DE102016216916A1 - Mold, in particular hollow mold for a gravity die casting process and method for producing a casting mold - Google Patents
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Abstract
Um eine Gussform, insbesondere eine Hohlgussform für ein Schwerkraftkokillengussverfahren, bereitzustellen, mit der auch die Herstellung von Hohlguss-Strukturen mit Wandstärken von weniger als 5 mm prozesssicher ermöglicht wird, wird bei einer Gussform (100), insbesondere einer Hohlgussform für ein Schwerkraftkokillengussverfahren, mit mindestens einem Hohlraum (10) zur Herstellung mindestens einer Hohlguss-Struktur (26) umfassend ein Gießwerkzeug (12) und einen Kern (14), wobei der mindestens eine Hohlraum (10) von einer Oberfläche (13) des Kerns (14) und von einer Gießfläche (11) des Gießwerkzeugs (12) begrenzt wird, wobei die den mindestens einen Hohlraum (10) begrenzende Gießfläche (11) des Gießwerkzeugs (12) zumindest in einem Teilbereich (15) eine Oberflächenstrukturierung (16) aufweist, vorgeschlagen, dass die den mindestens einen Hohlraum (10) begrenzende Oberfläche (13) des Kerns (14) zumindest in einem Teilbereich (17) eine Oberflächenstrukturierung (18) aufweist.In order to provide a casting mold, in particular a hollow casting mold for a gravity die casting process, with which the production of hollow cast structures with wall thicknesses of less than 5 mm is reliably ensured, in a casting mold (100), in particular a hollow casting mold for a gravity die casting process, with at least a cavity (10) for producing at least one hollow cast structure (26) comprising a casting tool (12) and a core (14), the at least one cavity (10) being spaced from a surface (13) of the core (14) and from a cavity (10) Casting surface (11) of the casting tool (12) is limited, wherein the at least one cavity (10) defining casting surface (11) of the casting tool (12) at least in a partial area (15) has a surface structuring (16), proposed that the at least one cavity (10) limiting surface (13) of the core (14) at least in a partial area (17) aufwei a surface structuring (18) st.
Description
Die Erfindung betrifft eine Gussform, insbesondere eine Hohlgussform für ein Schwerkraftkokillengussverfahren, mit mindestens einem Hohlraum zur Herstellung mindestens einer Hohlguss-Struktur umfassend ein Gießwerkzeug und einen Kern, wobei der mindestens eine Hohlraum von einer Oberfläche des Kerns und von einer Gießfläche des Gießwerkzeuges begrenzt wird, wobei die den mindestens einen Hohlraum begrenzende Gießfläche des Gießwerkzeuges zumindest in einem Teilbereich eine Oberflächenstrukturierung aufweist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Gussform, insbesondere einer Hohlgussform für ein Schwerkraftkokillengussverfahren. The invention relates to a casting mold, in particular a hollow casting mold for a gravity die casting process, having at least one cavity for producing at least one hollow casting structure comprising a casting tool and a core, wherein the at least one cavity is delimited by a surface of the core and by a casting surface of the casting tool, wherein the casting surface defining the at least one cavity of the casting tool has a surface structuring at least in a partial region. Furthermore, the present invention relates to a method for producing a casting mold, in particular a hollow casting mold for a gravity die casting process.
Stand der TechnikState of the art
Fertigungsrestriktionen erhöhen lokal die Mindestwandstärke von in der Serienproduktion herstellbaren Gussteilen von Leichtbau-Fahrzeugwerkteilen aus Aluminiumlegierungen. Die strukturmechanisch erforderliche Stärke der Gussteile wird durch den prozessbedingt erforderlichen zusätzlichen Materialbetrag deutlich erhöht. Grund für die Restriktionen ist eine Begrenzung der Fließlänge der Aluminiumschmelze, welche aus der Oberflächenspannung der Schmelze und der sich auf der Schmelzfront bildenden Oxidhaut resultiert. Aufgrund dieser Restriktionen sind derzeit Gussteile, insbesondere Hohlguss-Strukturen, nur mit Wandstärken oberhalb von 5 mm realisierbar. Production restrictions locally increase the minimum wall thickness of castings produced in series production of lightweight aluminum alloy vehicle parts. The structurally required strength of the castings is significantly increased by the process-related required additional amount of material. Reason for the restrictions is a limitation of the flow length of the molten aluminum, which results from the surface tension of the melt and on the melt front forming oxide skin. Due to these restrictions, currently castings, in particular hollow cast structures, can only be realized with wall thicknesses of more than 5 mm.
Aus der
Aus der
Hohlguss-Strukturen können im Schwerkraftkokillengießen unter Verwendung von sogenannten verlorenen Kernen hergestellt werden. Als Material für die Kerne eignet sich Sand, oder es können Salzkerne verwendet werden. Aus dem Stand der Technik bekannte Oberflächenstrukturierungen lassen sich derzeit jedoch nicht beim Guss von Hohlguss-Strukturen einsetzen. Dünnwandige Hohlguss-Strukturen, die im Schwerkraftkokillengießen erzeugt werden sollen und deren Wandstärken weniger als 5 mm betragen, sind aktuell unter Großserienbedingungen nicht realisierbar. Hollow-cast structures can be made in gravity die casting using so-called lost cores. The material used for the cores is sand, or salt cores can be used. However, surface structuring known from the prior art can not at present be used in the casting of hollow casting structures. Thin-walled hollow cast structures that are to be produced in gravity die casting and whose wall thicknesses are less than 5 mm are currently not feasible under high-volume conditions.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, VorteilePresentation of the invention, object, solution, advantages
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gussform, insbesondere eine Hohlgussform für ein Schwerkraftkokillengussverfahren, bereitzustellen, mit der die Herstellung von Hohlguss-Strukturen mit Wandstärken von weniger als 5 mm prozesssicher ermöglicht wird. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Gussform bereitzustellen. The invention has for its object to provide a mold, in particular a hollow mold for a gravity die casting process, with which the production of hollow cast structures with wall thicknesses of less than 5 mm is reliably possible. A further object of the present invention is to provide a method for producing such a casting mold.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch Bereitstellung einer Gussform, insbesondere einer Hohlgussform für ein Schwerkraftkokillengussverfahren, gelöst, wobei die Gussform mindestens einen Hohlraum zur Herstellung mindestens einer Hohlguss-Struktur aufweist und ein Gießwerkzeug und einen Kern umfasst, wobei der mindestens eine Hohlraum von einer Oberfläche des Kerns und von einer Gießfläche des Gießwerkzeugs begrenzt wird, wobei die den mindestens einen Hohlraum begrenzende Gießfläche des Gießwerkzeugs zumindest in einem Teilbereich eine Oberflächenstrukturierung aufweist und bei welcher vorgesehen ist, dass die den mindestens einen Hohlraum begrenzende Oberfläche des Kerns zumindest in einem Teilbereich eine Oberflächenstrukturierung aufweist. According to the invention, this object is achieved by providing a casting mold, in particular a hollow casting mold for a gravity die casting method, wherein the casting mold has at least one cavity for producing at least one hollow casting structure and comprises a casting tool and a core, wherein the at least one cavity extends from a surface of the core and is delimited by a casting surface of the casting tool, wherein the casting surface of the casting tool delimiting the at least one cavity has a surface structuring at least in a partial region and in which it is provided that the surface of the core delimiting the at least one cavity has a surface structuring at least in a partial region.
