsand. Der Begriff „Glaspartikel“ meint vorliegend insbesondere alle Partikel aus anorganischen Gläsern, die sich chemisch inert gegenüber Wasser oder wässrigen Lösungen verhalten, zumindest im Temperaturbereich zwischen 0 °C und 200 °C. Unter keramischen Partikeln sind insbesondere Partikel aus Carbiden, Nitriden, Oxiden, Siliciden sowie aus bekannten Tonmineralien wie zum Beispiel Kaolinit zu verstehen. Mit dem Begriff „Glaskeramiken“ sind Gläser gemeint, die kristalline Teilchen aufweisen, die in eine amorphe Glasphase eingebettet sind. Glasfritten treten als Zwischenprodukte bei der Herstellung von Glasschmelzen auf. Durch oberflächliches Schmelzen eines Glaspulvers backen die einzelnen Partikel des Pulvers zusammen. Bricht man den Schmelzvorgang an diesem Punkt ab, erhält man einen als Glasfritte bezeichneten porösen Körper. Der Begriff „Fritte“ wird auch auf aus diesem Körper durch Mahlen gewonnene Partikel und Pulver angewandt. Als Metallpartikel kommen vorliegend insbesondere Partikel aus Leichtmetallen wie Aluminium in Frage.
- 2b Partikel aus anorganischen, wasserlöslichen Materialien: Zu diesen Materialien zählen insbesondere Salze aus der Gruppe mit Natriumchlorid (NaCl), Kaliumchlorid (KCl) und Natriumcarbonat (Na2CO3). Weiterhin zählen auch Nitrate dazu, insbesondere Natriumnitrat (NaNO3) und Kaliumnitrat (KNO3).
- 2c Partikel aus organischen, wasserunlöslichen Materialien: Zu diesen Materialien zählen insbesondere wasserunlösliche Polymermaterialien wie Polystyrol, Polyethylen, Polypropylen, Polyurethan und Polycarbonat.
- 2d Partikel aus organischen, wasserlöslichen Materialien: Hierzu zählen insbesondere wasserlösliche Polymere wie Polyvinylalkohol (PVA) oder Salze organischer Säuren, beispielsweise Natriumacetat.
- 2e Partikel aus einem anorganisch-organischen Verbundmaterial: Hierzu zählt beispielsweise Verbundmaterialien aus einem der in 2c oder 2d genannten Polymermaterialien, in das anorganische Partikel, beispielsweise aus einem der unter 2a genannten Materialien, eingebettet sind.
- 2a particles of inorganic, water-insoluble materials: These materials include in particular sand, glass, ceramics, glass ceramics, glass frits, silicates such as aluminum silicate, metal oxides such as aluminum oxide, metal nitrides, titanates, zirconates, aluminates, carbide, for example silicon carbide, metals, metal alloys, graphite particles, water-insoluble or sparingly soluble in water salts such as barium sulfate or calcium carbonate. The sand particles are preferably particles of a refractory, mineral sand. The sand can be natural or synthetic. In particular quartz sand, zircon sand, chrome ore sand, mullite sand and olivine sand are possible. The term "glass particles" means in the present case in particular all particles of inorganic glasses which are chemically inert to water or aqueous solutions, at least in the temperature range between 0 ° C and 200 ° C. Particles of carbides, nitrides, oxides, silicides and known clay minerals such as, for example, kaolinite are to be understood as meaning ceramic particles. By the term "glass-ceramics" is meant glasses having crystalline particles embedded in an amorphous glass phase. Glass frits occur as intermediates in the production of glass melts. By superficially melting a glass powder, the individual particles of the powder bake together. Canceling the melting process at this point yields a porous body called glass frit. The term "frit" is also applied to particles and powder obtained from this body by milling. In the present case, particular preference is given to particles of light metals, such as aluminum, as metal particles.
- 2b Particles of inorganic, water-soluble materials: These materials include in particular salts from the group with sodium chloride (NaCl), potassium chloride (KCl) and sodium carbonate (Na 2 CO 3 ). Also included are nitrates, especially sodium nitrate (NaNO 3 ) and potassium nitrate (KNO 3 ).
- 2c Particles of organic, water-insoluble materials: These materials include in particular water-insoluble polymer materials such as polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyurethane and polycarbonate.
- 2d particles of organic, water-soluble materials: These include in particular water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol (PVA) or salts of organic acids, for example sodium acetate.
- Particles of an Inorganic-Organic Composite Material: These include, for example, composite materials of one of the polymer materials mentioned in 2c or 2d, in which inorganic particles, for example from one of the materials mentioned under 2a, are embedded.
In bevorzugten Ausführungsformen können die Partikel des partikulären Formgrundstoffs als Kugeln oder als Hohlkugeln vorliegen. Besonders geeignet sind beispielsweise Kugeln oder Hohlkugeln aus Glas und aus Aluminiumsilikat sowie aus keramischen und glaskeramischen Materialien.In preferred embodiments, the particles of the particulate molding material may be present as spheres or as hollow spheres. For example, spheres or hollow spheres of glass and of aluminum silicate and of ceramic and glass-ceramic materials are particularly suitable.
Bevorzugt weisen die Partikel des partikulären Formgrundstoffs eine mittlere Partikelgröße < 1000 µm, bevorzugt < 600 µm, auf. Besonders bevorzugt sind Partikel mit mittleren Partikelgrößen im Bereich von 50 µm bis 500 µm.The particles of the particulate molding material preferably have an average particle size of <1000 .mu.m, preferably <600 .mu.m. Particularly preferred are particles having average particle sizes in the range of 50 microns to 500 microns.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist der partikuläre Formgrundstoff frei von Wasser, bevorzugt auch frei von Kristallwasser, sofern es sich bei dem Formgrundstoff um ein Salz handelt.In some preferred embodiments, the particulate mold base is free of water, preferably also free of water of crystallization, as long as the mold base is a salt.
Bei dem wasserlöslichen Binder handelt es sich bevorzugt um einen der folgenden Binder oder um eine Kombination aus mindestens zwei der folgenden Binder:
- 3a Einen wasserlöslichen anorganischen Binder: Hierzu zählen besonders bevorzugt auf Wasserglas basierende Binder, auf Magnesiumsulfat basierende Binder oder auf Phosphat und/oder Borat basierende Binder.
Als Wassergläser bezeichnet man sowohl aus einer Schmelze erstarrte, glasartige, wasserlösliche Alkalisilikate, insbesondere Natrium-, Kalium-, und Lithiumsilikate, als auch ihre wässrigen Lösungen. Zur Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung eignen sich besonders Natriumwassergläser. Es ist auch möglich, ein Gemisch aus zwei oder mehr verschiedenen Wassergläsern einzusetzen.
Ein charakteristisches Merkmal von Wassergläsern ist ihr Modul, worunter man das Molverhältnis SiO2:M2O im Wasserglas versteht, wobei M bevorzugt ausgewählt ist aus Li+, K+ oder Na+. Vorliegend werden bevorzugt Wassergläser verwendet, deren Modul im Bereich von 1,5 bis 3,3 liegt.
