DE102017127048B4

DE102017127048B4 - Kokille zum Stranggießen

Info

Publication number: DE102017127048B4
Application number: DE102017127048.5A
Authority: DE
Inventors: Patrick Luttinger
Original assignee: Hpi High Performance Ind GmbH; HPI HIGH PERFORMANCE INDUSTRIETECHNIK GmbH
Current assignee: Hpi High Performance Ind GmbH; HPI HIGH PERFORMANCE INDUSTRIETECHNIK GmbH
Priority date: 2017-11-16
Filing date: 2017-11-16
Publication date: 2021-06-10
Anticipated expiration: 2037-11-17
Also published as: WO2019096937A1; EP3710179A1; DE102017127048A1

Abstract

Kokille (100) für das Stranggießen von metallischem Material (150), insbesondere Aluminium, die Kokille (100) aufweisendeinen Kokillenkörper (101) mit einem Gießkanal (102) für das metallische Material (150),wobei der Gießkanal (102) ein Durchflussprofil zur Formgebung des metallischen Materials (150) aufweist,wobei der Kokillenkörper (101) mit additiver Fertigung hergestellt ist,wobei der Kokillenkörper (101) einen Abschnitt aufweist, welcher den Gießkanal (102) umgibt,wobei in dem Abschnitt eine, den Gießkanal (102) zumindest teilweise umgebende Kavität (103) zur Aufnahme eines Fluids ausgebildet ist,wobei der Kokillenkörper (101) einen Fluidkanal (104) aufweist, welcher die umlaufende Kavität (103) mit einer Umgebung des Kokillenkörpers (101) verbindet,wobei der Kokillenkörper (101) einen Endabschnitt (105) aufweist, an welchem der Gießkanal (102) einen Auslass (106) für das metallische Material (150) ausbildet, undwobei ein Fluidauslass (107) des Fluidkanals (104) in dem Endabschnitt (105) ausgebildet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kokille für das Stranggießen von metallischem Material, insbesondere Aluminium sowie ein Verfahren zum Herstellen der Kokille.
Hintergrund der Erfindung
Beim Stranggießen wird flüssiges Metall, wie beispielsweise Stahl, Kupfer, Magnesium oder Aluminium, durch eine Gussform, der sogenannten Kokille, gedrückt oder gezogen. Während des Durchlaufens der Kokille kühlt das Metall ab und verfestigt sich, sodass nach der Kokille ein fester Metallstrang, die sogenannte Bramme, vorliegt. Die Kokille weist dabei einen Gießkanal auf, welcher ein bestimmtes Durchflussprofil zur Formgebung der Bramme aufweist.
Um ein Ankleben des flüssigen Metalls in der Kokille zu verhindern oder ein Schmelzen der Kokille selbst zu vermeiden, weisen Kokillen einen Kühlmechanismus und einen Schmiermechanismus auf. Der Kühlmechanismus besteht beispielsweise aus einem Fluidkanal, in welchen ein Kühlmittel, wie beispielsweise Wasser, die Kokille und das abzukühlende Metall kühlt. Der Schmiermechanismus weist beispielsweise einen Schmierkanal auf, sodass eine Innenfläche der Kokille geschmiert werden kann, um ein Anhaften des Metalls an der Oberfläche der Kokille zu verhindern.
Aufgrund des Kühlmechanismus und des Schmiermittelmechanismus weisen entsprechende Kokillen ein mehrteiliges Kokillensystem auf. Ein solches mehrteiliges System weist oftmals Undichtigkeiten auf und führt somit zu einem erhöhten Ausfallrisiko. Ferner führen mehrteilige Kokillen zu höheren Herstellkosten.
DE 32 02 731 A1 offenbart eine Vorrichtung zum direkten Hartgießen. Die Vorrichtung besteht aus einer Kokille und einem zylindrischen Schmelzreservoir. Die Kokille weist eine Kühlwasserkammer 16 auf, an welcher ein Schlitz ausgebildet ist, sodass Kühlmittel auf einem halbverfestigtem Metallbaren ausströmt. Ferner weist die Kokille ein Reservoir auf, welches mit Schmiermittel versorgt werden kann. An das Reservoir ist eine Schmiermittelnut angeformt, um Innenflächen der Kokille zu schmieren.
EP 3 284 550 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen einer Kokille für das Stranggießen von metallischen Produkten. Eine Kokille ist einstückig ausgebildet und besteht aus einem Rohr und einer Ummantelung. Zwischen dem Rohr und der Ummantelung ist eine schaumartig ausgebildete Struktur vorgesehen. Verbindungselemente mit blasenartigen Zwischenräumen werden generativ erzeugt. Die Struktur ist derart ausgebildet, dass Kühlmedium durchgeführt werden kann.
EP 0 372 946 A2 offenbart eine Gussform, welche ein Schmiermittelsystem aufweist. Aus einem Ölreservoir leiten Kanäle Öl zu einer Gussplatte 10, welche geschmiert werden soll. Eine polierte Platte kann anstatt Öl-Verteilungs-Nuten vorgesehen werden.
Darstellung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine robuste Kokille für das Stranggießen bereitzustellen, mit welcher selbst komplexe Durchflussprofile zur Formgebung eines metallischen Materials möglich sind und welche kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird mit einer Kokille für das Stranggießen von metallischem Material sowie mit einem Verfahren zum Herstellen einer Kokille für das Stranggießen von metallischen Material gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Kokille für das Stranggießen von metallischem Material, insbesondere Aluminium, bereitgestellt. Die Kokille weist einen Kokillenkörper mit einem Gießkanal für das metallische Material auf, wobei der Gießkanal ein Durchflussprofil zur Formgebung des metallischen Materials aufweist. Der Kokillenkörper ist mit additiver Fertigung hergestellt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Kokille für das Stranggießen von metallischem Material, insbesondere Aluminium beschrieben. Gemäß dem Verfahren wird ein Kokillenkörper mit einem Gießkanal für das metallische Material additiv gefertigt. Der Gießkanal weist ein Durchflussprofil zur Formgebung des metallischen Materials auf.