Durch den Einsatz strukturierter Werkzeugoberflächen bzw. einer Oberflächenstrukturierung eines Teilbereichs einer Oberfläche eines Kerns und eines Teilbereichs einer Gießfläche eines Gießwerkzeugs können im Schwerkraftkokillengießverfahren Hohlguss-Strukturen mit Wandstärken von weniger als 5 mm prozesssicher unter Großserienbedingungen hergestellt werden. Die Herstellung von dünnwandigen Hohlguss-Strukturen im Schwerkraftkokillengussverfahren wird erfindungsgemäß dadurch ermöglicht, dass sowohl ein Teilbereich der Gießfläche des Gießwerkzeugs als auch ein Teilbereich der Oberfläche des Kerns mit einer Oberflächenstrukturierung versehen wird. Mit anderen Worten wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass Fertigungsrestriktionen die Mindestwandstärke der Gussteile nicht mehr lokal erhöhen. Die Gussteile weisen nur noch die strukturmechanisch erforderliche Mindestwandstärke auf, und es wird ein Einklang von prozess- und strukturmechanischer Auslegung bei Gussteilen erzielt. By using structured tool surfaces or a surface structuring of a portion of a surface of a core and a portion of a casting surface of a casting mold hollow cast structures with wall thicknesses of less than 5 mm can be produced under high-production conditions under gravity conditions in gravity gravity casting. The production of thin-walled hollow cast structures in the gravity die casting method is made possible according to the invention in that both a partial region of the casting surface of the casting tool and a partial region of the surface of the core are provided with a surface structuring. In other words, it is achieved in an advantageous manner that production restrictions no longer locally increase the minimum wall thickness of the cast parts. The cast parts only have the structural minimum wall thickness required, and a harmony of process and structure-mechanical design of castings is achieved.
Die mit einer Oberflächenstrukturierung versehenen Teilbereiche der Oberfläche des Kerns und der Gießfläche des Gießwerkzeugs dienen im Schwerkraftkokillengussverfahren von beispielsweise Aluminium zudem der Unterstützung der Formfüllung. The provided with a surface structuring portions of the surface of the core and the casting surface of the casting tool are used in the gravity die casting of, for example, aluminum also support the mold filling.
Vorteilhafterweise wird durch Vorsehen einer Oberflächenstrukturierung mindestens eines Teilbereichs der Oberfläche des Kerns und einer Oberflächenstrukturierung mindestens eines Teilbereiches der Gießfläche des Gießwerkzeuges eine gezielte Rauigkeit der den mindestens einen Hohlraum begrenzenden Oberfläche des Kerns und der Gießfläche des Gießwerkzeuges erhalten. Durch diese Rauigkeit wird die Kontaktfläche zwischen der Metallschmelze und der Gießfläche des Gießwerkzeugs sowie der Oberfläche des Kerns minimiert. Die lokale Fließgeschwindigkeit der Metallschmelze wird durch die Oberflächenstrukturierung basierend auf lokalen turbulenten Strömungen erhöht. Zudem bevorteilt die gleichzeitige Oberflächenstrukturierung der Oberfläche des Kerns und der Gießfläche des Gießwerkzeugs ein Zerreißen der sich auf der Metallschmelze bildenden Oxidhaut. Ferner entsteht in vorteilhafter Weise aufgrund eines durch die Oberflächenstrukturierungen beeinflussten Benetzungsverhaltens eine Luftschicht beziehungsweise ein Luftpolster zwischen Metallschmelze und Oberfläche des Kerns bzw. Gießfläche des Gießwerkzeugs, welches eine isolierende Wirkung aufweist. Durch die Luftschicht wird verhindert, dass die thermische Energie der Metallschmelze durch den direkten Kontakt mit der Oberflächenstrukturierung des Gießwerkzeuges reduziert wird. Damit strömt die Metallschmelze weiter als bei bekannten Gussformen, insbesondere Hohlgussformen, bei welchen die Metallschmelze direkten Kontakt zu einer unstrukturierten Gießfläche beziehungsweise einer unstrukturierten Oberfläche eines Kerns hat.Advantageously, by providing a surface structuring of at least a portion of the surface of the core and a surface structuring of at least a portion of the casting surface of the casting a specific roughness of the at least one cavity limiting surface of the core and the casting surface of the casting tool obtained. This roughness minimizes the area of contact between the molten metal and the casting surface of the casting tool as well as the surface of the core. The local flow rate of the molten metal is increased by the surface structuring based on local turbulent flows. In addition, the simultaneous surface structuring of the surface of the core and the casting surface of the casting tool promotes rupture of the oxide skin forming on the molten metal. Furthermore, due to a wetting behavior influenced by the surface structuring, an air layer or an air cushion is advantageously produced between the molten metal and the surface of the core or casting surface of the casting tool, which has an insulating effect. The air layer prevents the thermal energy of the molten metal from being reduced by the direct contact with the surface structuring of the casting tool. Thus, the molten metal flows further than in known molds, in particular hollow molds, in which the molten metal has direct contact with an unstructured casting surface or an unstructured surface of a core.
Gegenüber den im Stand der Technik bekannten Lösungen wird durch gleichzeitiges Vorsehen einer Oberflächenstrukturierung mindestens eines Teilbereichs der Oberfläche des Kerns und einer Oberflächenstrukturierung mindestens eines Teilbereichs der Gießfläche des Gießwerkzeuges die Fließlänge der Metallschmelze bei gleicher Wanddicke des Gussteils vergrößert beziehungsweise die Wanddicke des Gussteils kann bei gleicher Fließlänge verringert werden. Selbstverständlich ist auch eine Kombination der Vergrößerung der Fließlänge und der Verringerung der Wanddicke möglich. Durch diese Vorteile sind dünnwandige Hohlguss-Strukturen mit Wanddicken von unter 5 mm prozesstechnisch sicher herstellbar. Compared with the solutions known in the prior art, by simultaneously providing a surface structuring of at least a portion of the surface of the core and a surface structuring of at least a portion of the casting surface of the casting tool, the flow length of the molten metal at the same wall thickness of the casting increased or the wall thickness of the casting can at the same flow length be reduced. Of course, a combination of increasing the flow length and reducing the wall thickness is possible. Due to these advantages, thin-walled hollow cast structures with wall thicknesses of less than 5 mm can be safely produced in terms of process engineering.