In der
GB 782 205 A DE 199 25 167 A1 DE 10 2007 045 649 A1 US 5474606 A DE 10 2007 045 649 A1 WO 92/06808 A1 DE 103 59 547 B3 DE 195 25 307 A1 US 5711792 A - 3b Einen wasserlöslichen organischen Binder: Hierzu zählen insbesondere Binder auf Basis von wasserlöslichen Polymeren, beispielsweise auf Basis von Polyvinylalkohol (PVA). Bei Polyvinylalkohol handelt es sich bekanntlich um einen thermoplastischen Kunststoff, der meistens durch Verseifung von Polyvinylacetat hergestellt wird. Der Kunststoff wird meist in Form einer wässrigen Lösung verarbeitet. Sein Schmelzpunkt liegt abhängig vom Hydrolyse- und Polymerisationsgrad in der Regel im Bereich von 200 °C bis 228 °C.
- 3a A Water-Soluble Inorganic Binder: These include, most preferably, water glass based binders, magnesium sulfate based binders, or phosphate and / or borate based binders. Water glasses are both solidified from a melt, glassy, water-soluble alkali metal silicates, especially sodium, potassium, and lithium silicates, as well as their aqueous solutions. Sodium water glasses are particularly suitable for use in the context of the present invention. It is also possible to use a mixture of two or more different water glasses. A characteristic feature of water glasses is their modulus, which is understood to mean the molar ratio SiO 2 : M 2 O in the water glass, where M is preferably selected from Li + , K + or Na + . In the present case water glasses are preferably used whose modulus is in the range of 1.5 to 3.3. In the
GB 782 205 A DE 199 25 167 A1 DE 10 2007 045 649 A1 US 5474606 A DE 10 2007 045 649 A1 WO 92/06808 A1 DE 103 59 547 B3 DE 195 25 307 A1 US 5711792 A - 3b A water-soluble organic binder: These include in particular binders based on water-soluble polymers, for example based on polyvinyl alcohol (PVA). Polyvinyl alcohol is known to be a thermoplastic material, which is usually produced by saponification of polyvinyl acetate. The plastic is usually processed in the form of an aqueous solution. Its melting point is usually in the range of 200 ° C to 228 ° C, depending on the degree of hydrolysis and polymerization.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem wasserlöslichen Binder um einen der folgenden Binder oder um eine Kombination aus den folgenden Bindern:
- 4a Um einen auf Wasserglas basierenden Binder mit einem Anteil an einem synthetischen oder natürlichen Siliziumdioxid: Derartige Binder sind beispielsweise aus der
EP 1 802 409 B1 DE 10 2007 045 659 A1 - 4b Sofern als Binder ein Polyphosphat zum Einsatz kommt, so handelt es sich hierbei bevorzugt um ein Polyphosphat mit der allgemeinen Summenformel Mn+2PnO3n+1 und der Struktur M-O-[P(OM)(O)-O]n-M (M = einwertiges Metall), insbesondere um Natrium-Hexametaphosphat ((NaPO3)6).
- 4c Sofern als Binder ein Borat zum Einsatz kommt, so handelt es sich dabei bevorzugt um ein Polyborat der allgemeinen Formel Mn-2BnO2n-1 oder um ein Metaborat der allgemeinen Formel (BO2)n n–.
- 4d Magnesiumsulfat.
- 4a To a water glass-based binder with a proportion of a synthetic or natural silica: Such binders are for example from
EP 1 802 409 B1 DE 10 2007 045 659 A1 - 4b If the binder used is a polyphosphate, this is preferably a polyphosphate having the general empirical formula M n + 2 P n O 3n + 1 and the structure MO- [P (OM) (O) -O] n -M (M = monovalent metal), in particular sodium hexametaphosphate ((NaPO 3 ) 6 ).
- 4c If a borate is used as the binder, it is preferably a polyborate of the general formula M n-2 B n O 2n-1 or a metaborate of the general formula (BO 2 ) n n- .
- 4d magnesium sulfate.
Mischungen aus Magnesiumsulfat und Phosphat und/oder Borat sind besonders bevorzugt.Mixtures of magnesium sulfate and phosphate and / or borate are particularly preferred.
Es ist besonders bevorzugt, dass die auf Polyphosphat und/oder auf Borat basierenden Binder sowie auch auf Magnesiumsulfat basierende Binder mit Porenfüllmaterialien kombiniert werden, die wasserfrei sind, insbesondere auch kein Kristallwasser aufweisen. Gut geeignet sind beispielsweise die nachfolgend beschriebenen wasserfreien Salze oder Mischungen aus zwei oder mehr wasserlöslichen Salzen.It is particularly preferred that the binders based on polyphosphate and / or borate as well as magnesium sulfate-based binders are combined with pore-filling materials which are anhydrous, in particular also have no water of crystallization. For example, the anhydrous salts described below or mixtures of two or more water-soluble salts are well suited.
Bei dem Porenfüllmaterial handelt es sich bevorzugt um einen der folgenden Stoffe oder um eine Kombination aus mindestens zwei der folgenden Stoffe:
- 5a Ein wasserunlösliches natürliches oder synthetisches Wachs, Fett oder Öl, beispielsweise ein Paraffin oder ein Fettsäureester, insbesondere mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 20 °C bis 200 °C, besonders bevorzugt mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 30 °C bis 100 °C.
- 5b ein wasserlösliches, schmelzbares Polymer, beispielsweise Polyethylenglykol oder niedermolekulares Polypropylenglycol, insbesondere mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 20 °C bis 70 °C.
- 5c ein wasserunlösliches, schmelzbares Polymer, beispielsweise ein niedrigschmelzendes thermoplastisches Polyamid oder ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, insbesondere mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 50 °C bis 150 °C, besonders bevorzugt mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 50 °C bis 100 °C.
- 5d Ein niedrigschmelzendes Metall oder eine niedrigschmelzende Legierung, wie man es oder sie auch zur Fertigung von Kernen für das Schmelzkern-Spritzgießen verwendet, beispielsweise Bismut oder eine Bismutlegierung, insbesondere mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 50 °C bis 150 °C, besonders bevorzugt mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 50 °C bis 100 °C.
- 5e Ein wasserlösliches Salz oder eine Mischung aus zwei oder mehr wasserlöslichen Salzen, insbesondere eine geschmolzene Mischung (Schmelze) aus den zwei oder mehr wasserlöslichen Salzen. Es gibt niedrigschmelzende Salze sowie eutektische Gemische solcher Salze, die sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Porenfüllmaterial einsetzen lassen. Geeignet sind insbesondere Salzmischungen aus Salzen, welche sich aus Kationen der Alkali- und Erdalkalimetalle sowie aus Anionen der Typen Chlorid, Nitrit, Nitrat, Carbonat, Hydroxid, Fluorid, Cyanat und Sulfat zusammensetzen. Besonders geeignet sind beispielsweise Nitrate wie Lithium-, Kalium- oder Natriumnitrat oder Nitrite wie Lithium-, Kalium- oder Natriumnitrit oder Mischungen enthaltend ein Nitrat oder Nitrit oder bevorzugt zwei oder mehr Nitrate und/oder Nitrite. Es lässt sich beispielsweise aus 40 Gew.-% NaNO2, 7 Gew.-% NaNO3 und 53 Gew.-% KNO3 ein ternäres Gemisch mit einer Schmelztemperatur von 142 °C bilden. Ein geeignetes binäres Gemisch aus 45 Gew.-% NaNO2 und 55 Gew.-% KNO3 weist eine Schmelztemperatur von 141 °C auf. Die Salzmischungen können auch Chloride enthalten, beispielsweise Magnesiumchlorid, Kaliumchlorid und/oder Natriumchlorid. Aus Natriumnitrat und Natriumchlorid lässt sich beispielsweise ein binäres Gemisch mit einem Schmelzpunkt von 282 °C bilden. Bevorzugt werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Porenfüllmaterial ausschließlich Salze und Salzmischungen eingesetzt, die frei von Wasser, insbesondere auch frei von Kristallwasser, sind. Besonders bevorzugt werden Salze und Salzmischungen mit einer dynamischen Viskosität von weniger als 4 mPas (bei 300 °C), bevorzugt von weniger als 3 mPas (bei 300 °C), besonders bevorzugt von weniger als 2,5 mPas (bei 300 °C), eingesetzt. Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Salze und Salzmischungen einen Schmelzpunkt im Bereich von 20 °C bis 500 °C, bevorzugt von 30 °C bis 380 °C, aufweisen. In einigen bevorzugten Ausführungsformen können die Salze und Salzmischungen einen Schmelzpunkt im Bereich von 30 °C bis 300 °C, bevorzugt von 30 °C bis 150 °C, aufweisen.