Der Kokillenkörper kann beispielsweise ebenfalls aus einem metallischen Materialbestandteil bestehen, wie beispielsweise Stahl, Kupfer, Magnesium oder Titan. Ferner können Materialbestandteile aus Graphit eingesetzt werden. Die ausgewählten Materialen sind dabei geeignet, um mittels Additiven Fertigungsverfahren verarbeitet zu werden.
Der Gießkanal bildet den Durchströmungskanal für das metallische Material. In dem Gießkanal kann beispielsweise das flüssige metallische Material erstarren, sodass am Eingang des Gießkanals das flüssige metallische Material eingebracht wird und stromabwärts, an einem Ausgang an einem Endabschnitt des Gießkanals das erstarrte metallische Material, d. h. die Bramme, austritt. Das metallische Material kann beispielsweise durch den Gießkanal gedrückt oder gezogen werden. Im letzteren Fall wird die erstarrte Bramme gefasst und gezogen, sodass somit eine Zugkraft des metallischen Materials durch die Kokille hergestellt wird.
Der Gießkanal weist beispielsweise eine Mittellinie auf, welche sich von einem Eingang des Gießkanals zu einem Auslass des Gießkanals erstreckt. Der Gießkanal kann dabei beispielsweise rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Senkrecht zu der Mittellinie wird die Radialrichtung im weiteren definiert. Der Gießkanal kann geradlinig ausgebildet sein, sodass seine Mittellinie eine Gerade ausbildet. Die Kokille kann derart angeordnet sein, dass das flüssige metallische Material den Gießkanal horizontal durchläuft. Ferner kann der Gießkanal entlang der Strömungsrichtung gebogen ausgebildet sein, sodass die Mittellinie eine Kurvenform aufweist. Beispielsweise kann am Eingang des Gießkanals das flüssige metallische Material entlang einer senkrechten vertikalen Richtung in den Gießkanal eintreten und entlang einer horizontalen Richtung aus dem Ausgang des Gießkanals austreten.
Der Gießkanal weist ein definiertes Durchflussprofil auf. Das Durchflussprofil weist einen Profilquerschnitt auf, durch welchen das metallische Material gedrückt wird. Dadurch gibt der Profilquerschnitt des Durchflussprofils die Form der finalen Bramme vor. In einer beispielhaften Ausführungsform kann das Durchflussprofil bzw. der Profilquerschnitt eine vieleckige Form, beispielsweise eine viereckige, rechteckige, 6-eckige oder 8-eckige Form ausbilden. Ferner kann das Durchflussprofil einen runden Profilquerschnitt aufweisen. Auch komplexe Durchflussprofile mit einer Mischung aus eckigen und runden Profilquerschnitten kann durch die erfindungsgemäße Kokille umgesetzt werden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist der Kokillenkörper monolithisch und einstückig ausgebildet. Dies wird insbesondere mittels der additiven Fertigung ermöglicht, da, beispielsweise im Vergleich zur herkömmlichen Gussherstellung von herkömmlichen Kokillenkörpern, komplexe Formen und beispielsweise innere Kavität hergestellt werden können. Somit ist es nicht länger nötig, beispielsweise innere Kavitäten durch den Einschluss von zwei korrespondierenden Teilen herzustellen. Das Herstellen einer monolithisch und einstückig ausgebildeten Kokille mittels additiver Fertigung führt somit zu einer robusteren und einfacher herzustellenden Kokille mit geringen Herstellkosten.
Die additive Fertigung gemäß der vorliegenden Anmeldung weist beispielsweise ein dreidimensionales Drucken auf, wobei der Kokillenkörper Schicht für Schicht hergestellt wird. Dabei können verschiedene Varianten des dreidimensionalen Druckens eingesetzt werden. In einer ersten Variante des dreidimensionalen Druckens wird ein druckbares Material z.B. in einem Druckkopf eingebracht. Anschließend wird das druckbare Material in dem Druckkopf geschmolzen. Der Druckkopf kann ein aufheizbarer Extruder sein, in welchem das Material zugeführt wird. Innerhalb des Extruders wird das Material geschmolzen, so dass das Material durch den Extruder (zum Beispiel durch eine Extruderdüse) zu einer Trägerschicht transferiert werden kann, auf welcher das geschmolzene Material aufgebracht und/oder eingebracht werden soll. Der Druckkopf und die Trägerschicht können relativ zueinander bewegt werden. Nachdem die eingebrachte/aufgebrachte Schicht des Kokillenkörpers verfestigt (ausgehärtet) ist, wird nachfolgend eine weitere Schicht des Teiles des Kokillenkörpers mittels des Druckkopfes geformt.
Das dreidimensionale Drucken kann ferner in einer weiteren Variante ein Aufbringen eines druckbaren Materiales, insbesondere eines pulverförmigen Materials, auf einer Auflagefläche aufweisen, wobei das Material anschließend thermisch, fotosensitiv oder mittels eines Adhäsivs verfestigt wird. Das Adhäsiv verklebt die einzelnen Partikel des pulverförmigen Materials, sodass eine entsprechende Schicht gebildet wird. Das Adhäsiv kann mittels eines Druckkopfes auf die Pulverschicht aufgebracht werden. Während des 3D Druckens mit Pulver wird die erste (unterste) Schicht mit Hilfe eines fluidischen Adhäsivs auf die Pulverschicht aufgebracht. Der 3D Drucker zeichnet ein 3D Bild auf die erste Schicht des Pulverbettes und klebt die Materialpartikel des Pulvers zusammen. Nach diesem Schritt wird eine weitere dünne Pulverschicht auf die erste Schicht aufgebracht und die 3D Druckprozedur wird zum Erzeugen einer zweiten Schicht wiederholt. Somit wird ein 3D Model des Kokillenkörpers Schicht für Schicht durch das Zusammenkleben von Pulverschichten erzeugt. Der Kokillenkörper wächst in diesem Fall von unten nach oben. Dafür wird das Pulverbett z.B. um die Höhe einer Pulverschicht herabgesenkt. Das Pulver und das Adhäsiv können aus verschiedenen Materialien bestehen.