Die Oberflächenstrukturierung der Oberfläche des Kerns kann auch die gesamte Oberfläche des Kerns bedecken. Die Oberflächenstrukturierung der Gießfläche des Gießwerkzeugs kann ebenfalls die gesamte Gießfläche des Gießwerkzeugs bedecken.The surface structuring of the surface of the core may also cover the entire surface of the core. The surface structuring of the casting surface of the casting tool may also cover the entire casting surface of the casting tool.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Kern ein verlorener Kern ist. Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass der Kern ein Salz und/oder ein salzartiges Material aufweist, wobei der Kern bevorzugt aus Salz und/oder aus einem salzartigen Material besteht. It is preferably provided that the core is a lost core. Furthermore, it is preferably provided that the core has a salt and / or a salt-like material, wherein the core preferably consists of salt and / or of a salt-like material.
Für das Schwerkraftkokillengießen von dünnwandigen Hohlguss-Strukturen eignen sich vorzugsweise Salzkerne. Das Know-how bei der Herstellung von Schwerkraftgussbauteilen kann auf die Herstellung der Salzkerne beziehungsweise der Kerne, welche ein Salz oder ein salzartiges Material aufweisen oder welche bevorzugt aus Salz oder aus einem salzartigen Material bestehen, übertragen werden. For the gravity die casting of thin-walled hollow cast structures are preferably salt cores. The know-how in the production of gravity cast components can be transferred to the production of the salt cores or the cores, which have a salt or a salt-like material or which preferably consist of salt or of a salt-like material.
Alternativ kann der Kern auch Sand oder ein sandartiges Material aufweisen oder aus Sand oder einem sandartigen Material bestehen. Zur Herstellung der Sandkerne ist jedoch eine aufwendige Sandkernfertigung und Sandaufbereitung notwendig. Ferner resultieren aus der geringen Wärmeleitfähigkeit der eingesetzten Sande hohe Taktzeiten bei der Herstellung von Hohlguss-Strukturen. Daher ist vorzugsweise ein Kern umfassend ein Salz oder ein salzartiges Material beziehungsweise ein aus Salz oder aus einem salzartigen Material bestehender Kern vorgesehen. Weiter ist es von Vorteil, dass durch Ausbildung des Kerns aus einem Salz oder einem salzartigen Material für die Herstellung von Hohlguss-Strukturen keine Sandaufbereitungsanlagen angeschafft werden müssen. Im Vergleich zum Sandkern entfällt bei einem ein Salz oder ein salzartiges Material aufweisenden oder aus einem Salz oder einem salzartigen Material bestehenden Kern die aufwendige Kernfertigung, sodass die Salzkernfertigung am Standort und kostengünstig erfolgen kann.Alternatively, the core may also comprise sand or a sand-like material or consist of sand or a sand-like material. For the production of sand cores, however, a complex sand core production and sand preparation is necessary. Furthermore, resulting from the low thermal conductivity of the sand used high cycle times in the production of hollow cast structures. Therefore, a core comprising a salt or a salt-like material or a core consisting of salt or of a salt-like material is preferably provided. Furthermore, it is advantageous that by forming the core of a salt or a salt-like material for the production of hollow cast structures no sand treatment plants must be purchased. Compared to the sand core, the core manufacturing process eliminates the need for a core having a salt or a salt-like material or consisting of a salt or a salt-like material, so that the salt core production can take place on site and at low cost.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Oberflächenstrukturierung des Teilbereichs der Oberfläche des Kerns und/oder die Oberflächenstrukturierung des Teilbereichs der Gießfläche des Gießwerkzeugs eine gerichtete Strukturierung, insbesondere eine in eine Fließrichtung einer Metallschmelze in dem Hohlraum ausgerichtete Strukturierung, und/oder eine ungerichtete Strukturierung ist. It can preferably be provided that the surface structuring of the subregion of the surface of the core and / or the surface structuring of the subregion of the casting surface of the casting tool is a directional structuring, in particular a structuring oriented in a direction of flow of a molten metal in the cavity, and / or an unoriented structuring.
Eine gerichtete Strukturierung weist vorteilhafterweise zumindest eine Erhebung oder Vertiefung auf, welche sich in Fließrichtung einer Metallschmelze in dem mindestens einen Hohlraum erstreckt. Gerichtete Strukturen sind besonders geeignet, an Teilbereichen der Oberfläche des Kerns beziehungsweise der Gießfläche des Gießwerkzeugs eingesetzt zu werden, an welchen eine vorzugsweise schnelle und stark gerichtete Strömung der Metallschmelze zu erwarten ist. Die in Fließrichtung ausgerichteten Strukturen behindern die Querbewegung der Wirbel in der turbulenten Strömung auf der Oberfläche des Kerns und/oder der Gießfläche des Gießwerkzeugs. Mit besonderem Vorteil kann auf diese Weise die Wandreibung um circa 10 % und mehr reduziert werden. Durch diese Widerstandsverminderung ergibt sich eine Vergrößerung der Fließlänge der Metallschmelze von circa 50 % und mehr.A directed structuring advantageously has at least one elevation or depression which extends in the direction of flow of a molten metal in the at least one cavity. Directed structures are particularly suitable to be used on portions of the surface of the core or the casting surface of the casting tool, on which a preferably fast and highly directed flow of the molten metal is to be expected. The in flow direction Aligned structures hinder the transverse movement of the vortices in the turbulent flow on the surface of the core and / or the casting surface of the casting tool. With particular advantage, the wall friction can be reduced by about 10% or more in this way. This reduction in resistance results in an increase in the flow length of the molten metal of approximately 50% or more.
Ungerichtete Strukturen können Erhebungen oder Vertiefungen aufweisen, welche insbesondere symmetrisch sind und hinsichtlich ihrer Anordnung keine Vorzugsrichtung aufweisen. Derartige Strukturierungen sind besonders für Fließbereiche in dem Hohlraum geeignet, in dem eine langsame, und hinsichtlich der Richtung undefinierte Strömung der Metallschmelze zu erwarten ist. Durch die ungerichtete Oberflächenstrukturierung wird die Kontaktfläche zwischen der Metallschmelze und der Gießfläche beziehungsweise der Oberfläche des Kerns reduziert und die Fließlänge und die Strömungsgeschwindigkeit bzw. Fließgeschwindigkeit der Metallschmelze erhöht. Non-oriented structures may have elevations or depressions, which are in particular symmetrical and have no preferred direction with regard to their arrangement. Such structurings are particularly suitable for flow areas in the cavity in which a slow, and with respect to the direction undefined flow of the molten metal is to be expected. The non-directional surface structuring reduces the contact area between the molten metal and the casting surface or the surface of the core and increases the flow length and the flow velocity or flow velocity of the molten metal.