- 5a A water-insoluble natural or synthetic wax, fat or oil, for example a paraffin or a fatty acid ester, in particular having a melting point in the range from 20 ° C to 200 ° C, particularly preferably having a melting point in the range from 30 ° C to 100 ° C.
- 5b, a water-soluble, meltable polymer, for example polyethylene glycol or low molecular weight polypropylene glycol, in particular having a melting point in the range of 20 ° C to 70 ° C.
- 5c is a water-insoluble, meltable polymer, for example a low-melting thermoplastic polyamide or an ethylene-vinyl acetate copolymer, in particular having a melting point in the range from 50 ° C. to 150 ° C., particularly preferably having a melting point in the range from 50 ° C. to 100 ° C. ,
- 5d A low melting point metal or alloy, such as is used to make cores for melt core injection molding, such as bismuth or a bismuth alloy, especially having a melting point in the range of 50 ° C to 150 ° C, more preferably with a melting point in the range of 50 ° C to 100 ° C.
- 5e A water-soluble salt or a mixture of two or more water-soluble salts, in particular a molten mixture (melt) of the two or more water-soluble salts. There are low-melting salts and eutectic mixtures of such salts, which can be used in the context of the present invention as a pore filling material. Salt mixtures of salts which are composed of cations of the alkali metals and alkaline earth metals and of anions of the types chloride, nitrite, nitrate, carbonate, hydroxide, fluoride, cyanate and sulfate are particularly suitable. Particularly suitable are, for example, nitrates such as lithium, potassium or sodium nitrate or nitrites such as lithium, potassium or sodium nitrite or mixtures containing a nitrate or nitrite or preferably two or more nitrates and / or nitrites. For example, from 40% by weight of NaNO 2 , 7% by weight of NaNO 3 and 53% by weight of KNO 3, it is possible to form a ternary mixture having a melting temperature of 142 ° C. A suitable binary mixture of 45 wt .-% NaNO 2 and 55 wt .-% KNO 3 has a melting temperature of 141 ° C. The salt mixtures may also contain chlorides, for example magnesium chloride, potassium chloride and / or sodium chloride. For example, a binary mixture having a melting point of 282.degree. C. can be formed from sodium nitrate and sodium chloride. In the context of the present invention, pore-filling material used is preferably exclusively salts and salt mixtures which are free from Water, especially free of water of crystallization, are. Particular preference is given to salts and salt mixtures having a dynamic viscosity of less than 4 mPas (at 300 ° C.), preferably less than 3 mPas (at 300 ° C.), more preferably less than 2.5 mPas (at 300 ° C.). used. Furthermore, it is preferred that the salts and salt mixtures have a melting point in the range of 20 ° C to 500 ° C, preferably from 30 ° C to 380 ° C. In some preferred embodiments, the salts and salt mixtures may have a melting point in the range of from 30 ° C to 300 ° C, preferably from 30 ° C to 150 ° C.
In vielen Ausführungsformen ist es ganz grundsätzlich bevorzugt, dass das Porenfüllmaterial ein Material ist, das nicht wasserlöslich ist und einen Schmelzpunkt aufweist, der unter dem Schmelzpunkt des verwendeten partikulären Formgrundstoffs liegt, bevorzugt mindestens 20 °C unter dem Schmelzpunkt, insbesondere mindestens 50 °C. Diese Temperaturdifferenz ist insbesondere dann relevant, wenn als partikulärer Formgrundstoff Partikel aus organischen Materialien verwendet werden. In many embodiments, it is quite generally preferred that the pore filling material is a material that is not water-soluble and has a melting point below the melting point of the particular particulate molding material used, preferably at least 20 ° C below the melting point, especially at least 50 ° C. This temperature difference is particularly relevant if particles of organic materials are used as the particulate molding material.
In den Fällen, in denen es bevorzugt ist, dass das Porenfüllmaterial wasserlöslich ist, spielt der Schmelzpunkt des Porenfüllmaterials eine vergleichsweise untergeordnete Rolle. In cases where it is preferred that the pore-filling material be water-soluble, the melting point of the pore-filling material plays a comparatively minor role.
Besonders bevorzugt sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung Formen mit den folgenden Kombinationen aus Formgrundstoff, Binder und Porenfüllmaterial:
- 7a Als partikulärer Formgrundstoff wird ein organisches und/oder ein anorganisches wasserunlösliches Material verwendet. Als Binder wird ein wasserlöslicher anorganischer Binder verwendet. Als Porenfüllmaterial wird ein wasserlösliches Polymer verwendet. Ein Kern, der aus dieser Kombination aus Formgrundstoff, Binder und Porenfüllmaterial hergestellt wurde, lässt sich nach einem Gussvorgang aus einem Gussteil in der Regel leicht mittels Wasser herauslösen. Da sowohl das Porenfüllmaterial als auch der Binder wasserlöslich sind, verliert der Kern in Kontakt mit Wasser schnell seine strukturelle Integrität und zerfällt.
- 7b Als partikulärer Formgrundstoff wird ein organisches und/oder ein anorganisches wasserunlösliches Material verwendet. Als Binder wird ein wasserlöslicher, anorganischer Binder verwendet. Als Porenfüllmaterial wird ein wasserunlösliches natürliches oder synthetisches Wachs, Fett oder Öl oder ein wasserunlösliches, schmelzbares Polymer oder ein Metall oder eine Metalllegierung (beide niedrigschmelzend) verwendet. Ein Kern, der aus dieser Kombination aus Formgrundstoff, Binder und Porenfüllmaterial hergestellt wurde, zeichnet sich dadurch aus, dass er aufgrund des hydrophoben Porenfüllmaterials wasserabweisend ist. Er ist von sich aus also nicht wasserlöslich. Erwärmt man allerdings den Kern, so schmilzt das Porenfüllmaterial und der wasserlösliche Binder kann mit Wasser, beispielsweise dem Wasser eines Wasserbads, unmittelbar in Kontakt treten. Der dann einsetzende Lösungsvorgang resultiert in einer Zersetzung des Kerns.
- 7c Als partikulärer Formgrundstoff wird ein organisches und/oder ein anorganisches wasserunlösliches Material verwendet. Als Binder wird ein wasserlöslicher organischer Binder verwendet. Als Porenfüllmaterial wird ein wasserlösliches Polymer verwendet. Ein Kern, der aus dieser Kombination aus Formgrundstoff, Binder und Porenfüllmaterial hergestellt wurde, verhält sich in Kontakt mit Wasser ähnlich wie ein Kern gemäß 7a.