Anstatt ein Adhäsiv zu verwenden, welches die Materialpartikel miteinander verklebt, können in einer weiteren Variante die einzelnen Schichten geschmolzen werden und zwar mittels einer thermischen Behandlungsvorrichtung, wie einem Laser. Dieses thermische Behandlungsverfahren wird selektives Lasersintern (SLS) oder selektives Laserschmelzen (SLM) genannt. Durch das thermische Behandeln der Materialien können Metalle, Keramiken oder Sand verwendet werden. Wenn SLS oder SLM als Herstellungsverfahren verwendet wird, wird das Ausbilden der Schicht von dem Pulvermaterial mittels eines Lasers durchgeführt, wobei der Laser das Pulvermaterial schmilzt oder sintert, um zumindest eine Schicht des Kokillenkörpers zu bilden.
Ferner kann das druckbare Material zum Bilden des Kokillenkörpers mittels additiver Fertigung mittels eines steuerbaren Elektronenstrahles geschmolzen werden, was als sogenanntes Elektronenstrahlschmelzen (EBM) bezeichnet wird. Dieser Herstellungsprozess erlaubt die Verwendung von Materialen mit einem höheren Schmelzpunkt, wie zum Schmelzen von Titanmaterialien.
Beispielsweise wird das druckbare Material mittels einer Materialzuführdüse aufgebracht. Das druckbare Material, z.B. Pulver, wird mittels der Materialzuführdüse bereitgestellt, so dass das aufzubringende druckbare Material aus der Materialzuführdüse heraus gesprüht wird. Mittels der Materialzuführdüse kann eine präzise Materialmenge bereitgestellt werden. sodass nur der zu druckende Teil des Komponententrägers mit einer (neuen) Schicht druckbaren Materials bedeckt werden muss, um den Kokillenköper zu bilden.
Die Materialzuführdüse zum Formen einer weiteren Schicht von dem Kokillenkörper ist beispielsweise bewegbar. In Abhängigkeit von der Bewegung der Materialzuführdüse kann die Dicke und der Ort der zu bildenden Schicht eingestellt werden. Dieser Schritt kann solange wiederholt werden, bis eine finale Dicke der Schicht erhalten wird. Somit wird der Kokillenkörper Schicht für Schicht mittels Aufsprühens von druckbarem Material ausgebildet.
Gemäß einer Variante wird eine Schicht des Kokillenkörpers in einem Materialbett aus z.B. flüssigem oder pulverförmigem Material platziert. Eine Schicht des Kokillenkörpers wird zwischen der Oberfläche des Materialbetts und einem Untergrund verfestigt. Die Verfestigung bzw. Konsolidierung kann mittels einer Behandlungsvorrichtung durchgeführt werden, welche zum Anwenden von thermischer Energie auf die Oberfläche des Materialbettes und/oder zum Abstrahlen einer vordefinierten Wellenlänge des Lichtes zur Photopolymerisation der Oberfläche des Materialbettes ausgebildet sein kann. Ein flüssiges Fluidmaterial ist beispielsweise ein photosensitives Material, insbesondere ein Fluidmaterial, welches photosensitiv aushärtbar unter ultraviolettem Licht des Lasers ist. Als ein weiterer Herstellungsprozess, welcher Fluidmaterialen verwendet, kann sogenanntes Multi-Jet Modelling, Poly-Jet Modelling angewandt werden. Bei diesen Verfahren wird das Fluidmaterial direkt beim Aufbringen mittels einer Lichtquelle verfestigt.
Erfindungsgemäß weist der Kokillenkörper einen Abschnitt auf, welcher den Gießkanal (zumindest teilweise) umgibt, wobei in dem Abschnitt eine, den Gießkanal zumindest teilweise umgebende Kavität zur Aufnahme eines Fluids ausgebildet ist. Die Kavität erstreckt sich insbesondere in Umfangsrichtung um die Mittellinie des Gießkanals. Mittels herkömmlichen Herstellverfahren, beispielsweise mittels Gießens, kann eine geschlossene Kavität in dem Kokillenkörper nur dann bereitgestellt werden, wenn der Kokillenkörper mehrteilig ausgebildet ist. Mittels den oben beschriebenen additiven Fertigungsverfahren kann die Kokille einteilig und monolithisch ausgebildet werden und dennoch eine geschlossene Kavität im Inneren aufweisen, ohne dass die Kavität (außer gezielten Zu- und Abführkanälen) eine Fluidverbindung zu einer Umgebung aufweist.
Das Fluid ist eine gemeinsame Bezeichnung für Gase und Flüssigkeiten oder Mischungen daraus. Das Fluid kann beispielsweise ein Temperierfluid, insbesondere ein Kühlfluid darstellen. Mittels des Kühlfluids kann der Abschnitt des Kokillenkörpers, welcher die Kavität umfasst, gekühlt werden. Das Temperierfluid kann flüssig oder gasförmig vorliegen oder aus einer Mischung aus gasförmigen und flüssigen Bestandteilen bestehen. Ferner kann das Fluid ein Schmiermittel darstellen. Das Schmiermittel kann an einer inneren Oberfläche des Kokillenkörpers, welche den Gießkanal umgibt, aufgetragen werden. Mittels einer geschmierten Oberfläche wird ein Anhaften der Schlacke bzw. des zumindest teilweise ausgehärteten metallischen Materials reduziert werden.
Erfindungsgemäß weist der Kokillenkörper einen Fluidkanal auf, welcher die umlaufende Kavität mit einer Umgebung des Kokillenkörpers verbindet. Ferner kann der Kokillenkörper einen Fluidkanal aufweisen, um ein Fluid in die Kavität einzubringen oder aus dieser gezielt an die Umgebung abzugeben. Der Fluidkanal kann dabei während des additiven Fertigungsverfahrens hergestellt werden oder nachträglich, beispielsweise mittels Bohrens. Insbesondere wenn der Fluidkanal während des additiven Fertigungsverfahrens des Kokillenkörpers hergestellt wird, sind komplexe Formgebungen und Formverläufe des Fluidkanals herstellbar, ohne dass der Kokillenkörper in mehrere miteinander montierte Teilabschnitte geteilt werden muss.