Gerichtete Strukturen können beispielsweise aus im Wesentlichen in einer gleichen Richtung ausgerichteten Furchen, Rillen oder Graten bestehen. Jedoch fallen auch andere eine Vorzugsrichtung aufweisende Strukturen unter die Definition von gerichteten Strukturierungen. For example, directional structures may consist of furrows, grooves, or ridges oriented substantially in a same direction. However, other preferential structures also fall within the definition of directed structuring.
Vorteilhafterweise kann mittels der gerichteten und/oder der ungerichteten Strukturierung der Oberfläche des Kerns beziehungsweise der Gießfläche des Gießwerkzeugs eine effektivere und weniger fehleranfällige Füllung des Hohlraums erreicht werden. So können Fehlstellen wie Blasen oder Lunker in der Hohlguss-Struktur vermieden werden. Hierdurch wird insbesondere auch die Ausschussmenge im Hohlgussschwerkraftkokillengießverfahren verringert. Advantageously, a more effective and less error-prone filling of the cavity can be achieved by means of the directional and / or the non-directional structuring of the surface of the core or of the casting surface of the casting tool. Thus, defects such as bubbles or voids in the hollow structure can be avoided. As a result, in particular, the amount of rejects in Hohlgussschraftraftkokillengießverfahren is reduced.
Weiter ist bevorzugt vorgesehen, dass die Oberflächenstrukturierung des Teilbereichs der Oberfläche des Kerns und/oder die Oberflächenstrukturierung des Teilbereichs der Gießfläche des Gießwerkzeugs ausgebildet ist, die Fließrichtung und/oder die Fließgeschwindigkeit und/oder die Oberflächenspannung und/oder eine Oxidschicht einer Metallschmelze in dem Hohlraum zu beeinflussen, und/oder den Wärmeaustausch und/oder das Reibungsverhalten zwischen dem Teilbereich der Oberfläche des Kerns und/oder dem Teilbereich der Gießfläche des Gießwerkzeugs und einer Metallschmelze in dem Hohlraum zu beeinflussen. Further, it is preferably provided that the surface structuring of the partial region of the surface of the core and / or the surface structuring of the partial region of the casting surface of the casting tool is formed, the flow direction and / or the flow velocity and / or the surface tension and / or an oxide layer of a molten metal in the cavity to influence and / or to influence the heat exchange and / or the friction behavior between the portion of the surface of the core and / or the portion of the casting surface of the casting tool and a molten metal in the cavity.
Vorteilhafterweise kann durch Beeinflussung, insbesondere Erhöhung der Fließgeschwindigkeit eine größere Fließlänge der Metallschmelze in dem Hohlraum erreicht werden, welcher von der Oberfläche des Kerns sowie der Gießfläche des Gießwerkzeuges begrenzt wird. Durch die erhöhte Fließlänge sind Materialstärken von Hohlguss-Strukturen von unter 5 mm erzielbar. Auch durch die Veränderung des Reibungsverhaltens, insbesondere durch eine Herabsetzung des effektiven Reibungskoeffizienten, wird eine höhere und damit vorteilhafte Fließlänge erreicht. Ferner kann mit Vorteil der Wärmeaustausch zwischen dem Teilbereich der Oberfläche des Kerns und/oder dem Teilbereich der Gießfläche des Gießwerkzeugs und einer Metallschmelze in dem Hohlraum beeinflusst werden. Insbesondere kann eine Herabsetzung des Wärmeflusses zwischen der Metallschmelze und der Oberfläche des Kerns beziehungsweise der Gießfläche des Gießwerkzeuges erzielt werden. Es fließt somit weniger Wärme aus der Metallschmelze in die den Hohlraum begrenzende Oberfläche des Kerns und in die Gießfläche des Gießwerkzeugs, sodass die Metallschmelze über einen längeren Zeitraum eine geringere Viskosität aufweist, wodurch die Fließlänge der Metallschmelze erhöht wird. Gegebenenfalls kann es vorteilhafterweise auch möglich sein, die Fließrichtung der Metallschmelze in dem Hohlraum zu beeinflussen. Durch eine derartige Beeinflussung kann gezielt das lokale Fließverhalten der Metallschmelze beeinflusst werden, sodass eine effektivere und schnellere Füllung des Hohlraumes erreicht wird. Hierdurch können Taktzeiten verringert werden. Advantageously, by influencing, in particular increasing the flow rate, a greater flow length of the molten metal in the cavity can be achieved, which is delimited by the surface of the core and the casting surface of the casting tool. Due to the increased flow length, material thicknesses of hollow cast structures of less than 5 mm can be achieved. Also by the change of the friction behavior, in particular by a reduction of the effective friction coefficient, a higher and thus advantageous flow length is achieved. Furthermore, the heat exchange between the partial region of the surface of the core and / or the partial region of the casting surface of the casting tool and a molten metal in the cavity can advantageously be influenced. In particular, a reduction in the heat flow between the molten metal and the surface of the core or the casting surface of the casting tool can be achieved. Thus, less heat flows from the molten metal into the cavity-defining surface of the core and into the casting surface of the casting tool, so that the molten metal has a lower viscosity over a longer period of time, whereby the flow length of the molten metal is increased. Optionally, it may also be advantageously possible to influence the flow direction of the molten metal in the cavity. Such an influence can specifically influence the local flow behavior of the molten metal, so that a more effective and faster filling of the cavity is achieved. As a result, cycle times can be reduced.
Bevorzugt ist die Oberflächenstrukturierung des Teilbereichs der Oberfläche des Kerns und/oder die Oberflächenstrukturierung des Teilbereichs der Gießfläche des Gießwerkzeugs eine bionische Struktur, insbesondere eine Haifischhaut-Struktur und/oder eine krähenfußartige Struktur und/oder eine Bambus-Struktur und/oder eine symmetrische Struktur und/oder eine asymmetrische Struktur. The surface structuring of the partial area of the surface of the core and / or the surface structuring of the partial area of the casting surface of the casting tool are preferably a bionic structure, in particular a shark skin structure and / or a crow-foot-like structure and / or a bamboo structure and / or a symmetrical structure and / or an asymmetric structure.