- 7d Als partikulärer Formgrundstoff wird ein organisches und/oder ein anorganisches wasserunlösliches Material verwendet. Als Binder wird ein wasserlöslicher, organischer Binder verwendet. Als Porenfüllmaterial wird ein wasserunlösliches natürliches oder synthetisches Wachs, Fett oder Öl oder ein wasserunlösliches, schmelzbares Polymer oder ein Metall oder eine Metalllegierung verwendet. Ein Kern, der aus dieser Kombination aus Formgrundstoff, Binder und Porenfüllmaterial hergestellt wurde, verhält sich ähnlich wie ein Kern gemäß 7b.
- 7e Als partikulärer Formgrundstoff wird ein organisches und/oder ein anorganisches wasserlösliches Material verwendet. Als Binder wird ein wasserlöslicher anorganischer oder organischer Binder verwendet. Als Porenfüllmaterial wird ein wasserunlösliches natürliches oder synthetisches Wachs, Fett oder Öl oder ein wasserunlösliches, schmelzbares Polymer oder ein Metall oder eine Metalllegierung (beide niedrigschmelzend) verwendet. Ein Kern, der aus dieser Kombination aus Formgrundstoff, Binder und Porenfüllmaterial hergestellt wurde, verhält sich ähnlich wie ein Kern gemäß 7b.
- 7a An organic and / or an inorganic water-insoluble material is used as the particulate molding material. As the binder, a water-soluble inorganic binder is used. As the pore filling material, a water-soluble polymer is used. A core made from this combination of mold base, binder and pore filler material is usually easy to dissolve with water after casting from a casting. Because both the pore filler and the binder are water soluble, the core quickly loses its structural integrity upon contact with water and disintegrates.
- 7b An organic and / or an inorganic water-insoluble material is used as the particulate molding material. The binder used is a water-soluble inorganic binder. As the pore-filling material, a water-insoluble natural or synthetic wax, fat or oil or a water-insoluble fusible polymer or a metal or a metal alloy (both low-melting) is used. A core made from this combination of mold base, binder and pore filler is characterized by being hydrophobic due to the hydrophobic pore-filling material. He is therefore not water-soluble on his own. However, when heating the core, the pore-filling material melts and the water-soluble binder can come into direct contact with water, for example the water of a water bath. The then beginning solution process results in a decomposition of the core.
- 7c An organic and / or an inorganic water-insoluble material is used as the particulate molding material. The binder used is a water-soluble organic binder. As the pore filling material, a water-soluble polymer is used. A core made from this combination of mold base, binder and pore filler behaves in contact with water similar to a core according to Fig. 7a.
- 7d An organic and / or an inorganic water-insoluble material is used as the particulate molding material. The binder used is a water-soluble organic binder. As the pore filling material, a water-insoluble natural or synthetic wax, fat or oil or a water-insoluble fusible polymer or a metal or a metal alloy is used. A core made from this combination of mold base, binder and pore filler behaves similar to a core according to Fig. 7b.
- 7e An organic and / or an inorganic water-soluble material is used as the particulate molding material. The binder used is a water-soluble inorganic or organic binder. As the pore-filling material, a water-insoluble natural or synthetic wax, fat or oil or a water-insoluble fusible polymer or a metal or a metal alloy (both low-melting) is used. A core made from this combination of mold base, binder and pore filler behaves similar to a core according to Fig. 7b.
Es ist besonders bevorzugt, dass das Porenfüllmaterial in der Form – bezogen auf ihr Gesamtvolumen – in einem Anteil von 1 bis 80 Vol.-%, bevorzugt von 1 bis 50 Vol.-%, besonders bevorzugt von 10 bis 50 Vol.-%, enthalten ist. Dabei füllt es die Poren der Form bevorzugt zu mehr als 25 %, insbesondere zu mehr als 50 %, besonders bevorzugt zu mehr als 75 %, aus. In einigen Ausführungsformen sind alle Poren der Form mit dem Porenfüllmaterial befüllt. In einigen weiteren Ausführungsformen sind die an und unter der Oberfläche der Form liegenden Poren mit dem Porenfüllmaterial befüllt, während im Inneren der Form nicht mit Porenfüllmaterial befüllte Poren existieren.It is particularly preferred that the pore filling material in the form - based on its total volume - in a proportion of 1 to 80 vol .-%, preferably from 1 to 50 vol .-%, particularly preferably from 10 to 50 vol .-%, is included. It fills the pores of the mold preferably more than 25%, in particular more than 50%, particularly preferably more than 75%, from. In some embodiments, all pores of the mold are filled with the pore filling material. In some other embodiments, the pores lying at and below the surface of the mold are filled with the pore filling material, while in the interior of the mold pores filled with pore filling material do not exist.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer zur Erzeugung von Faserverbundkörpern oder Gussteilen aus Kunststoff dienenden Form, insbesondere zur Herstellung eines zur Erzeugung von Hohlräumen in Faserverbundkörpern oder Gussteilen aus Kunststoff dienenden Kerns, besonders bevorzugt einer Form oder eines Kerns, wie sie oben beschrieben wurden. The present invention further relates to a method for producing a mold used for producing composite fiber bodies or castings, in particular for producing a core serving for producing voids in fiber composite bodies or castings made of plastic, particularly preferably a mold or a core, as described above were.
Bei dem Verfahren wird zunächst aus einem der beschriebenen partikulären Formgrundstoffe und aus einem der beschriebenen wasserlöslichen Binder eine Poren aufweisende Form gefertigt. In bevorzugten Ausführungsformen werden die Poren anschließend mit einem der beschriebenen flüssigen Porenfüllmaterialien befüllt. Es ist allerdings auch möglich, dass das Porenfüllmaterial im gleichen Schritt mit dem Formgrundstoff und/oder mit dem Binder verarbeitet wird.In the method, a mold having pores is first produced from one of the described particulate mold raw materials and one of the described water-soluble binders. In preferred embodiments, the pores are then filled with one of the described liquid pore filling materials. However, it is also possible that the pore filling material is processed in the same step with the molding material and / or with the binder.
In bevorzugten Ausführungsformen können der Formstoffmischung aus dem Formgrundstoff und dem Binder sowie gegebenenfalls dem Porenfüllmaterial ein organofunktionelles Siloxan, insbesondere Natrium-(3-(trihydroxysilyl)propyl)methylphosphonat, zugesetzt werden. Dies ist insbesondere dann bevorzugt, wenn einer der auf Wasserglas basierenden Binder verwendet wird.In preferred embodiments, an organofunctional siloxane, in particular sodium (3- (trihydroxysilyl) propyl) methyl phosphonate, may be added to the molding material mixture of the molding base material and the binder and optionally the pore filling material. This is particularly preferred when using one of the water glass based binders.
Alternativ zu dem organofunktionellen Silan können Formstoffmischungen mit auf Wasserglas basierendem Binder auch Natriumnitrat und/oder Natriumnitrit zugesetzt werden.As an alternative to the organofunctional silane, molding mixtures with water glass-based binders may also be added to sodium nitrate and / or sodium nitrite.