Erfindungsgemäß weist der Kokillenkörper einen Endabschnitt auf, an welchem der Gießkanal einen Auslass für das metallische Material ausbildet, wobei ein Fluidauslass des Fluidkanals in dem Endabschnitt ausgebildet ist.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist der Fluidauslass des Fluidkanals derart ausgebildet, dass ein Fluid, insbesondere ein Kühlmittel, im Wesentlichen axial mit einer radialen Komponente in Richtung des Auslasses des Gießkanals strömbar ist. Somit kann das Fluid im Bereich des Fluidauslasses des Fluidkanals auf das metallisches Material aufgebracht werden, um dieses weiter abzukühlen. Der Fluidkanal kann ferner auch einen Auslass an einer inneren Oberfläche des Kokillenkörpers ausbilden, sodass das Fluid, wie beispielsweise ein Kühlmittel oder ein Schmiermittel, entlang der inneren Oberfläche, welche den Gießkanal umgibt, verteilt wird.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist der Kokillenkörper einen weiteren Fluidkanal auf, welcher den Gießkanal zumindest teilweise umgibt. Der weitere Fluidkanal ist ausgebildet, dass ein weiteres Fluid, insbesondere ein Schmiermittel, aus dem Schmierkanal in den Gießkanal einbringbar ist. Das weitere Fluid kann flüssig oder gasförmig vorliegen oder aus einer Mischung aus gasförmigen und flüssigen Bestandteilen bestehen.
Bei der Herstellung des insbesondere einstückigen und monolithischen Kokillenkörpers mittels additiver Fertigung, können eine Vielzahl komplexer Fluidkanäle ausgebildet werden, welche gemeinsam an ein und dieselbe Kavität oder Reservoir gekoppelt sind und an verschiedenen Stellen des Kokillenkörpers einen Fluidauslass aufweisen können. Ferner kann der Fluidkanal und der weitere Fluidkanal an unterschiedliche Fluidquellen gekoppelt sein, sodass beispielsweise in dem Fluidkanal ein Kühlmittel und in dem weiteren Fluidkanal ein Schmiermittel an eine gewünschte Stelle in dem Kokillenkörper befördert werden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist der weitere Fluidkanal eine Öffnung an einer radial inneren Oberfläche des Kokillenkörpers auf. Der Fluidkanal kann ferner auch einen Auslass an einer inneren Oberfläche des Kokillenkörpers ausbilden, sodass das Fluid, wie beispielsweise ein Kühlmittel oder ein Schmiermittel, entlang der inneren Oberfläche, welche den Gießkanal umgibt, verteilt wird.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist die Öffnung des weiteren Fluidkanals umlaufend an der inneren Oberfläche ausgebildet ist. Die Öffnung bildet sozusagen eine umlaufende Nut aus, sodass das beförderte Fluid in Umfangsrichtung um die innere Oberfläche des Kokillenkörpers im Gießkanal verteilt wird.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist der Kokillenkörper einen fluiddurchlässigen Abschnitt auf, welcher zwischen einem radial von dem Gießkanal beabstandeten Reservoir bzw. Kavität des Kokillenkörpers und dem Gießkanal ausgebildet ist, wobei der fluiddurchlässige Abschnitt derart ausgebildet ist, dass ein Fluid zwischen dem Reservoir und dem Gießkanal strömbar ist. Der fluiddurchlässige Abschnitt kann beispielsweise aus einem verzweigten Netz von Fluidkanälen bestehen.
Der fluiddurchlässige Abschnitt kann sich dabei teilumfänglich oder vollumfänglich um den Gießkanal erstrecken. Ferner kann der fluiddurchlässige Abschnitt über die gesamte Länge des Kokillenkörpers relativ zu Mittellinie des Gießkanals erstrecken oder nur bereichsweise.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist der fluiddurchlässige Abschnitt eine gitterartige oder offenporige Struktur auf, durch welche ein Fluid mit einem vorbestimmten Volumenstrom von dem Reservoir in den Gießkanal einströmbar ist. Die gitterartige bzw. offenporige Struktur weist entsprechende Lochmuster auf, durch welche ein Fluid in einer gewünschten Menge bei einem gewünschten Druck durchströmen kann. Bei einer gitterartigen Struktur werden beispielsweise eine Vielzahl von beanstandeten Wänden additiv gefertigt, wobei zwischen den Wänden eine Vielzahl von Fluidkanälen gebildet werden. Durch eine solche gitterartige Struktur wird ein vordefinierter Strömungswiderstand zur Steuerung einer bestimmten Strömungsmenge des Fluids in den Gießkanal definiert. Durch die gitterartige oder offenporige Struktur kann das Fluid als Flüssigkeit, Gas oder als Mischung aus beiden gezielt verteilt werden.
Bei einer offenporigen Struktur als fluiddurchlässigen Abschnitt wird eine Vielzahl von Poren gebildet, welche miteinander gekoppelt sind und offenporig, d.h. zu einem Fluidaustausch miteinander, ausgebildet sind. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist der porige Abschnitt Poren mit einem Porendurchmesser von ungefähr kleiner als 1,5 mm, insbesondere ungefähr kleiner als 1 mm auf.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist der fluiddurchlässige Abschnitt einen ersten Teilabschnitt und einen zweiten Teilabschnitt auf. Der erste Teilabschnitt und der zweite Teilabschnitt weisen zueinander unterschiedliche Porendichten, Porengrößen und/oder Porenanzahlen auf, um unterschiedliche Volumenströme des Fluids in den ersten Teilabschnitt und dem zweiten Teilabschnitt zu ermöglichen. Beispielsweise können sich der erste Teilabschnitt und der zweite Teilabschnitt in Umfangsrichtung in dem Kokillenkörper ausbilden. Zunächst kann sich ein Fluid beispielsweise in dem ersten Teilabschnitt verteilen bis sich ein bestimmter Strömungsdruck in dem ersten Teilabschnitt einstellt. Ab einem gewissen Strömungsdruck fließt das Fluid anschließend in den zweiten Teilabschnitt und verteilt sich dort gleichmäßig bevor dieses an der inneren Oberfläche des Kokillenkörpers austritt und in den Gießkanal eingebracht werden kann.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform sind der erste Teilabschnitt und der zweite Teilabschnitt nacheinander, insbesondere in Radialrichtung bezüglich des Gießkanals, angeordnet. Somit sind beispielsweise die Porendichten in radialer Richtung unterschiedlich ausgebildet, um ein gewünschtes Strömungsprofil für das Fluid zu definieren.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die Kokille einen Einströmkörper mit einem weiteren Gießkanal für das metallische Material auf, wobei der Einströmkörper an dem Kokillenkörper derart angeordnet ist, dass der weitere Gießkanal und der Gießkanal derart gekoppelt sind, dass das metallische Material von dem weiteren Gießkanal in den Gießkanal strömbar ist. Der weitere Gießkanal weist insbesondere einen kleineren Strömungsquerschnitt auf wie der Gießkanal.