Als mögliche Oberflächenstrukturierungen für die Oberfläche des Kerns und/oder die Gießfläche des Gießwerkzeugs können beispielsweise die in der
Unter bionischen Strukturen werden Strukturen verstanden, welche der Natur entnommen sind und die mit diesen verbundenen Vorteile nutzen. Es ist bekannt, dass eine Haifischhaut-Struktur den Reibungswiderstand herabsetzt. Ähnliches gilt für krähenfußartige Strukturen oder Bambus-Strukturen. Bionische Strukturen sind oft auch als gerichtete Strukturen ausgebildet, mit welchen die Vorteile gerichteter Strukturen erhalten werden können. Die Strukturen können symmetrisch oder asymmetrisch ausgebildet sein. Eine symmetrische Struktur kann dabei beispielsweise eine diskrete oder kontinuierliche Rotationssymmetrie um eine Symmetrie-Achse der Struktur aufweisen. Ferner kann eine symmetrische Struktur auch translationssymmetrisch sein. Hierunter fallen insbesondere Bambusstrukturen. Bionic structures are structures that are derived from nature and use the advantages associated with them. It is known that a shark skin structure reduces frictional resistance. The same applies to crow-foot-like structures or bamboo structures. Bionic structures are often also designed as directed structures with which the advantages of directed structures can be obtained. The structures may be symmetrical or asymmetrical. A symmetrical structure may, for example, have a discrete or continuous rotational symmetry about a symmetry axis of the structure. Furthermore, a symmetric structure also be translationally symmetric. These include, in particular, bamboo structures.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Oberflächenstrukturierung des Teilbereichs der Oberfläche des Kerns und/oder die Oberflächenstrukturierung des Teilbereichs der Gießfläche des Gießwerkzeugs unterschiedliche Strukturen aufweist oder aufweisen.It is preferably provided that the surface structuring of the subregion of the surface of the core and / or the surface structuring of the subregion of the casting surface of the casting tool have or have different structures.
Mit besonderem Vorteil können gerichtete und/oder ungerichtete und/oder symmetrische und/oder asymmetrische und/oder bionische Strukturen auch gemeinsam vorgesehen sein, das heißt, dass unterschiedliche Strukturtypen für die Oberflächenstrukturierung der Oberfläche des Kerns und/oder für die Oberflächenstrukturierung der Gießfläche des Gießwerkzeugs eingesetzt werden. Bei einer gemeinsamen Verwendung dieser Strukturen kann zum Beispiel ein Teilbereich der Oberfläche des Kerns und/oder ein Teilbereich der Gießfläche des Gießwerkzeuges unterschiedliche bionische Strukturen in unterschiedlicher Ausgestaltung und unterschiedlicher Ausrichtung aufweisen. Ferner können auf dem gleichen Teilbereich der Oberfläche des Kerns und/oder der Gießfläche des Gießwerkzeuges eine Kombination verschiedenster gerichteter und/oder ungerichteter und/oder symmetrischer und/oder asymmetrischer und/oder bionischer Strukturen angeordnet sein. Durch gezielte Verwendung der unterschiedlichen Strukturarten kann lokal die Fließrichtung und/oder die Fließgeschwindigkeit, der Wärmeaustausch und/oder das Reibungsverhalten der Metallschmelze in dem Hohlraum beeinflusst werden. Dies führt zu einer vorteilhaften Reduzierung der Taktzeiten sowie einer besonders effizienten und prozesssicheren Füllung der Hohlräume zur Herstellung einer Hohlguss-Struktur. With particular advantage directed and / or non-directional and / or symmetric and / or asymmetric and / or bionic structures may also be provided together, that is, different structural types for the surface structuring of the surface of the core and / or for the surface structuring of the casting surface of the casting tool be used. In the case of a common use of these structures, for example, a partial area of the surface of the core and / or a partial area of the casting surface of the casting tool may have different bionic structures with different configurations and different orientations. Furthermore, a combination of very different directional and / or non-directional and / or symmetrical and / or asymmetric and / or bionic structures can be arranged on the same subregion of the surface of the core and / or the casting surface of the casting tool. Through targeted use of the different structural types, the flow direction and / or the flow rate, the heat exchange and / or the friction behavior of the molten metal in the cavity can be locally influenced. This leads to an advantageous reduction of the cycle times and a particularly efficient and process-reliable filling of the cavities for producing a hollow cast structure.
Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Kern durch ein Gussverfahren, insbesondere durch ein Kokillengussverfahren, bevorzugt ein Schwerkraftkokillengussverfahren, und/oder durch die Druckgussverfahren und/oder ein Niederdruckgussverfahren, herstellbar, bevorzugt hergestellt, ist, und/oder dass der Kern durch ein Pressverfahren herstellbar, bevorzugt hergestellt, ist. Particularly preferably, it can be provided that the core can be produced, preferably produced, by a casting method, in particular by a chill casting method, preferably a gravity die casting method, and / or by the die casting method and / or a low-pressure casting method, and / or that the core is produced by a pressing method can be produced, preferably produced, is.
Durch Herstellung des Kerns in einem Gussverfahren kann das Know-how bei der Herstellung von Schwerkraftgussbauteilen auf die Herstellung des Kerns übertragen werden. Das Gießen des Kerns hat die Vorteile der einfachen Strukturierbarkeit sowie der hohen Gestaltungsfreiheit. Ein Gießen beziehungsweise eine Strukturierung der Kerne kann unter Nutzung vorhandener Ressourcen am Standort vorgenommen werden. By manufacturing the core in a casting process, know-how in the manufacture of gravity cast components can be transferred to the manufacture of the core. The casting of the core has the advantages of easy structuring and high design freedom. Casting or structuring of the cores can be done using existing resources at the site.
Durch Herstellung der Kerne in einem Gussverfahren können diese durch Gießen in Dauerformen hergestellt werden. Hiermit wird eine effiziente und schnelle Herstellung der Kerne erzielt, welche darüber hinaus prozesssicher ist, sodass der Ausschuss an fehlerhaften Kernen verringert wird. By making the cores in a casting process, they can be made by casting into permanent molds. This achieves an efficient and rapid production of the cores, which is also process-reliable, so that the rejection of defective cores is reduced.
Bevorzugt ist ferner vorgesehen, dass die Oberflächenstrukturierung des Teilbereichs der Oberfläche des Kerns durch das Gussverfahren und/oder durch das Pressverfahren herstellbar, bevorzugt hergestellt ist, wobei ein zur Herstellung des Kerns verwendbares oder verwendetes Kernformwerkzeug eine Matrize mit einer formgebenden Fläche umfasst, welche als Negativ der Oberflächenstrukturierung des Teilbereichs der Oberfläche des Kerns ausgebildet ist. Preferably, it is further provided that the surface structuring of the subregion of the surface of the core can be produced, preferably produced, by the casting process and / or by the pressing process, wherein a core molding tool which can be used or used to produce the core comprises a die having a shaping surface which acts as a negative the surface structuring of the portion of the surface of the core is formed.