Die Porosität der im ersten Schritt gefertigten Form lässt sich beispielsweise über die Partikelgrößenverteilung des verwendeten partikulären Formgrundstoffs einstellen. Große Teilchen mit einer weitestgehend einheitlichen Größe führen beispielsweise zu höheren Porositäten als Mischungen aus großen und kleineren Teilchen. The porosity of the mold produced in the first step can be adjusted, for example, via the particle size distribution of the particulate molding base used. For example, large particles with a largely uniform size lead to higher porosities than mixtures of large and small particles.
Besonders bevorzugt weist die Form eine offenporige Struktur auf. Particularly preferably, the mold has an open-pored structure.
Zur Herstellung der Form aus dem partikulären Formgrundstoff und dem wasserlöslichen Binder kann man auf herkömmliche Verfahren wie beispielsweise die Herstellung in einem Formkasten zurückgreifen. Es ist aber ebenso möglich, in den meisten Fällen sogar bevorzugt, die Form mittels 3D-Druck herzustellen. For the preparation of the mold from the particulate mold base and the water-soluble binder, one can resort to conventional methods such as the production in a molding box. But it is also possible, in most cases even preferred, to produce the mold by means of 3D printing.
In vielen Fällen ist es von Vorteil, die aus dem partikulären Formgrundstoff und dem wasserlöslichen Binder hergestellte Form vor ihrer Weiterbehandlung einem Härtungsschritt zu unterziehen, beispielsweise durch Erwärmen oder eine Behandlung mit Mikrowellenstrahlung.In many cases it is advantageous to subject the mold made of the particulate molding material and the water-soluble binder to a hardening step before further treatment, for example by heating or treatment with microwave radiation.
Weiterhin ist es in vielen Fällen bevorzugt, die Form vor ihrer Weiterverarbeitung zu trocknen, insbesondere sämtliches ungebundene Wasser zu entfernen.Furthermore, in many cases it is preferred to dry the mold prior to its further processing, in particular to remove all unbound water.
Zum Befüllen der Poren wird bevorzugt das Porenfüllmaterial in flüssiger Form bereitgestellt und mittels Druck oder Unterdruck in die Poren der Form gedrückt oder gesaugt. Beispielsweise kann hierzu eine Form mit offenporiger Struktur in eine Unterdruckkammer eingelegt werden, die anschließend evakuiert wird. Nach Einstellen des gewünschten Unterdrucks wird dann in die Unterdruckkammer das flüssige Porenfüllmaterial injiziert und in die Poren der Form eingesogen. In der Regel lässt man das Porenfüllmaterial dann erkalten, bis es erstarrt. Danach lässt sich die fertige Form der Unterdruckkammer entnehmen. For filling the pores, the pore filling material is preferably provided in liquid form and pressed or sucked into the pores of the mold by means of pressure or underpressure. For example, for this purpose, a mold with an open-pored structure can be inserted into a vacuum chamber, which is subsequently evacuated. After adjusting the desired negative pressure, the liquid pore filling material is then injected into the vacuum chamber and drawn into the pores of the mold. As a rule, the pore filling material is then allowed to cool until it solidifies. Thereafter, the finished shape of the vacuum chamber can be removed.
Das Porenfüllmaterial kann auch drucklos in die Poren der Form eingebracht werden, insbesondere wenn es eine geringe Viskosität aufweist. Beispielsweise kann das Porenfüllmaterial in flüssiger Form bereitgestellt und die Form in das flüssige Porenfüllmaterial eingetaucht werden, insbesondere bis sie vollständig von dem Porenfüllmaterial bedeckt ist. The pore filling material can also be introduced without pressure into the pores of the mold, in particular if it has a low viscosity. For example, the pore filling material may be provided in liquid form and the mold immersed in the liquid pore filling material, especially until it is completely covered by the pore filling material.
Eine derartig behandelte Form weist in aller Regel eine außerordentlich hohe Lagerstabilität auf, da sie, selbst wenn sie unter Verwendung eines stark hygroskopischen Binders gefertigt wurde, eine hohe Resistenz gegen Feuchtigkeit, insbesondere Luftfeuchtigkeit, aufweist und damit auch eine hohe Lagerstabilität. Darüber hinaus erhöht die Behandlung mit dem Porenfüllmaterial die Festigkeit der Form zum Teil signifikant. Such a treated form usually has an extremely high storage stability, since it, even if it was made using a strong hygroscopic binder, a high resistance to moisture, especially humidity, and thus also has a long shelf life. In addition, the treatment with the pore filling material increases the strength of the mold partly significant.
Die erfindungsgemäßen Formen und Kerne bzw. die nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Formen und Kerne finden bevorzugt Anwendung zur Herstellung von Faserverbundkörpern oder von Formteilen aus Kunststoff. Allerdings eignen sich die Formen und Kerne auch sehr gut zur Verarbeitung von Beton sowie von keramischen Werkstoffen, insbesondere als Formen und Schalen für die Beton- und Keramikverarbeitung.The molds and cores according to the invention or the molds and cores produced by the process described are preferably used for the production of fiber composite bodies or of molded plastic parts. However, the shapes and cores are also very well suited for the processing of concrete and ceramic materials, especially as forms and shells for concrete and ceramic processing.
Einige Ausführungsformen der Formen und Kerne, insbesondere solche mit einem anorganischen, wasserunlöslichen Formgrundstoff sowie einem Binder auf Basis von Polyphosphat und/oder Borat sowie dem wasserlöslichen Salz oder der Mischung aus zwei oder mehr wasserlöslichen Salzen als Porenfüllmaterial eignen sich auch zur Verarbeitung von flüssigem Aluminium, insbesondere für den Aluminium-Druckguss.Some embodiments of the molds and cores, in particular those with an inorganic, water-insoluble molding material and a binder based on polyphosphate and / or borate and the water-soluble salt or the mixture of two or more water-soluble salts as pore filling material are also suitable for processing liquid aluminum, especially for die-cast aluminum.
Zur Herstellung von Faserverbundkörper oder Formteilen aus Kunststoff mit einem Hohlraum wird bevorzugt
- – der Kern in einer Gießform angeordnet und
- – in die Gießform wird ein flüssiges Polymermaterial oder ein flüssiger Polymervorläufer eingebracht.
- - The core is arranged in a mold and
- - In the mold, a liquid polymer material or a liquid polymer precursor is introduced.
Nach Erstarren und/oder Aushärten des Polymermaterials oder des Polymervorläufers kann der Kern entfernt werden. Dies ist allerdings nicht zwingend erforderlich.After solidification and / or curing of the polymer material or the polymer precursor, the core can be removed. However, this is not mandatory.
Beim Erstarren und/oder Aushärten wandelt sich das Polymermaterial oder der Polymervorläufer zu dem Kunststoff um. Von besonderem Vorteil ist dabei, dass einem Eindringen des Polymermaterials oder des Polymervorläufers in die Poren der Form verhindert oder zumindest entgegengewirkt wird, da diese ja mit dem Porenfüllmaterial befüllt sind. Upon solidification and / or curing, the polymeric material or polymer precursor transforms to the plastic. It is of particular advantage in this case that penetration of the polymer material or of the polymer precursor into the pores of the mold is prevented or at least counteracted, since they are indeed filled with the pore filling material.