Der Einströmkörper ist insbesondere derart ausgebildet, dass das flüssige metallische Material von außen zuführbar ist und an den Kokillenkörper weitergeleitet wird. Der Einströmkörper kann entsprechend beispielsweise eine Verbindungssektion, wie beispielsweise einen Verbindungsflansch, aufweisen, um an eine Zuführleitung für das metallische Material gekoppelt zu werden. Der Gießkanal des Kokillenkörpers und der weitere Gießkanal des Einströmkörpers sind beispielsweise koaxial angeordnet. Insbesondere kann der Strömungsquerschnitt des weiteren Gießkanals kleiner ausgebildet sein als der Strömungsquerschnitt des Gießkanals des Kokillenkörpers. An einem Übergang zwischen dem weiteren Gießkanal und dem Gießkanal entsteht somit Kante und eine Aufweitung des Strömungsvolumens. Das in den Gießkanal eintretende flüssige metallische Material verteilt sich nach Austritt aus dem weiteren Gießkanal an die innere Oberfläche des Kokillenkörpers im Gießkanal. Der Einströmkörper wirkt somit als Düse (auch als Düsenplatte bzw. Hot-Top Plate bezeichnet).
Der Einströmkörper kann austauschbar mit dem Kokillenkörper befestigt sein. So kann beispielsweise ein Einströmkörper bei Defekt in einfacher Art und Weise ersetzt werden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform sind der Kokillenkörper und der Einströmkörper einstückig, insbesondere monolithisch, ausgebildet. Der Einströmkörper kann beispielsweise mit einer unterschiedlichen Fertigung in Bezug auf den Kokillenkörper hergestellt werden. Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist der Einströmkörper mittels additiver Fertigung hergestellt. Durch die Ausbildung des Einströmkörpers integral einstückig mit dem Kokillenkörper werden Trennflächen und entsprechende Schnittstellen zwischen dem Kokillenkörper und dem Einströmkörper vermieden. Damit wird das Risiko von Undichtigkeiten und entsprechenden Verlusten reduziert.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens wird entsprechend der Einströmkörper mit dem weiteren Gießkanal für das metallische Material additiv gefertigt. Der Einströmkörper wird an dem Kokillenkörper derart ausgebildet, dass der weitere Gießkanal und der Gießkanal derart gekoppelt sind, dass das metallische Material von dem weiteren Gießkanal in den Gießkanal strömbar ist, wobei der weitere Gießkanal einen kleineren Strömungsquerschnitt aufweist wie der Gießkanal.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform sind der Kokillenkörper und der Einströmkörper aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet. Der Einströmkörper kann beispielsweise aus einem Material mit einem höheren Schmelzpunkt als das Material des Kokillenkörpers hergestellt werden. So kann der Einströmkörper eine höhere Temperatur des metallischen Materials aushalten als der Kokillenkörper. Bei Eintritt in den Gießkanal des Kokillenkörpers wird das metallische Material stromabwärts etwas abgekühlt, sodass der gegebenenfalls gekühlte Kokillenkörper diesen Temperaturen besser standhalten kann. Der Einströmkörper kann beispielsweise aus einem keramischen Material und der Kokillenkörper aus einem metallischen Material bestehen.
Mittels additiven Fertigungsverfahren ist es möglich, den Kokillenkörper und den Einströmkörper Schicht für Schicht auszubilden, wobei im Übergang von dem Kokillenkörper zu dem Einströmkörper ein unterschiedliches Material eingesetzt wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen. So ist es möglich, die Merkmale einzelner Ausführungsformen in geeigneter Weise miteinander zu kombinieren, so dass für den Fachmann mit den hier expliziten Ausführungsvarianten eine Vielzahl von verschiedenen Ausführungsformen als offensichtlich offenbart anzusehen sind. Insbesondere sind einige Ausführungsformen der Erfindung mit Vorrichtungsansprüchen und andere Ausführungsformen der Erfindung mit Verfahrensansprüchen beschrieben. Dem Fachmann wird jedoch bei der Lektüre dieser Anmeldung sofort klar werden, dass, sofern nicht explizit anders angegeben, zusätzlich zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ von Erfindungsgegenstand gehören, auch eine beliebige Kombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen Typen von Erfindungsgegenständen gehören.
Figurenliste
Im Folgenden werden zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Kokille für das Stranggießen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Kokille für das Stranggießen, wobei die Kokille offenporige Bereiche aufweist gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung von exemplarischen Ausführungsformen
Gleiche oder ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Figuren sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch.
1 zeigt eine Kokille 100 für das Stranggießen von metallischem Material 150, insbesondere Aluminium. Die Kokille 100 weist einen Kokillenkörper 101 mit einem Gießkanal 102 für das metallische Material 150 auf, wobei der Gießkanal 102 ein Durchflussprofil zur Formgebung des metallischen Materials 150 aufweist. Der Kokillenkörper 101 ist mit additiver Fertigung hergestellt.