Formgebende Flächen von zur Herstellung des Kerns verwendbaren Kernformwerkzeugen können durch bekannte Verfahren wie beispielsweise mittels eines Lasernarbverfahrens strukturiert werden. Vorteilhafterweise wird durch Verwendung eines Kernformwerkzeugs mit einer Matrize mit einer formgebenden Fläche insbesondere in Verbindung mit einem Gussverfahren die Oberflächenstrukturierung des mindestens einen Teilbereiches der Oberfläche des Kerns direkt beim Gießprozess des Kerns, insbesondere des Kerns aus Salz oder des Salzkerns, hergestellt. Die durch das Gussverfahren mit einer Oberflächenstrukturierung versehenen Kerne können wie aus dem Stand der Technik bekannte Kerne behandelt und in das Gießwerkzeug eingelegt werden. Shaping surfaces of core molds usable to make the core may be patterned by known methods, such as a laser-shade process. Advantageously, by using a core mold having a die having a forming surface, particularly in conjunction with a casting process, the surface structuring of the at least a portion of the surface of the core is made directly during the casting process of the core, particularly the core of salt or salt core. The cores provided with the surface structuring by the casting process can be treated as in the prior art known cores and placed in the casting tool.
Zwar können prinzipiell auch additiv gefertigte Sandkerne verwendet werden, die Herstellung dieser Kerne ist jedoch teuer, weil deren Herstellungsprozess zu langsam abläuft. Auch mikrogefräste strukturierte Salzkerne können grundsätzlich vorgesehen werden. Jedoch ist auch deren Herstellung teuer. Zudem ist die Herstellung eines Kerns mit einer Oberflächenstrukturierung eines Teilbereiches der Oberfläche des Kerns in einem Gießverfahren günstiger und einfacher, da das dafür notwendige Know-how aus der Herstellung von Schwerkraftgussbauteilen auf die Herstellung der Kerne, insbesondere der Salzkerne, übertragen werden kann. Although additively manufactured sand cores can be used in principle, the production of these cores is expensive because their manufacturing process is too slow. Micro-milled structured salt cores can also be provided in principle. However, their production is also expensive. In addition, the production of a core with a surface structuring of a portion of the surface of the core in a casting process is cheaper and easier because the necessary know-how from the production of gravity cast components can be transferred to the production of cores, especially the salt cores.
Bevorzugt kann weiter vorgesehen sein, dass die Oberflächenstrukturierung des Teilbereiches der Oberfläche des Kerns und/oder des Teilbereiches der Gießfläche des Gießwerkzeugs und/oder die formgebende Fläche des Kernformwerkzeuges durch ein Laserverfahren und/oder ein spanendes Verfahren und/oder ein Fräsverfahren, insbesondere ein Mikrofräsverfahren, und/oder ein Druckformverfahren und/oder ein Prägeverfahren herstellbar, bevorzugt hergestellt, ist. Preferably, it can further be provided that the surface structuring of the partial area of the surface of the core and / or of the partial area of the casting surface of the casting tool and / or the shaping surface of the core molding tool by a laser method and / or a cutting process and / or a milling process, in particular a micro-milling , and / or a compression molding method and / or an embossing method can be produced, preferably produced.
Insbesondere kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die in einem Gussverfahren hergestellte Oberflächenstrukturierung des Teilbereichs der Oberfläche des Kerns mit einem Laserverfahren und/oder einem spanenden Verfahren und/oder einem Fräsverfahren und/oder einem Druckformverfahren und/oder einem Prägeverfahren nachbearbeitet wird. Die Verwendung eines Laserverfahrens und/oder eines spanenden Verfahrens und/oder eines Fräsverfahrens und/oder eines Druckformverfahrens und/oder eines Prägeverfahrens ist jedoch besonders vorteilhaft für die Herstellung der Oberflächenstrukturierung des Teilbereichs der Gießfläche des Gießwerkzeugs und/oder für die Herstellung der formgebenden Fläche des Kernformwerkzeugs. In particular, it can be provided with preference that the surface structuring of the partial area of the surface of the core produced in a casting process is carried out using a laser method and / or or a machining process and / or a milling process and / or a compression molding process and / or an embossing process. However, the use of a laser process and / or a cutting process and / or a milling process and / or a compression molding process and / or an embossing process is particularly advantageous for the preparation of the surface structuring of the portion of the casting surface of the casting tool and / or for the production of the forming surface of the core mold.
Derartige Verfahren, insbesondere Laserverfahren wie beispielsweise ein Lasernarbverfahren, sind besonders flexibel und es lassen sich in kurzen Taktzeiten unterschiedlichste Oberflächenstrukturierungen für den Teilbereich der Gießfläche des Gießwerkzeuges oder die formgebende Fläche des Kernformwerkzeugs herstellen. Durch Strukturierung der formgebenden Fläche des Kernformwerkzeuges mittels eines der genannten Verfahren kann die sich nach dem Gießen des Kernes ergebende Oberflächenstrukturierung des Teilbereiches der Oberfläche des Kerns ebenfalls besonders flexibel und vielseitig gestaltet werden. Durch Auswahl, Ausrichtung und Umfang der Oberflächenstrukturierung der Oberfläche des Kerns und/oder der Gießfläche des Gießwerkzeuges können insbesondere lokal Eigenschaften wie Fließlänge, Fließrichtung oder Fließgeschwindigkeit der Metallschmelze in dem Hohlraum optimiert werden. So können besonders vorteilhaft die Taktzeiten für die Herstellung von Hohlguss-Strukturen verringert werden. Insbesondere durch die gemeinsame Oberflächenstrukturierung von Gießfläche des Gießwerkzeuges und Oberfläche des Kernes wird die Formfüllung effektiv unterstützt sodass Gießfehler vermieden werden. Vorteilhafterweise können dünnwandige Hohlguss-Strukturen effektiv und prozesssicher hergestellt werden. Such methods, in particular laser methods such as, for example, a laser color method, are particularly flexible and it is possible to produce a wide variety of surface structures for the partial area of the casting surface of the casting tool or the shaping surface of the core molding tool at short cycle times. By structuring the shaping surface of the core forming tool by means of one of the methods mentioned, the surface structuring of the subregion of the surface of the core which results after the casting of the core can likewise be made particularly flexible and versatile. By selecting, aligning and extent of the surface structuring of the surface of the core and / or the casting surface of the casting tool in particular local properties such as flow length, flow direction or flow rate of the molten metal in the cavity can be optimized. Thus, the cycle times for the production of hollow cast structures can be reduced particularly advantageously. In particular, the common surface structuring of the casting surface of the casting tool and the surface of the core, the mold filling is effectively supported so that casting defects are avoided. Advantageously, thin-walled hollow cast structures can be produced effectively and reliably.