Bei dem flüssigen Polymermaterial kann es sich grundsätzlich um jedes Polymermaterial handeln, das sich durch Schmelzen in einen flüssigen Zustand überführen lässt, beispielsweise um ein Polyamid. Bei dem Polymervorläufer kann es sich beispielsweise um eine Reaktivmischung aus einem Bindemittel und einem auf das Bindemittel abgestimmten Härter handeln, beispielsweise um ein Hydroxy-funktionelles Bindemittel und einen Isocyanat-funktionellen Härter (zur Herstellung eines Polyurethans). Hervorragend lassen sich auch Epoxidharze und darauf abgestimmte Härter als Reaktivmischungen einsetzen. The liquid polymer material may in principle be any polymer material which can be converted into a liquid state by melting, for example a polyamide. The polymer precursor can be, for example, a reactive mixture of a binder and a hardener adapted to the binder, for example a hydroxy-functional binder and an isocyanate-functional hardener (for producing a polyurethane). Excellent epoxy resins and hardeners can be used as reactive mixtures.
In besonders bevorzugten Ausführungsformen kann der Kern, bevor er mit dem Polymermaterial oder dem Polymervorläufer in Kontakt gebracht wird oder bei der nachstehend beschriebenen Ummantelung mit dem Fasermaterial, gekühlt werden, insbesondere auf eine Temperatur im Bereich von –20 °C bis 20 °C, besonders bevorzugt auf eine Temperatur im Bereich von –20 °C bis 15 °C, insbesondere auf eine Temperatur im Bereich von –20 °C bis 10 °C. Durch die Abkühlung wird gegebenenfalls eine signifikante Erhöhung der Härte des Porenfüllmaterials und somit der Festigkeit des Kerns insgesamt herbeigeführt. Es lassen sich somit grundsätzlich auch Porenfüllmaterialien einsetzen, die bei Temperaturen oberhalb 20 °C einen ungenügenden Beitrag zur Festigkeit des Kerns leisten.In particularly preferred embodiments, the core may be particularly cooled to a temperature in the range of -20 ° C to 20 ° C prior to being contacted with the polymeric material or polymer precursor or in the cladding with the fiber material described below preferably to a temperature in the range of -20 ° C to 15 ° C, in particular to a temperature in the range of -20 ° C to 10 ° C. By cooling, if necessary, a significant increase in the hardness of the pore filling material and thus the strength of the core as a whole is brought about. Thus, in principle, pore filling materials can also be used which, at temperatures above 20 ° C., make an insufficient contribution to the strength of the core.
Zur Herstellung von Faserverbundkörpern wird der Kern, bevor er in der Gussform angeordnet wird, bevorzugt mit einem Fasermaterial ummantelt. Bei den Fasern kann es sich beispielsweise um Glasfasern, Kohlenstofffasern, Keramikasern, Aramidfasern, Borfasern, Stahlfasern, Naturfasern und Nylonfasern handeln. Die Fasern können um den Kern gewickelt oder geflochten werden. Es ist aber auch möglich, z.B. Netze, Matten oder Vliese aus den Fasern auf der Oberfläche des Kerns anzuordnen. To produce fiber composite bodies, the core is preferably sheathed with a fiber material before it is placed in the casting mold. The fibers may be, for example, glass fibers, carbon fibers, ceramic fibers, aramid fibers, boron fibers, steel fibers, natural fibers and nylon fibers. The fibers can be wrapped or braided around the core. However, it is also possible, e.g. To arrange nets, mats or fleeces from the fibers on the surface of the core.
In bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Porenfüllmaterial verwendet, das einen Schmelz und/oder Siedepunkt aufweist, der über der Verarbeitungstemperatur des verwendeten Polymermaterials oder des Polymervorläufers liegt, bevorzugt mindestens 5 °C, besonders bevorzugt mindestens 20 °C, insbesondere mindestens 50 °C. Umgekehrt ist es bevorzugt, dass das verwendete Polymermaterial oder der Polymervorläufer bei der Verarbeitung keine Temperaturen erreicht, bei der die genannten Temperaturdifferenzwerte überschritten werden. Das Porenfüllmaterial und das Polymermaterial bzw. der Polymervorläufer werden also bevorzugt aufeinander abgestimmt. So liegt beispielsweise die Verarbeitungstemperatur einiger Epoxidharze im Bereich von 150 °C bis 180 °C. Das verwendete Porenfüllmaterial sollte dann idealerweise einen Schmelzpunkt von mindestens 190 °C aufweisen, bevorzugt von mindestens 200 °C, insbesondere von mindestens 230 °C.In preferred embodiments of the inventive method, a pore filling material is used which has a melting and / or boiling point which is above the processing temperature of the polymer material or the polymer precursor used, preferably at least 5 ° C, more preferably at least 20 ° C, in particular at least 50 ° C. , Conversely, it is preferred that the polymer material or polymer precursor used during processing does not reach temperatures exceeding said temperature difference values. The pore filling material and the polymer material or the polymer precursor are therefore preferably matched to one another. For example, the processing temperature of some epoxy resins is in the range of 150 ° C to 180 ° C. The pore filling material used should then ideally have a melting point of at least 190 ° C, preferably of at least 200 ° C, in particular of at least 230 ° C.
Wie bereits oben angesprochen, wird der Kern nach Erstarren und/oder Aushärten des Polymermaterials oder des Polymervorläufers mittels Wasser und/oder Erwärmung entfernt. Sofern das Porenfüllmaterial wasserlöslich ist, kann der Kern ausschließlich mittels Wasser entfernt werden. Wenn das Porenfüllmaterial jedoch wasserabweisend ist, muss der Kern in einen wasserlöslichen Zustand überführt werden. Dies geschieht, wie oben bereits ausgeführt, indem das Porenfüllmaterial zum Schmelzen gebracht wird. As already mentioned above, the core is removed after solidification and / or curing of the polymer material or the polymer precursor by means of water and / or heating. If the pore filling material is water-soluble, the core can be removed exclusively by means of water. However, if the pore-filling material is water-repellent, the core must be converted to a water-soluble state. This is done, as already stated above, by melting the pore filling material.
Grundsätzlich ist es natürlich aber auch möglich, den Kern durch mechanische Verfahren wie Rütteln, durch Ultraschall oder mittels eines Hochdruckwasserstrahls zu entfernen.In principle, however, it is also possible to remove the core by mechanical methods such as shaking, by ultrasound or by means of a high-pressure water jet.
Bei Verwendung wasserabweisender Porenfüllmaterialien werden das Porenfüllmaterial und das Polymermaterial oder der Polymervorläufer bevorzugt derart aufeinander abgestimmt, dass das Porenfüllmaterial eine Schmelztemperatur aufweist, die unter der Schmelz- oder Zersetzungstemperatur des aus dem Polymermaterial oder dem Polymervorläufer gebildeten Kunststoffs liegt, bevorzugt mindestens 5 °C, besonders bevorzugt mindestens 20 °C, insbesondere mindestens 50 °C. When using water-repellent pore-filling materials, the pore-filling material and the polymeric material or polymer precursor are preferably matched to one another such that the pore-filling material has a melting temperature which is below the melting or decomposition temperature of the plastic formed from the polymeric material or polymer precursor, preferably at least 5 ° C preferably at least 20 ° C, especially at least 50 ° C.
Weitere Merkmale der Erfindung sowie aus der Erfindung resultierende Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen. Diese dienen lediglich zur Erläuterung und zum besseren Verständnis der Erfindung und sind in keiner Weise einschränkend zu verstehen. Further features of the invention and advantages resulting from the invention will become apparent from the following description of some preferred embodiments. These are merely illustrative and for a better understanding of the invention and are in no way limiting.