Der Gießkanal 102 bildet den Durchströmungskanal für das metallische Material. In dem Gießkanal 102 kann beispielsweise das flüssige metallische Material erstarren, sodass am Eingang des Gießkanals das flüssige metallische Material (d.h. die Schmelze 151) eingebracht wird und stromabwärts, an einem Auslass 106 an einem Endabschnitt 105 des Gießkanals 102 das erstarrte metallische Material 153, d. h. die Bramme, austritt. In dem Übergangsbereich 152 zwischen der Schmelze 151 und der Bramme 153 liegt das metallische Material in einer Übergangsphase zwischen dem flüssigen und dem festen Aggregatzustand vor. Das metallische Material kann beispielsweise durch den Gießkanal 102 gedrückt oder gezogen werden.
Der Gießkanal 102 weist beispielsweise eine Mittellinie 141 auf, welche sich von einem Eingang des Gießkanals 102 zu einem Auslass 106 des Gießkanals erstreckt. Der Gießkanal 102 kann dabei beispielsweise rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Senkrecht zu der Mittellinie 141 wird die Radialrichtung 142 im weiteren definiert. Der Gießkanal 102 ist in dem gezeigten Beispiel geradlinig ausgebildet, sodass seine Mittellinie 141 eine Gerade ausbildet.
Der Gießkanal 102 weist ein definiertes Durchflussprofil auf. Das Durchflussprofil weist einen Profilquerschnitt auf, durch welchen das metallische Material gedrückt bzw. gezogen wird. Dadurch gibt der Profilquerschnitt des Durchflussprofils die Form der finalen Bramme 153 vor.
Der Kokillenkörper 101 ist monolithisch und einstückig ausgebildet. Dies wird insbesondere mittels der additiven Fertigung ermöglicht, da komplexe Formen und beispielsweise eine innere Kavität 103 hergestellt werden können.
Der Kokillenkörper 101 weist einen Abschnitt auf, welcher den Gießkanal (zumindest teilweise) umgibt, wobei in dem Abschnitt eine, den Gießkanal zumindest teilweise umgebende Kavität 103 zur Aufnahme eines Fluids ausgebildet ist. Die Kavität 103 erstreckt sich insbesondere in Umfangsrichtung um die Mittellinie 141 des Gießkanals 102. Mittels den oben beschriebenen additiven Fertigungsverfahren kann die Kokille 100 einteilig und monolithisch ausgebildet werden und dennoch eine geschlossene Kavität 103 im Inneren aufweisen, ohne dass die Kavität 103 (außer gezielten Zu- und Abführkanälen 104) eine Fluidverbindung zu einer Umgebung aufweist.
Der Kokillenkörper 101 weist einen Fluidkanal 104 auf, welcher die umlaufende Kavität 103 mit einer Umgebung des Kokillenkörpers 101 verbindet. Ferner kann der Kokillenkörper 101 einen Fluidkanal aufweisen, um ein Fluid in die Kavität 103 einzubringen oder aus dieser gezielt an die Umgebung abzugeben.
Der Kokillenkörper 101 weist einen Endabschnitt 105 auf, an welchem der Gießkanal 102 einen Auslass für das metallische Material ausbildet, wobei ein Fluidauslass 107 des Fluidkanals 104 in dem Endabschnitt 105 ausgebildet ist. Der Fluidauslass 107 des Fluidkanals 104 ist derart ausgebildet, dass ein Fluid, insbesondere ein Kühlmittel, im Wesentlichen radial in Radialrichtung 142 des Auslasses 106 des Gießkanals 102 strömbar ist. Somit kann das Fluid im Bereich des Fluidauslasses 107 des Fluidkanals 104 auf das metallische Material 153 aufgebracht werden, um dieses weiter abzukühlen.
Das Fluid kann beispielsweise ein Temperierfluid, insbesondere ein Kühlfluid, darstellen. Mittels des Kühlfluids kann der Abschnitt des Kokillenkörpers 101, welcher die Kavität 103 umfasst, gekühlt werden.
Der Kokillenkörper 101 weist ferner einen weiteren Fluidkanal 108 auf, welcher den Gießkanal 102 zumindest teilweise umgibt. Der weitere Fluidkanal 108 ist ausgebildet, dass ein weiteres Fluid, insbesondere ein Schmiermittel, aus dem Schmierkanal bzw. weiteren Fluidkanal 108 in den Gießkanal 102 einbringbar ist.
Der weitere Fluidkanal 108 weist eine Öffnung 110 an einer radial inneren Oberfläche 109 des Kokillenkörpers 101 auf, sodass das Fluid, wie beispielsweise ein Kühlmittel oder ein Schmiermittel, entlang der inneren Oberfläche 109, welche den Gießkanal 102 umgibt, verteilt wird. Das Fluid kann flüssig, gasförmig vorliegen oder aus einer Mischung aus gasförmigen oder flüssigen Bestandteilen bestehen. Mittels einer geschmierten Oberfläche wird ein Anhaften der Schlacke bzw. des zumindest teilweise ausgehärteten metallischen Materials 150 reduziert.
Bei der Herstellung des insbesondere einstückigen und monolithischen Kokillenkörpers 101 mittels additiver Fertigung können eine Vielzahl komplexer Fluidkanäle 104, 108 ausgebildet werden, welche gemeinsam an ein und dieselbe Kavität 103 gekoppelt sind und an verschiedenen Stellen des Kokillenkörpers 101 einen Fluidauslass 107 aufweisen können. Ferner kann der Fluidkanal 104 und der weitere Fluidkanal 108 an unterschiedliche Fluidquellen gekoppelt sein, sodass beispielsweise in dem Fluidkanal 104 ein Kühlmittel und in dem weiteren Fluidkanal 108 ein Schmiermittel an eine gewünschte Stelle in dem Kokillenkörper 101 befördert werden. Das Fluid und/oder das weitere Fluid kann flüssig oder gasförmig vorliegen oder aus einer Mischung aus gasförmigen und flüssigen Bestandteilen bestehen.