Eine weitere Lösung des der Erfindung zugrunde liegenden Problems wird durch Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer vorbeschriebenen Gussform bereitgestellt, umfassend die Schritte
- – Bestimmung der Geometrie des Kerns,
- – Fertigung eines Kernformwerkzeugs,
- – Strukturierung einer formgebenden Fläche des Kernformwerkzeuges, wobei die Strukturierung als Negativ einer herzustellenden Oberflächenstrukturierung mindestens eines Teilbereichs der Oberfläche des Kerns ausgebildet ist,
- – Abguss einer Salzlösung in das Kernformwerkzeug, zur Herstellung des Kerns umfassend die Oberflächenstrukturierung mindestens eines Teilbereichs der Oberfläche des Kerns,
- – Aushärtung und Entnahme des Kerns aus dem Kernformwerkzeug,
- – Bestimmung der Geometrie des Gießwerkzeugs,
- – Fertigung des Gießwerkzeugs,
- – Strukturierung mindestens eines Teilbereichs der Gießfläche des Gießwerkzeugs,
- – Einlegen des Kerns in das Gießwerkzeug zur Herstellung mindestens eines Hohlraums, wobei der mindestens eine Hohlraum von einer Oberfläche des Kerns und von einer Gießfläche des Gießwerkzeugs begrenzt wird.
- - determination of the geometry of the core,
- - manufacture of a core mold,
- Structuring a shaping surface of the core forming tool, wherein the structuring is formed as a negative of a surface structuring of at least a partial region of the surface of the core to be produced,
- Casting a saline solution into the core mold, to produce the core comprising the surface structuring of at least a portion of the surface of the core,
- Hardening and removal of the core from the core mold,
- Determination of the geometry of the casting tool,
- - production of the casting tool,
- Structuring at least a portion of the casting surface of the casting tool,
- - Inserting the core into the casting tool for producing at least one cavity, wherein the at least one cavity is delimited by a surface of the core and by a casting surface of the casting tool.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich mit der verfahrensgemäß erhältlichen Gussform die vorbeschriebenen Vorteile der Gussform erzielen. With the method according to the invention, the above-described advantages of the casting mold can be achieved with the casting mold obtainable according to the method.
Durch das Gießen des Kerns durch Abguss einer Salzlösung in das Kernformwerkzeug wird eine besonders schnelle, effiziente und prozesssichere Herstellung des Kerns, insbesondere des Salzkerns, mit einer Oberflächenstrukturierung ermöglicht. By casting the core by casting a salt solution into the core mold, a particularly fast, efficient and process-reliable production of the core, in particular of the salt core, with a surface structuring is made possible.
Die Kerngeometrie wird dabei vorteilhafterweise durch den Hohlraum bestimmt, welcher zur Fertigung der Hohlguss-Struktur benötigt wird. The core geometry is advantageously determined by the cavity, which is needed for the production of the hollow cast structure.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass vor der Strukturierung der formgebenden Fläche das Kernformwerkzeug und/oder vor der Strukturierung eines Teilbereichs der Gießfläche des Gießwerkzeugs rechnergestützte Simulationen, bevorzugt mit Tracer-Darstellung, und/oder modellgestützte Simulationen zur Ermittlung der Fließrichtung einer Metallschmelze in dem Hohlraum der Gussform durchgeführt werden, wobei zur Bestimmung der herzustellenden Oberflächenstrukturierung des Teilbereiches der Oberfläche des Kerns und/oder der Oberflächenstrukturierung des Teilbereiches der Gießfläche des Gießwerkzeugs Ergebnisse der Simulation verwendet werden. Preferably, it may be provided that before the structuring of the shaping surface the core mold and / or before the structuring of a portion of the casting surface of the casting tool computer-aided simulations, preferably with tracer representation, and / or model-based simulations to determine the flow direction of a molten metal in the cavity of Mold are performed, wherein results of the simulation are used to determine the produced surface structuring of the subregion of the surface of the core and / or the surface structuring of the subregion of the casting surface of the casting mold.
Durch Verwendung der Ergebnisse der Simulationen kann die Größe und oder die Anzahl der Teilbereiche beziehungsweise die Größe der Oberfläche oder des mit Oberflächenstrukturen versehenen Teilbereichs der Oberfläche des Kerns beziehungsweise der Gießfläche des Gießwerkzeuges bestimmt werden. Es kann zudem auch bestimmt werden, ob gerichtete und/oder ungerichtete Strukturen vorgesehen werden sollen. Bei der Aufbringung oder Strukturierung der formgebenden Fläche des Kernformwerkzeuges ist bevorzugt darauf zu achten, dass dort die Strukturen vertieft sein müssen, um auf dem mittels des Kernformwerkzeuges herzustellenden Kerns erhaben zu sein. Bei der Strukturierung des Teilbereiches der Gießfläche des Gießwerkzeuges ist bevorzugt darauf zu achten, dass die Strukturen dort erhaben sein müssen. By using the results of the simulations, the size and / or the number of partial regions or the size of the surface or of the surface structures provided with the surface of the core or the casting surface of the casting tool can be determined. It can also be determined whether directional and / or non-directional structures should be provided. When applying or structuring the shaping surface of the core forming tool, it is preferable to ensure that the structures there must be recessed in order to be raised on the core to be produced by means of the core forming tool. When structuring the partial region of the casting surface of the casting tool, it is preferable to ensure that the structures must be raised there.
Nach Einlegen des Kerns in das Gießwerkzeug kann ein Gussverfahren, insbesondere ein Schwerkraftkokillengussverfahren mit einer Schmelze, insbesondere einer Metallschmelze wie einer Aluminiumschmelze, durchgeführt werden, um eine Hohlguss-Struktur zu erhalten. After inserting the core into the casting tool, a casting process, in particular a gravity die casting process with a melt, in particular a molten metal, such as an aluminum melt, can be carried out in order to obtain a hollow cast structure.
Durch die verfahrensgemäße Strukturierung mindestens eines Teilbereiches der Gießfläche des Gießwerkzeuges und mindestens eines Teilbereiches der Oberfläche des Kerns wird die Formfüllung für den Gießvorgang der Hohlguss-Struktur effektiv unterstützt, sodass Gießfehler vermieden werden. Damit können dünnwandige Hohlguss-Strukturen mit Wandstärken von unter 5 mm hergestellt werden. As a result of the patterning of at least one partial area of the casting surface of the casting tool and at least one partial area of the surface of the core, the mold filling for the casting process of the hollow casting structure is effectively supported so that casting defects are avoided. Thus, thin-walled hollow cast structures with wall thicknesses of less than 5 mm can be produced.
Bevorzugt werden die rechnergestützten Simulationen zu Beginn des Verfahrens bzw. vor der Strukturierung einer formgebenden Fläche des Kernformwerkzeugs und/oder vor der Strukturierung mindestens eines Teilbereichs der Gießfläche des Gießwerkzeugs durchgeführt. Die Ergebnisse der rechnergestützten Simulationen können dann in modellgestützten Simulationen, insbesondere in Gießversuchen an Modellen, validiert werden. The computer-assisted simulations are preferably carried out at the beginning of the method or before the structuring of a shaping surface of the core molding tool and / or before the structuring of at least one subregion of the casting surface of the casting tool. The results of the computer-aided simulations can then be validated in model-based simulations, in particular casting experiments on models.