I. Bereitstellung eines Poren aufweisenden Kerns aus einem partikulären Formgrundstoff und einem wasserlöslichen Binder I. Providing a voided core of a particulate molding base and a water-soluble binder
A Mit Formstoffmischungen mit einem Binder basierend auf WasserglasA With molding compounds with a binder based on water glass
Die folgenden Komponenten wurden zu einer Formstoffmischung verarbeitet:
- • 1,80 Gewichtsteile Alkaliwasserglas mit einem Modul SiO2:Na2O von ca. 2,4
- • 0,90 Gewichtsteile einer 50 %igen Lösung von Natrium-(3-(trihydroxysilyl)propyl)methylphosphonat (DOW CORNING Q1-6083 Antifreeze Additive)
- • 1,00 Gewichtsteile amorphes, pyrogenes Siliziumdioxid
- • 96,3 Gewichtsteile Quarzsand H32
- • 1.80 parts by weight of alkali water glass with a modulus SiO 2 : Na 2 O of approx. 2.4
- 0.90 parts by weight of a 50% solution of sodium (3- (trihydroxysilyl) propyl) methyl phosphonate (DOW CORNING Q1-6083 Antifreeze Additive)
- • 1.00 parts by weight of amorphous fumed silica
- • 96.3 parts by weight of quartz sand H32
Zur Herstellung der Formstoffmischung wurden der Quarzsand in einem Laborflügelmischer vorgelegt und unter Rühren das Wasserglas und das Methylphosphonat zugegeben. Nachdem die Mischung für eine Minute gerührt worden war, wurde das amorphe Siliciumdioxid unter weiterem Rühren zugegeben.For the preparation of the molding material mixture, the quartz sand were placed in a laboratory paddle mixer and added with stirring the water glass and methylphosphonate. After the mixture was stirred for one minute, the amorphous silica was added with further stirring.
Die Formstoffmischung wurde mittels Druckluft in ein Formwerkzeug eingebracht. Zur Beschleunigung der Aushärtung der Mischung wurde Heissluft durch das Formwerkzeug geleitet. Das Formwerkzeug wurde geöffnet und der Kern wurde entnommen. Unmittelbar anschließend wurde der Kern getrocknet.The molding material mixture was introduced by means of compressed air into a mold. To accelerate the curing of the mixture, hot air was passed through the mold. The mold was opened and the core was removed. Immediately thereafter, the core was dried.
B Mit Formstoffmischungen mit einem Binder basierend auf „in situ“ WasserglasB With molding compounds with a binder based on "in situ" waterglass
Die folgenden Komponenten wurden zu einer Formstoffmischung verarbeitet:
- • 1,00 Gewichtsteile kolloidales Kieselsol (Ludox HS 40, Grace Chemicals, Columbia, MD, USA)
- • 0,40 Gewichtsteile NaOH (40 %ig)
- • 0,60 Gewichtsteile amorphes Siliziumdioxid (Flugasche Pozzolan aus Montserrat)
- • 98,0 Gewichtsteile Quarzsand H32
- 1.00 parts by weight colloidal silica sol (Ludox HS 40, Grace Chemicals, Columbia, MD, USA)
- 0.40 parts by weight NaOH (40%)
- 0.60 parts by weight of amorphous silica (fly ash pozzolan from Montserrat)
- • 98.0 parts by weight of quartz sand H32
Zur Herstellung der Formstoffmischung wurden der Quarzsand in einem Laborflügelmischer vorgelegt und unter Rühren das kolloidale Kieselsol sowie die Natronlauge und das amorphe Siliziumdioxid zugegeben.To prepare the molding material mixture, the quartz sand was placed in a laboratory mixer and added with stirring, the colloidal silica sol and the sodium hydroxide solution and the amorphous silica.
Die Formstoffmischung wurde mittels Druckluft in ein Formwerkzeug eingebracht. Zur Beschleunigung der Aushärtung der Mischung wurde Heissluft durch das Formwerkzeug geleitet. Das Formwerkzeug wurde geöffnet und der Kern wurde entnommen. Unmittelbar anschließend wurde der Kern getrocknet.The molding material mixture was introduced by means of compressed air into a mold. To accelerate the curing of the mixture, hot air was passed through the mold. The mold was opened and the core was removed. Immediately thereafter, the core was dried.
C Mit Formstoffmischungen mit einem Binder basierend auf Borat/PhosphatC With molding compounds with a binder based on borate / phosphate
Die folgenden Komponenten wurden zu einer Formstoffmischung verarbeitet:
- • 2,50 Gewichtsteile Di-Natriumoctaborat-Tetrahydrat (TIM-Borat der Firma Inkabor, P.I. Río Seco Arequipa – Perú)
- • 2,50 Gewichtsteile Natriumhydrogenphosphat
- • 5,00 Wasser
- • 90,0 Gewichtsteile Quarzsand H32
- 2.50 parts by weight of di-sodium octaborate tetrahydrate (TIM borate from Inkabor, PI Río Seco Arequipa - Perú)
- • 2.50 parts by weight of sodium hydrogen phosphate
- • 5.00 water
- • 90.0 parts by weight of quartz sand H32
Zur Herstellung der Formstoffmischung wurden die Glaskugeln in einem Laborflügelmischer vorgelegt und unter Rühren das Di-Natriumoctaborat-Tetrahydrat sowie das Natriumhydrogenphosphat und das Wasser und die Natronlauge zugegeben.To prepare the molding material mixture, the glass beads were placed in a laboratory paddle mixer and added with stirring, the di-sodium octaborate tetrahydrate and the sodium hydrogen phosphate and the water and the sodium hydroxide solution.
Die Formstoffmischung wurde mittels Druckluft in ein Formwerkzeug eingebracht. Zur Beschleunigung der Aushärtung der Mischung wurde Heissluft durch das Formwerkzeug geleitet. Das Formwerkzeug wurde geöffnet und der Kern wurde entnommen. Unmittelbar anschließend wurde der Kern getrocknet.The molding material mixture was introduced by means of compressed air into a mold. To accelerate the curing of the mixture, hot air was passed through the mold. The mold was opened and the core was removed. Immediately thereafter, the core was dried.
D Mit Formstoffmischungen mit einem Binder basierend auf Borat/PhosphatD With molding compounds with a binder based on borate / phosphate
Die folgenden Komponenten wurden zu einer Formstoffmischung verarbeitet:
- • 2,50 Gewichtsteile Di-Natriumtetraborat-Decahydrat
- • 2,50 Gewichtsteile Natriumhydrogenphosphat
- • 5,00 Gewichtsteile Wasser
- • 90,0 Gewichtsteile Glaskugeln Quarzsand H32
- • 2.50 parts by weight of di-sodium tetraborate decahydrate
- • 2.50 parts by weight of sodium hydrogen phosphate
- • 5.00 parts by weight of water
- • 90.0 parts by weight of glass beads quartz sand H32
Zur Herstellung der Formstoffmischung wurden die Glaskugeln in einem Laborflügelmischer vorgelegt und unter Rühren das Borax sowie das Natriumhydrogenphosphat und das Wasser und die Natronlauge zugegeben.For the preparation of the molding material mixture, the glass beads were placed in a laboratory paddle mixer and added with stirring, the borax and the sodium hydrogen phosphate and the water and the sodium hydroxide solution.
Die Formstoffmischung wurde mittels Druckluft in ein Formwerkzeug eingebracht. Zur Beschleunigung der Aushärtung der Mischung wurde Heissluft durch das Formwerkzeug geleitet. Das Formwerkzeug wurde geöffnet und der Kern wurde entnommen. Unmittelbar anschließend wurde der Kern getrocknet.The molding material mixture was introduced by means of compressed air into a mold. To accelerate the curing of the mixture, hot air was passed through the mold. The mold was opened and the core was removed. Immediately thereafter, the core was dried.
E Mit Formstoffmischungen mit einem Binder basierend auf Borat/PhosphatE With molding compounds with a binder based on borate / phosphate
Die folgenden Komponenten wurden zu einer Formstoffmischung verarbeitet:
- • 1,25 Gewichtsteile Di-Natriumoctaborat-Tetrahydrat
- • 1,25 Gewichtsteile Natriumhydrogenphosphat
- • 2,50 Gewichtsteile Wasser
- • 95,0 Gewichtsteile Glaskugeln (Silibeads der Firma Sigmund Lindner GmbH, 95485 Warmensteinach, Deutschland)
- 1.25 parts by weight of di-sodium octaborate tetrahydrate
- • 1.25 parts by weight of sodium hydrogen phosphate
- • 2.50 parts by weight of water
- 95.0 parts by weight of glass beads (Silibeads from Sigmund Lindner GmbH, 95485 Warmensteinach, Germany)
Zur Herstellung der Formstoffmischung wurden die Glaskugeln in einem Laborflügelmischer vorgelegt und unter Rühren das Di-Natriumoctaborat-Tetrahydrat sowie das Natriumhydrogenphosphat und das Wasser und die Natronlauge zugegeben.To prepare the molding material mixture, the glass beads were placed in a laboratory paddle mixer and added with stirring, the di-sodium octaborate tetrahydrate and the sodium hydrogen phosphate and the water and the sodium hydroxide solution.
Die Formstoffmischung wurde mittels Druckluft in ein Formwerkzeug eingebracht. Zur Beschleunigung der Aushärtung der Mischung wurde Heissluft durch das Formwerkzeug geleitet. Das Formwerkzeug wurde geöffnet und der Kern wurde entnommen. Unmittelbar anschließend wurde der Kern getrocknet.The molding material mixture was introduced by means of compressed air into a mold. To accelerate the curing of the mixture, hot air was passed through the mold. The mold was opened and the core was removed. Immediately thereafter, the core was dried.
II. Befüllen der Poren der gemäß I hergestellten Kerne mit einem Porenfüllmaterial II. Filling the pores of the cores produced according to I with a pore filling material
F Mit einer Schmelze aus zwei oder mehr wasserlöslichen Salzen als PorenfüllmaterialF With a melt of two or more water-soluble salts as pore filling material
Eine Mischung aus 40 Gew.-% NaNO2, 7 Gew.-% NaNO3 und 53 Gew.-% KNO3 wurde durch Erhitzen in eine homogene, niedrigviskose Schmelze überführt. In diese Schmelze wurden die gemäß I. hergestellten Kerne A–E eingetaucht, nachdem sie in einem Ofen auf eine Temperatur von 140 °C erwärmt wurden. Die Schmelze drang in die Poren der Kerne ein und verschloss diese. Nach dem Abkühlen wiesen die so behandelten Kerne eine im Wesentlichen porenfreie Oberfläche auf.A mixture of 40% by weight NaNO 2 , 7% by weight NaNO 3 and 53% by weight KNO 3 was converted by heating into a homogeneous, low-viscosity melt. In this melt, the cores A-E prepared according to I were immersed, after they were heated in an oven to a temperature of 140 ° C. The melt penetrated the pores of the cores and closed them. After cooling, the cores thus treated had a substantially nonporous surface.
G Mit einem synthetischen WachsG With a synthetic wax
Ein synthetisches Paraffinwachs mit einem Schmelzpunkt von 90 °C wurde durch Erwärmen in einen flüssigen, niedrigviskosen Zustand überführt. Die gemäß I. hergestellten Kerne A–E wurden in einer Vakuumkammer einem Unterdruck ausgesetzt. In diese Kammer wurde das flüssige Paraffin eingespritzt. Das Paraffin drang in die Poren der Kerne ein und verschloss diese. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur und anschließender Entnahme der Kerne aus der Vakuumkammer wiesen die behandelten Kerne eine im Wesentlichen porenfreie Oberfläche auf.A synthetic paraffin wax with a melting point of 90 ° C was converted by heating in a liquid, low viscosity state. The cores A-E prepared according to I. were exposed to a vacuum in a vacuum chamber. In this chamber, the liquid paraffin was injected. The paraffin penetrated the pores of the nuclei and closed them. After cooling to room temperature and subsequent removal of the cores from the vacuum chamber, the treated cores had a substantially nonporous surface.
III. Herstellen eines Kunststoffformteils mit einem innenliegenden Hohlraum III. Producing a plastic molding with an internal cavity
Die gemäß F und G behandelten Kerne wurden in einer Gießform angeordnet, in welche nach dem Schließen der Form ein Polyamid mit einer Verarbeitungstemperatur von 85 °C eingespritzt wurde.The cores treated according to F and G were placed in a mold into which after closing the mold, a polyamide having a processing temperature of 85 ° C was injected.
Nach dem Aushärten und Abkühlen des Polyamids wurde das Kunststoffformteil aus der Gießform entnommen.After curing and cooling of the polyamide, the plastic molding was removed from the mold.
IV. Herstellen eines Faserverbundkörpers mit einem innenliegenden Hohlraum IV. Producing a fiber composite body with an internal cavity
Die gemäß F und G behandelten Kerne wurden mit Kohlenstofffasern umwickelt und in einer Gießform angeordnet, in welche nach dem Schließen der Form ein Polyamid mit einer Verarbeitungstemperatur von 85 °C eingespritzt wurde.The cores treated according to F and G were wrapped with carbon fibers and placed in a mold into which after closing the mold a polyamide having a processing temperature of 85 ° C was injected.
Nach dem Aushärten und Abkühlen des Polyamids wurde der Faserverbundkörper aus der Gießform entnommen. After curing and cooling of the polyamide, the fiber composite body was removed from the mold.
V. Entfernung der Kerne aus den gemäß III. und IV. hergestellten Kunststoffformteilen und Faserverbundkörpern V. Removal of the cores from the III. and IV. manufactured plastic moldings and fiber composite bodies
Zur Entfernung der Kerne wurden die hergestellten Kunststoffformteile und Faserverbundkörper mit auf 95 °C erwärmtem Wasser behandelt. Sowohl die gemäß F als auch die gemäß G behandelten Kerne ließen sich problemlos entfernen.To remove the cores, the produced plastic moldings and fiber composite bodies were treated with heated to 95 ° C water. Both cores treated according to F and G were easily removed.
Bei den gemäß G behandelten Kernen schmolz das verwendete Paraffinwachs in Folge des Kontakts mit dem Wasser auf. Das geschmolzene Paraffinwachs ließ sich anschließend problemlos abtrennen und wiederverwerten.In the cores treated according to G, the paraffin wax used melted as a result of contact with the water. The melted paraffin wax was then easily separated and recycled.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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