Die Kokille 100 weist ferner einen Einströmkörper 111 mit einem weiteren Gießkanal 112 für das metallische Material auf, wobei der Einströmkörper 111 an dem Kokillenkörper 101 derart angeordnet ist, dass der weitere Gießkanal 112 und der Gießkanal 102 derart gekoppelt sind, dass das metallische Material von dem weiteren Gießkanal 112 in den Gießkanal 102 strömbar ist. Der weitere Gießkanal 112 weist insbesondere einen kleineren Strömungsquerschnitt auf wie der Gießkanal 102.
Der Einströmkörper 111 ist insbesondere derart ausgebildet, dass das flüssige metallische Material von außen zu führbar ist und an den Kokillenkörper 101 weitergeleitet wird. Der Einströmkörper 111 kann entsprechend beispielsweise eine Verbindungssektion, wie beispielsweise einen Verbindungsflansch, aufweisen, um an eine Zuführleitung für das metallische Material gekoppelt zu werden. Der Gießkanal 102 des Kokillenkörpers und der weitere Gießkanal 112 des Einströmkörpers 111 sind koaxial angeordnet und weisen dieselbe Mittellinie 141 auf. Insbesondere ist der Strömungsquerschnitt des weiteren Gießkanals 112 kleiner ausgebildet sein als der Strömungsquerschnitt des Gießkanals 102 des Kokillenkörpers 101. An einem Übergang zwischen dem weiteren Gießkanal 112 und dem Gießkanal 102 entsteht somit eine Aufweitung des Strömungsvolumens. Das in den Gießkanal 102 eintretende flüssige metallische Material verteilt sich nach Austritt aus dem weiteren Gießkanal 112 an die innere Oberfläche 109 des Kokillenkörpers 101 im Gießkanal 102.
2 zeigt eine Kokille 100 für das Stranggießen, wobei die Kokille 100 offenporige Bereiche aufweist. Der Kokillenkörper 101 weist einen fluiddurchlässigen Abschnitt 201 auf, welcher zwischen einem radial von dem Gießkanal 102 beabstandeten Reservoir bzw. Kavität 202 des Kokillenkörpers 101 und dem Gießkanal 102 ausgebildet ist, wobei der fluiddurchlässige Abschnitt 201 derart ausgebildet ist, dass ein Fluid zwischen dem Reservoir 202 und dem Gießkanal 102 strömbar ist. Das Fluid kann flüssig oder gasförmig vorliegen oder aus einer Mischung aus gasförmigen und flüssigen Bestandteilen bestehen.
Der fluiddurchlässige Abschnitt 201 kann sich dabei teilumfänglich oder vollumfänglich um den Gießkanal 102 erstrecken. Ferner kann sich der fluiddurchlässige Abschnitt 201 über die gesamte Länge des Kokillenkörpers 101 relativ zu Mittellinie 141 des Gießkanals 102 erstrecken oder nur bereichsweise.
Der fluiddurchlässige Abschnitt 201 weist eine gitterartige oder offenporige Struktur auf, durch welche ein Fluid mit einem vorbestimmten Volumenstrom von dem Reservoir 202 in den Gießkanal 102 einströmbar ist. Die gitterartige bzw. offenporige Struktur weist entsprechende Lochmuster auf, durch welche ein Fluid in einer gewünschten Menge bei einem gewünschten Druck durchströmen kann.
Der fluiddurchlässige Abschnitt 201 weist einen ersten Teilabschnitt 203 und einen zweiten Teilabschnitt 204 auf. Der erste Teilabschnitt 203 und der zweite Teilabschnitt 204 weisen zueinander unterschiedliche Porendichten, Porengröße und/oder Porenanzahlen auf, um unterschiedliche Volumenströme des Fluids in den ersten Teilabschnitt 203 und dem zweiten Teilabschnitt 204 zu ermöglichen. Beispielsweise können sich der erste Teilabschnitt 203 und der zweite Teilabschnitt 204 in Umfangsrichtung in dem Kokillenkörper 101 ausbilden. Zunächst kann sich ein Fluid beispielsweise in dem ersten Teilabschnitt 203 verteilen bis sich ein bestimmter Strömungsdruck in dem ersten Teilabschnitt 203 einstellt. Ab einem gewissen Strömungsdruck fließt das Fluid anschließend in den zweiten Teilabschnitt 204 und verteilt sich dort gleichmäßig bevor dieses an der inneren Oberfläche 109 des Kokillenkörpers 101 austritt und in den Gießkanal 102 eingebracht werden kann.
Der erste Teilabschnitt 203 und der zweite Teilabschnitt 204 sind nacheinander, insbesondere in Radialrichtung 142 bezüglich des Gießkanals 102, angeordnet. Somit sind beispielsweise die Porendichten in radialer Richtung unterschiedlich ausgebildet, um ein gewünschtes Strömungsprofil für das Fluid zu definieren.
Der Kokillenkörper 101 und der Einströmkörper 111 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einstückig, insbesondere monolithisch, ausgebildet. Der Einströmkörper 111 ist mittels additiver Fertigung hergestellt.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
Bezugszeichenliste

100: Kokille
101: Kokillenkörper
102: Gießkanal
103: Kavität
104: Fluidkanal
105: Endabschnitt
106: Auslass
107: Fluidauslass
108: weiterer Fluidkanal
109: innere Oberfläche
110: Öffnung
111: Einströmkörper
112: weiterer Gießkanal
141: Mittellinie des Gießkanals
142: Radialrichtung
150: metallisches Material
151: Schmelze
152: Übergangsbereich
153: Bramme
201: fluiddurchlässiger Abschnitt
202: Reservoir
203: erster Teilabschnitt
204: zweiter Teilabschnitt

Claims

Kokille (100) für das Stranggießen von metallischem Material (150), insbesondere Aluminium, die Kokille (100) aufweisend einen Kokillenkörper (101) mit einem Gießkanal (102) für das metallische Material (150), wobei der Gießkanal (102) ein Durchflussprofil zur Formgebung des metallischen Materials (150) aufweist, wobei der Kokillenkörper (101) mit additiver Fertigung hergestellt ist, wobei der Kokillenkörper (101) einen Abschnitt aufweist, welcher den Gießkanal (102) umgibt, wobei in dem Abschnitt eine, den Gießkanal (102) zumindest teilweise umgebende Kavität (103) zur Aufnahme eines Fluids ausgebildet ist, wobei der Kokillenkörper (101) einen Fluidkanal (104) aufweist, welcher die umlaufende Kavität (103) mit einer Umgebung des Kokillenkörpers (101) verbindet, wobei der Kokillenkörper (101) einen Endabschnitt (105) aufweist, an welchem der Gießkanal (102) einen Auslass (106) für das metallische Material (150) ausbildet, und wobei ein Fluidauslass (107) des Fluidkanals (104) in dem Endabschnitt (105) ausgebildet ist.
Kokille (100) gemäß Anspruch 1, wobei der Kokillenkörper (101) monolithisch und einstückig ausgebildet ist.
Kokille (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Durchflussprofil einen vieleckigen oder runden Profilquerschnitt aufweist.
Kokille (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Fluidauslass (107) des Fluidkanals (104) derart ausgebildet ist, dass ein Fluid, insbesondere ein Kühlmittel, im Wesentlichen radial in Richtung des Auslasses des Gießkanals (102) strömbar ist.
Kokille (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Kokillenkörper (101) einen weiteren Fluidkanal (108) aufweist, welcher den Gießkanal (102) zumindest teilweise umgibt, wobei der weitere Fluidkanal (108) ausgebildet ist, dass ein weiteres Fluid, insbesondere ein Schmiermittel, aus dem Schmierkanal in den Gießkanal (102) einbringbar ist.
Kokille (100) nach Anspruch 5, wobei der weitere Fluidkanal (108) eine Öffnung (110) an einer radial inneren Oberfläche (109) des Kokillenkörpers (101) aufweist.
Kokille (100) nach Anspruch 6, wobei die Öffnung (110) des weiteren Fluidkanals umlaufend an der inneren Oberfläche (109) ausgebildet ist.
Kokille (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Kokillenkörper (101) einen fluiddurchlässigen Abschnitt (201) aufweist, welcher zwischen einem radial von dem Gießkanal (102) beabstandeten Reservoir (202) des Kokillenkörpers (101) und dem Gießkanal (102) ausgebildet ist, wobei der fluiddurchlässige Abschnitt (201) derart ausgebildet ist, dass ein Fluid zwischen dem Reservoir (202) und dem Gießkanal (102) strömbar ist.
Kokille (100) nach Anspruch 8, wobei der fluiddurchlässige Abschnitt (201) eine gitterartige oder offenporige Struktur aufweist, durch welche ein Fluid mit einem vorbestimmten Volumenstrom von dem Reservoir (202) in den Gießkanal (102) einströmbar ist.
Kokille (100) nach Anspruch 9, wobei der fluiddurchlässige Abschnitt (201) einen ersten Teilabschnitt (203) und einen zweiten Teilabschnitt (204) aufweist, wobei der erste Teilabschnitt (203) und der zweite Teilabschnitt (204) zueinander unterschiedliche Porendichten, Porengrößen und/oder Porenanzahlen aufweisen.
Kokille (100) nach Anspruch 10, wobei der erste Teilabschnitt (203) und der zweite Teilabschnitt (204) nacheinander, insbesondere in Radialrichtung bezüglich des Gießkanals (102), angeordnet sind.
Kokille (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der porige Abschnitt (201) Poren mit einem Porendurchmesser von kleiner als 1,5 mm, insbesondere kleiner als 1 mm aufweist.
Kokille (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner aufweisend einen Einströmkörper (111) mit einem weiteren Gießkanal (112) für das metallische Material (150), wobei der Einströmkörper (111) an dem Kokillenkörper (101) derart angeordnet ist, dass der weitere Gießkanal (112) und der Gießkanal (102) derart gekoppelt sind, dass das metallische Material (150) von dem weiteren Gießkanal (112) in den Gießkanal (102) strömbar ist, wobei der weitere Gießkanal (112) einen kleineren Strömungsquerschnitt aufweist wie der Gießkanal (102).
Kokille (100) nach Anspruch 13, wobei der Kokillenkörper (101) und der Einströmkörper (111) einstückig, insbesondere monolithisch, ausgebildet sind.
Kokille (100) nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Kokillenkörper (101) und der Einströmkörper (111) aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet sind.
Kokille (100) gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15. wobei der Einströmkörper (111) mittels additiver Fertigung hergestellt ist.
Verfahren zum Herstellen einer Kokille (100) für das Stranggießen von metallischem Material (150), insbesondere Aluminium, das Verfahren aufweisend additives Fertigen eines Kokillenkörpers (101) mit einem Gießkanal (102) für das metallische Material (150), wobei der Gießkanal (102) ein Durchflussprofil zur Formgebung des metallischen Materials (150) aufweist, wobei der Kokillenkörper (101) einen Abschnitt aufweist, welcher den Gießkanal (102) umgibt, wobei in dem Abschnitt eine, den Gießkanal (102) zumindest teilweise umgebende Kavität (103) zur Aufnahme eines Fluids ausgebildet ist, wobei der Kokillenkörper (101) einen Fluidkanal (104) aufweist, welcher die umlaufende Kavität (103) mit einer Umgebung des Kokillenkörpers (101) verbindet, wobei der Kokillenkörper (101) einen Endabschnitt (105) aufweist, an welchem der Gießkanal (102) einen Auslass (106) für das metallische Material (150) ausbildet, und wobei ein Fluidauslass (107) des Fluidkanals (104) in dem Endabschnitt (105) ausgebildet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 17, ferner aufweisend additives Fertigen eines Einströmkörpers (111) mit einem weiteren Gießkanal (112) für das metallische Material (150), wobei der Einströmkörper (111) an dem Kokillenkörper (101) derart ausgebildet wird, dass der weitere Gießkanal (112) und der Gießkanal (102) derart gekoppelt sind, dass das metallische Material (150) von dem weiteren Gießkanal (112) in den Gießkanal (102) strömbar ist, wobei der weitere Gießkanal (112) einen kleineren Strömungsquerschnitt aufweist wie der Gießkanal (102).