Bevorzugt werden die Simulationen für die vorgesehene fertige Gussform durchgeführt und somit für das Produkt beziehungsweise das Gussteil ausgelegt. Jedoch kann auch vorgesehen sein, dass Teilsimulationen in rechnergestützter oder modellgestützter Ausführung separat für den Kern beziehungsweise das Gießwerkzeug durchgeführt werden. Wenn die Ergebnisse der Simulationen zur Bestimmung der herzustellenden Oberflächenstrukturierung des Teilbereiches der Oberfläche des Kerns verwendet werden, so ist zu beachten, dass die durch die gewonnenen Ergebnisse bestimmte Oberflächenstrukturierung des Teilbereiches der Oberfläche des Kerns zunächst in Negativform auf die formgebende Fläche des Kernformwerkzeugs anzuwenden sind, sodass nach dem Abguss der Salzlösung in das Kernformwerkzeug ein Kern mit einer Oberflächenstrukturierung eines Teilbereiches der Oberfläche des Kerns erhältlich ist, mit welcher die Ergebnisse der Simulation umgesetzt werden. The simulations for the intended finished casting mold are preferably carried out and thus designed for the product or the casting. However, it can also be provided that partial simulations in computer-aided or model-supported execution are carried out separately for the core or the casting tool. If the results of the simulations are used to determine the surface structuring to be made of the subregion of the surface of the core, it should be noted that the surface structuring of the subregion of the surface of the core determined by the results obtained must first be applied in negative mold to the shaping surface of the core molding tool. so that after the salt solution has been poured into the core mold, a core with a surface structuring of a partial area of the surface of the core is available, with which the results of the simulation are implemented.
Die Ergebnisse der Simulationen können jedoch auch direkt auf den hergestellten Kern angewendet werden, soweit dieser in einem Nachbearbeitungsverfahren weiter bearbeitet wird.However, the results of the simulations can also be applied directly to the manufactured core, as far as it is further processed in a post-processing process.
Ein Tracer ist ein simuliertes Partikel der Metallschmelze. Durch die Darstellung von Tracern über die rechnergestützte Simulation beziehungsweise das Simulationstool kann die Bewegung der Schmelze gut nachvollzogen werden. Dadurch kann die Ausrichtung der einzubringenden, insbesondere gerichteten oder ungerichteten, Oberflächenstrukturierungen der Oberfläche des Kerns und der Gießfläche des Gießwerkzeugs besser definiert werden. A tracer is a simulated metal melt particle. Through the representation of tracers via the computer-aided simulation or the simulation tool, the movement of the melt can be easily understood. As a result, the orientation of the surface structures of the surface of the core and of the casting surface of the casting tool to be introduced, in particular directed or non-oriented, can be better defined.
Weiter bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Strukturierung des Teilbereiches der Gießfläche des Gießwerkzeugs und/oder die Strukturierung der formgebenden Fläche des Kernformwerkzeuges durch ein Laserverfahren und/oder ein spanendes Verfahren und/oder ein Fräsverfahren, insbesondere ein Mikrofräsverfahren, und/oder ein Druckformverfahren und/oder ein Prägeverfahren erfolgt. Further preferably, it can be provided that the structuring of the partial area of the casting surface of the casting tool and / or the structuring of the shaping surface of the core molding tool by a laser method and / or a cutting process and / or a milling process, in particular a micro-milling process, and / or a pressure molding process and / or a stamping process takes place.
Weiter kann vorgesehen sein, dass die Oberflächenstrukturierung des Teilbereiches der Oberfläche des Kerns nach der Entnahme aus dem Kernformwerkzeug mit einem Laserverfahren und/oder einem spanenden Verfahren und/oder einem Fräsverfahren, insbesondere einem Mikrofräsverfahren, und/oder einem Druckformverfahren und/oder einem Prägeverfahren nachbearbeitet wird. It can further be provided that the surface structuring of the subregion of the surface of the core after the removal from the core molding tool is finished with a laser method and / or a cutting method and / or a milling method, in particular a micromilling method, and / or a compression molding method and / or an embossing method becomes.
Durch die Nachbearbeitung der Oberflächenstrukturierung des Teilbereiches der Oberfläche des Kerns nach der Entnahme aus dem Kernformwerkzeug können gegebenenfalls geringfügige Modifikationen an der Oberflächenstrukturierung vorgenommen werden, welche beispielsweise durch geänderte Prozessparameter für das Hohlgussverfahren für die Hohlguss-Struktur notwendig werden. By post-processing of the surface structuring of the subregion of the surface of the core after removal from the core mold, minor modifications to the surface structuring may be made, which are necessary for the hollow cast structure, for example by changing process parameters for the hollow casting process.
Darüber hinaus können gegebenenfalls auch Gießfehler bei der Herstellung des Kernes ausgeglichen werden. In addition, where appropriate, casting defects in the production of the core can be compensated.
Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: An embodiment of the invention will be explained below with reference to the drawings. Show it:
Ausführliche Beschreibung der FigurenDetailed description of the figures
Zurückkehrend zur
Durch Einsetzen des so hergestellten Kerns
Alternativ zu Oberflächenstrukturierungen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- Gussform mold
- 1010
- Hohlraum cavity
- 1111
- Gießfläche casting surface
- 1212
- Gießwerkzeug casting tool
- 1313
- Oberfläche surface
- 1414
- Kern core
- 1515
- Teilbereich subregion
- 1616
- Oberflächenstrukturierung surface structuring
- 1717
- Teilbereich subregion
- 1818
- Oberflächenstrukturierung surface structuring
- 1919
- Metallschmelze molten metal
- 2020
- Front front
- 2121
- Oxidschicht oxide
- 2222
- Erhebung survey
- 2323
- Bionische Struktur Bionic structure
- 2424
- Haifischhaut-Struktur Sharkskin structure
- 2525
- Gerichtete Strukturierung Directed structuring
- 2626
- Hohlguss-Struktur Hollow-cast structure
- 2727
- Hohlgussradträger Hohlgussradträger
- 2828
- Oberfläche surface
- 2929
- Strukturierte Oberfläche Structured surface
- 3030
- Verlorener Kern Lost core
- 3131
- Lasernarbanlage Lasernarbanlage
- 3232
- Laser laser
- 3333
- Kernformwerkzeug Core mold
- 3434
- Formgebende Fläche Shaping surface
- 3535
- Negativform negative form
- 3636
- Kavität cavity
- 3737
- Ungerichtete Strukturierung Undirected structuring
- 3838
- Noppen burl
- 3939
- Waffelmuster waffle
- 4040
- Grat ridge
- AA
- Vorzugsrichtung preferred direction
- DD
- Wandstärke Wall thickness
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102008028197 A1 [0004] DE 102008028197 A1 [0004]
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Legal Events
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R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |