DE102018114700B3

DE102018114700B3 - Use of a method for producing a tool for aluminum sheet forming

Info

Publication number: DE102018114700B3
Application number: DE102018114700.7A
Authority: DE
Inventors: Christoph Althausse
Original assignee: Roemheld & Moelle Eisengiesserei GmbH; Romheld & Moelle Eisengiesserei GmbH
Current assignee: Roemheld & Moelle Eisengiesserei GmbH; Romheld & Moelle Eisengiesserei GmbH
Priority date: 2018-06-19
Filing date: 2018-06-19
Publication date: 2019-10-24
Anticipated expiration: 2038-06-20

Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Verfahrens zur Herstellung eines Werkzeugs für die Aluminiumblech-Umformung. In einem Schritt (S1) des Verfahrens erfolgt ein Bereitstellen einer Modellform (30) mit einer Kontur (32) für ein zu gießendes Bauteil. In einem weiteren Schritt (S2) erfolgt ein Bereitstellen einer aushärtbaren Formmasse (10), die ein Bindersystem (12) und Metallkugeln (14) aufweist, wobei die Metallkugeln (14) in dem Bindersystem (12) eingebettet sind. Die Formmasse (10) wird in einem ersten Zustand (11) bereitgestellt, und ist von dem ersten Zustand (11) in einen zweiten Zustand (21) überführbar, um eine Kontur (22) für eine Gussform (23) zu bilden. Die Formmasse (10) ist in dem ersten Zustand (11) an eine Kontur (32) der Modellform (30) anpassbar und im zweiten Zustand (21) ausgehärtet. In einem weiteren Schritt (S3) erfolgt ein Auftragen der Formmasse (10) auf die bereitgestellte Modellform (30) in dem ersten Zustand (11), wobei die Formmasse (10) an die Kontur (32) der Modellform (30) angepasst wird. In einem weiteren Schritt (S4) erfolgt ein Aushärten der auf der Modellform (30) aufgetragenen Formmasse (10), um somit eine die Formmasse (10) aufweisende Gussform (23) mit einer geometrischen Form zu bilden, die zumindest teilweise einem Abdruck der Modellform (30) entspricht. In noch einem weiteren Schritt (S5) erfolgt ein Bereitstellen der Gussform (23) zur Herstellung eines metallischen Gussteils.

The invention relates to the use of a method for producing a tool for aluminum sheet forming. In a step (S1) of the method, provision is made of a model mold (30) having a contour (32) for a component to be cast. In a further step (S2), a curable molding compound (10) is provided which has a binder system (12) and metal balls (14), the metal balls (14) being embedded in the binder system (12). The molding compound (10) is provided in a first state (11), and is convertible from the first state (11) to a second state (21) to form a contour (22) for a casting mold (23). The molding compound (10) is adaptable to a contour (32) of the model mold (30) in the first state (11) and cured in the second state (21). In a further step (S3), the molding compound (10) is applied to the provided model mold (30) in the first state (11), wherein the molding compound (10) is adapted to the contour (32) of the model mold (30). In a further step (S4), the molding compound (10) applied to the model mold (30) is cured so as to form a casting mold (23) having a geometric shape which at least partially reflects an impression of the model mold (30). In a further step (S5), the casting mold (23) is provided for producing a metallic casting.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft das Herstellen von Gussteilen durch Gießen von Schmelzen in eine Gussform. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Verwendung eines Verfahrens zur Herstellung eines Werkzeugs für die Aluminiumblech-Umformung.The present invention relates to the production of castings by casting melts in a mold. In particular, the invention relates to a use of a method for producing a tool for aluminum sheet forming.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Bei der Herstellung von Gussteilen, beispielsweise aus metallischen Schmelzen, ist es von großer Bedeutung die Gussteile mit der gewünschten Oberflächenqualität herzustellen. Dabei hat insbesondere der Erstarrungsverlauf bzw. die Abkühlung des geschmolzenen Metalls einen erheblichen Einfluss auf die Qualität des herzustellenden Gussteils. Oft treten Mikroporen in den zuletzt erstarrten Bereichen des herzustellenden Gussteils auf. Ein Vermeiden dieser Mikroporen ist über die Metallurgie selbst nur begrenzt möglich. Eine Möglichkeit sie zu vermeiden, ist es eine quasi gerichtete Erstarrung zu erzeugen, beispielsweise mittels Formkokillen. Bei diesen handelt es sich um Gussteile, die auf ein Modell aufgelegt und in Sand eingeformt werden. Während der Erstarrung kühlen diese die Schmelze so ab, dass die Erstarrungsfront so schnell in das Bauteil getrieben wird, dass Mikroporen weitestgehend vermieden werden. Ein Nachteil an dieser Methode sind die hohen Kosten, die hierbei entstehen. Bei den Kokillen handelt es sich um Gussformteile, die nur für ein Bauteil hergestellt werden und im Anschluss in der Regel verschrottet werden. Für die Kokillen werden zuerst sog. EPS-Modelle hergestellt, um sicherzustellen, dass sie passgenau sind. Das heißt die Kokillen werden an das Modell des herzustellenden Gussteils angepasst. Anschließend durchlaufen sie den gesamten Gießereiprozess einschließlich Schlichten, Formen und Putzen. Allerdings müssen die Formkokillen möglichst schnell hergestellt werden, um dem oft engen Zeitrahmen beim Herstellungsprozesses des Gussteils Rechnung zu tragen.In the production of castings, for example from metallic melts, it is of great importance to produce the castings with the desired surface quality. In particular, the course of solidification or the cooling of the molten metal has a considerable influence on the quality of the casting to be produced. Often micropores occur in the last solidified areas of the casting to be produced. Avoiding these micropores is possible only to a limited extent beyond the metallurgy itself. One way to avoid them, it is to produce a quasi-directional solidification, for example by means of molds. These are castings that are placed on a model and molded into sand. During solidification, they cool the melt down so that the solidification front is driven so fast into the component that micropores are largely avoided. A drawback to this method is the high cost involved. The molds are molded parts that are only produced for one component and are subsequently scrapped. For molds, so-called EPS models are first manufactured to ensure that they are accurate. That is, the molds are adapted to the model of the casting to be produced. They then go through the entire foundry process, including sizing, shaping and cleaning. However, the molds must be made as quickly as possible to account for the often tight time frame in the manufacturing process of the casting.

Die EP 0 143 954 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von polyurethangebundenen Formteilen für die Gießerei-Industrie nach dem Cold-Box-Verfahren, wobei die Formteilehärtung schlagartig durch Hindurchleiten eines gasförmigen Katalysators erfolgt. Es wird zur Verbesserung der Gebrauchseigenschaften vor und/oder während der Aushärtung innerhalb des Cold-Box-Formteils ein Eigenschaftsgradient in der Weise erzeugt, dass die Widerstandsfähigkeit in der Oberflächenschicht des Formteils gegenüber dem Innern des Formteils erhöht ist.The EP 0 143 954 describes a process for the production of polyurethane-bonded moldings for the foundry industry by the cold-box process, wherein the mold curing takes place abruptly by passing a gaseous catalyst. A property gradient is generated in order to improve the service properties before and / or during curing within the cold box molding in such a way that the resistance in the surface layer of the molding is increased relative to the interior of the molding.

Die US 5,156,754 beschreibt ein Vorgehen zum Erhöhen der Leistung einer Form aus wärmehärtendem Harz, bei dem Metallpulver in einer Harzform dispergiert wird, die eine dichte und hohlraumfreie Struktur aufweist. Die Form kann auf einem Stützelement aus Metall montiert sein. In diesem Fall ist die Verbindung zwischen der Form und dem Stützelement sicher, wenn Metallkugeln in der Form in der Nähe des Stützelements enthalten sind. Darüber hinaus kann die Form elektrisch metallbeschichtet sein. In diesem Fall wird die Form mit einer leitfähigen Kunststofffarbe beschichtet, bevor sie der elektrischen Metallbeschichtung in einer Elektrolytlösung ausgesetzt wird.The US 5,156,754 describes a procedure for increasing the performance of a thermosetting resin mold in which metal powder is dispersed in a resin mold having a dense and void-free structure. The mold may be mounted on a support member made of metal. In this case, the connection between the mold and the support member is safe when metal balls are contained in the mold in the vicinity of the support member. In addition, the mold may be electrically plated with metal. In this case, the mold is coated with a conductive plastic paint before being exposed to the electrical metal coating in an electrolytic solution.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Herstellung von Gussteilen zu verbessern.It is an object of the invention to improve the production of castings.

Diese Aufgabe wird durch die Verwendung eines Verfahrens mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Beispielhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.This object is achieved by the use of a method having the features of independent claim 1. Exemplary embodiments will become apparent from the dependent claims and the description below.

Gemäß einer Ausführungsform ist eine aushärtbare Formmasse zur Bereitstellung einer Vorrichtung zur Herstellung eines metallischen Gussteils angegeben. Die Formmasse weist ein Bindersystem und Metallteile auf. Die Metallteile in der Formmasse sind in dem Bindersystem eingebettet. Die Formmasse ist von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand überführbar, um eine Kontur für eine Gussform, z.B. eine Kokille, zu bilden. Die Formmasse ist in dem ersten Zustand an eine Kontur einer Modellform anpassbar und in einem zweiten Zustand ist die Formmasse ausgehärtet.According to one embodiment, a curable molding composition is provided for providing a device for producing a metallic casting. The molding compound has a binder system and metal parts. The metal parts in the molding compound are embedded in the binder system. The molding compound is convertible from a first state to a second state to form a contour for a mold, e.g. a mold to form. The molding compound is adaptable to a contour of a model mold in the first state, and in a second state the molding compound is cured.

Mit einer solchen aushärtbaren Formmasse, welche auch als formbare Kühlmasse bezeichnet werden kann, ist es möglich, eine Gussform zur Herstellung eines Gussteils bereitzustellen, insbesondere eine solche Gussform mit geringerem Kostenaufwand und geringerem Zeitaufwand herzustellen. Ferner können durch die verbesserten Kühleigenschaften der Formmasse die Oberflächeneigenschaften eines herzustellenden Gussteils erheblich verbessert werden.With such a curable molding compound, which can also be referred to as a moldable cooling compound, it is possible to provide a casting mold for producing a casting, in particular to produce such a casting mold at a lower cost and with less expenditure of time. Furthermore, the improved cooling properties of the molding composition can significantly improve the surface properties of a casting to be produced.

In einem Beispiel ist die Formmasse in dem ersten Zustand als formbares Schüttgut ausgebildet. In dem zweiten Zustand ist das Schüttgut ausgehärtet. Beispielsweise liegt die Formmasse als kohäsives Schüttgut vor. Die Formmasse ist in dem ersten Zustand z.B. fließfähig, jedoch haften die Metallteile durch das Bindersystem aneinander. Man kann sich die Formmasse daher wie Sand vorstellen, wobei die einzelnen Sandkörner aneinanderhaften und nicht voneinander separiert werden. In analoger Weise haften auch die Metallteile in der Formmasse aneinander, so dass eine Separierung der Metallteile durch das quasi klebrige Bindersystem aneinanderhaftend gehalten werden. Somit kann sich bei Aufschütten der Formmasse, beispielsweise auf die Modellform, ein Schüttkegel ausbilden, der die Modellform zumindest teilweise umgibt. Durch das Aneinanderhaften der Metallteile mittels des Bindersystems kann die Formmasse wie ein kohäsives Schüttgut ausgebildet sein. Es ist möglich, dass das Bindersystem die Oberfläche der Metallteile zumindest teilweise benetzt, so dass die Metallteile durch das Bindersystem aneinanderhaften.In one example, the molding compound is formed in the first state as a shapable bulk material. In the second state, the bulk material is cured. For example, the molding compound is present as a cohesive bulk material. The molding compound is flowable in the first state, for example, but the metal parts adhere to each other through the binder system. One can therefore imagine the molding material as sand, with the individual grains of sand adhering to each other and not separated from each other. In an analogous manner, the metal parts in the molding compound adhere to each other, so that a separation of the metal parts by the quasi-tacky binder system to be held together. Thus, when pouring the molding compound, for example, on the model form, a Schüttkegel form, which at least partially surrounds the model shape. By adhering the metal parts by means of the binder system, the molding compound may be formed as a cohesive bulk material. It is possible that the binder system at least partially wets the surface of the metal parts so that the metal parts adhere to one another through the binder system.

Die Formmasse kann in dem ersten Zustand in einem Temperaturbereich von -10 °C bis 50 °C, z.B. 5 bis 30 °C, z.B. 10 bis 25 °C, z.B. ca. 20 °C, per Hand verformbar sein. Somit kann die Formmasse in dem ersten Zustand etwa bei Raumtemperatur an die Kontur der Modellform angepasst werden, bevor sie in den zweiten, das heißt ausgehärteten Zustand überführt wird. Zum Beispiel ist die Formmasse in dem zweiten Zustand in einem Temperaturbereich von -10 °C bis mindestens 1300 °C, zum Beispiel bis 1400 °C ausgehärtet.The molding compound may be in the first state in a temperature range of -10 ° C to 50 ° C, e.g. 5 to 30 ° C, e.g. 10 to 25 ° C, e.g. about 20 ° C, be deformed by hand. Thus, in the first state, the molding compound can be adapted to the contour of the model shape at about room temperature, before it is transferred to the second, that is to say hardened, state. For example, in the second state, the molding compound is cured in a temperature range of -10 ° C to at least 1300 ° C, for example, up to 1400 ° C.

Es ist möglich, dass die Formmasse nur über einen sehr kurzen Zeitraum von beispielsweise wenigen Sekunden oder Bruchteilen von Sekunden ausgehärtet ist bzw. ausgehärtet bleibt, nachdem eine Schmelze in die durch die ausgehärtete Formmasse gebildete Vorrichtung eingegossen wurde. Dies ist insbesondere der Fall, da sich bei solch hohen Temperaturen die Klebkraft des Bindersystems verringert bzw. das Bindersystem die Klebkraft verlieren kann, so dass die Metallteile nicht mehr zusammengehalten werden und somit die Formmasse den ausgehärteten Zustand wieder verliert. Dennoch kann über den genannten kurzen Zeitraum der ausgehärtete Zustand der Formmasse, das heißt die Kontur für die Gussform, beibehalten werden, bis sich eine Erstarrungsfront innerhalb der Schmelze ausgehend von der Kontur der Gussform ausbildet, so dass das mittels der Schmelze herzustellende, bereits teilweise erstarrte Bauteil seine Form beibehält, auch wenn die Formmasse bereits wieder ihren ausgehärteten Zustand verliert. Aus diesem Grund sei verstanden, dass die ausgehärtete Formmasse nach Aufnahme der Schmelze den ausgehärteten Zustand über zumindest einen kurzen, für die teilweise Erstarrung der Schmelze ausreichenden Zeitraum ihre Form und damit ihre Kontur beibehält. Es sei ferner verstanden, dass das Aushärten der Formmasse selbst deutlich länger dauern kann. Beispielsweise beträgt die Verarbeitungszeit der Formmasse ca. 10 -15 min und die Aushärtezeit nochmals ca. 20 min.It is possible that the molding compound is cured or cured only over a very short period of, for example, a few seconds or fractions of seconds after a melt has been poured into the device formed by the cured molding composition. This is particularly the case, since at such high temperatures, the bond strength of the binder system is reduced or the binder system can lose the adhesive force, so that the metal parts are no longer held together and thus the molding material loses the cured state again. Nevertheless, the hardened state of the molding compound, ie the contour for the casting mold, can be maintained over the short period mentioned until a solidification front forms within the melt, starting from the contour of the casting mold, so that the part already solidified by means of the melt is already partially solidified Component retains its shape, even if the molding material already loses its hardened state again. For this reason, it should be understood that the cured molding compound after receiving the melt, the cured state over at least a short, sufficient for the partial solidification of the melt time their shape and thus their contour. It should also be understood that the curing of the molding compound itself may take much longer. For example, the processing time of the molding compound is about 10 -15 minutes and the curing time is again about 20 minutes.

Der Begriff „Bindersystem“ kann eine Matrixmasse bezeichnen, d.h. Matrixzusammensetzung, die dazu dient, die Metallteile miteinander zu verbinden und zusammenzuhalten. Das Bindersystem kann auch als Bindemittel, Bindermatrix oder Matrixmaterial bezeichnet werden.The term "binder system" may refer to a matrix mass, i. Matrix composition, which serves to connect the metal parts together and hold together. The binder system may also be referred to as a binder, binder matrix or matrix material.

Der Begriff „eingebettet“ bezieht sich z.B. darauf, dass die Metallteile als eine Art Zuschlagsstoff im Wesentlichen vollständig von dem Bindersystem umgeben sind. Die Metallteile können also in dem Bindersystem eingelagert oder in dieses integriert sein. Mit anderen Worten, liegen die Metallteile in dem Bindersystem verteilt vor.The term "embedded" refers to e.g. that the metal parts as a kind of aggregate are substantially completely surrounded by the binder system. The metal parts can thus be stored in the binder system or integrated into this. In other words, the metal parts are distributed in the binder system.

Die aushärtbare Formmasse lässt sich an Modelle anpassen, um eine entsprechend des Modells geformte Gussform zu bilden. Aufgrund der eingelagerten Metallteile wird eine gute Wärmeabfuhr während eines Gussvorgangs zur Herstellung eines Gussteils mittels der Gussform zur Verfügung gestellt. Die Metallteile dienen dabei nicht nur der verbesserten Wärmeabfuhr während des Gussvorgangs, sondern wirken auch aufgrund der hohen Wärmeaufnahmekapazität. Das Bindersystem der Formmasse ist beispielsweise zumindest im ausgehärteten Zustand ebenfalls gut wärmeleitend. Das Bindersystem weist im ersten Zustand zum Beispiel eine gute Verarbeitbarkeit auf, insbesondere beim Auftragen der Formmasse auf die Modellform. Das Bindersystem kann einen sog. Polyurethan-Isocyanat No-Bake (PUNB)-Binder aufweisen. Bei Polyurethan-Isocyanat No-Bake handelt es sich um ein Dreikomponentensystem mit einem Binder, einem Härter und einem flüssigen Katalysator. Mit einem Polyurethan-Isocyanat No-Bake-Binder kann beispielsweise gegenüber einem Furan-Kaltharz-Bindersystem eine höhere Festigkeit der ausgehärteten Formmasse erreicht werden, da eine Reaktion zwischen dem Binder und den eingebetteten Metallteilen vermieden wird. Der Polyurethan-Isocyanat No-Bake-Binder ist beispielsweise ein Polyurethan-Isocyanat No-Bake Bindersystem.The curable molding compound can be adapted to models to form a molded mold according to the model. Due to the embedded metal parts, a good heat dissipation during a casting process for the production of a casting is provided by means of the casting mold. The metal parts serve not only the improved heat dissipation during the casting process, but also act due to the high heat absorption capacity. The binder system of the molding composition, for example, at least in the cured state also good thermal conductivity. The binder system in the first state, for example, a good processability, especially when applying the molding material to the model mold. The binder system may comprise a so-called polyurethane-isocyanate no-bake (PUNB) binder. Polyurethane Isocyanate No-Bake is a three-component system with a binder, a hardener and a liquid catalyst. For example, with a polyurethane isocyanate no-bake binder, a higher strength of the cured molding compound can be achieved over a furan-cold resin binder system because reaction between the binder and the embedded metal parts is avoided. The polyurethane isocyanate no-bake binder is, for example, a polyurethane-isocyanate no-bake binder system.

Ein weiterer Vorteil dieses Bindersystems ist, dass die Aushärtegeschwindigkeit durch die Zugabe des Katalysators eingestellt werden kann. Es lassen sich lange Verarbeitungszeiten mit anschließenden kurzen Aushärtezeiten realisieren. Die Aushärtezeit wird nur unwesentlich von der Formstoff- und der Umgebungstemperatur beeinflusst. Im Gegensatz zu dem herkömmlichen Furanharz-Bindersystem, bei dem der Härter eine Säure enthält, kann eine Reaktion mit der Oberfläche der Metallteile, das heißt des Strahlmittels, vermieden werden.Another advantage of this binder system is that the curing rate can be adjusted by the addition of the catalyst. Long processing times with subsequent short curing times can be achieved. The curing time is only marginally influenced by the molding material and the ambient temperature. In contrast to the conventional furan resin binder system in which the hardener contains an acid, a reaction with the surface of the metal parts, that is, the blasting agent, can be avoided.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung liegt die Formmasse im ersten Zustand als kohäsives Schüttgut vor.According to one embodiment of the invention, the molding composition in the first state is present as cohesive bulk material.

In einem Beispiel sind die Metallteile mit dem Bindersystem umgeben, der das kohäsive Verhalten bewirkt, d.h. die Metallteile zu einem gewissen Grad aneinanderbindet. Das bedeutet, dass das Schüttgut im ersten Zustand zwar fließfähig ist, jedoch die Metallteile durch das Bindersystem, welches die Metallteile zumindest teilweise benetzt, zusammengehalten werden. Somit ist die Formmasse im ersten Zustand etwa bei Raumtemperatur per Hand verformbar und damit an die Kontur der Modellform anpassbar, ohne dass die Formmasse beim oder nach dem Auftragen auf die Modellform zerfällt. Dies hat wiederum zur Folge, dass die auf die Modellform aufgetragene und an diese angepasste Formmasse vom ersten Zustand in den zweiten, ausgehärteten Zustand überführt werden kann, um somit die Formmasse in dem aufgetragenen Zustand quasi einzufrieren, wodurch die Vorrichtung zur Herstellung des metallischen Gussteils bereitgestellt wird. Die Vorrichtung kann auch als Gussform oder Gussformteil bezeichnet werden.In one example, the metal parts are surrounded by the binder system which effects the cohesive behavior, ie, binds the metal parts together to a degree. This means that the bulk material is flowable in the first state, but the metal parts through the binder system, which at least partially wets the metal parts, held together. Thus, in the first state, the molding compound can be deformed by hand, approximately at room temperature, and thus adaptable to the contour of the model shape, without the molding compound disintegrating during or after application to the model shape. This in turn means that the molding compound applied to and adapted to the molding compound can be transferred from the first state to the second, cured state so as to virtually freeze the molding compound in the applied state, thereby providing the device for producing the metallic casting becomes. The device may also be referred to as a casting mold or casting.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine aus der ausgehärteten Formmasse gebildete Kontur einer Vorrichtung zur Herstellung eines metallischen Gussteils dazu ausgeführt, ihre Kontur bei einer Temperatur von mindestens 1300 °C beizubehalten.According to a further embodiment of the invention, a contour formed from the cured molding composition of a device for producing a metallic casting is designed to maintain its contour at a temperature of at least 1300 ° C.

Das bedeutet, dass die Formmasse im zweiten, also ausgehärteten Zustand ihre Form und damit ihre Kontur auch bei Temperaturen von mindestens 1300 °C beibehält. Damit ist die Formmasse im ausgehärteten Zustand dazu ausgeführt, eine Vorrichtung zur Herstellung eines metallischen Gussteils zu bilden, welche eine metallische Schmelze, insbesondere eine Gusseisenschmelze aufnehmen kann. Dieser ausgehärtete Zustand der Formmasse bzw. der Vorrichtung kann beim Einfüllen der Schmelze in die Vorrichtung über einen bestimmten Zeitraum dem genannten Temperaturbereich wiederstehen, so dass die Vorrichtung beispielsweise erst zerfällt, wenn die Schmelze zur Herstellung des Gussteils zumindest teilweise erstarrt ist.This means that the molding compound in the second, that is hardened state retains its shape and thus its contour even at temperatures of at least 1300 ° C. Thus, the molding composition is carried out in the cured state to form a device for producing a metal casting, which can accommodate a metallic melt, in particular a cast-iron melt. This hardened state of the molding compound or the device can withstand the temperature range mentioned during filling of the melt into the device over a certain period of time, so that the device, for example, only disintegrates when the melt for the production of the casting is at least partially solidified.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Metallteile als Metallkugeln ausgebildet.According to a further embodiment of the invention, the metal parts are formed as metal balls.

Mit anderen Worten können die Metallteile im Wesentlichen kugelförmig ausgebildet sein. Die Metallteile können jedoch auch als eine Art Metallbruch oder Späne vorliegen. Die Metallteile können auch als körniges Gemisch oder stückiges Gemisch ausgebildet sein. Die Metallteile sind beispielsweise kugel-, plättchen- oder stäbchenförmig. Die Metallteile können eine glatte oder auch raue Partikeloberfläche aufweisen. Die Metallkugeln können eine Ansammlung von Metallteilen oder Metallteilchen sein, welche in dem Bindersystem angeordnet sind.In other words, the metal parts may be formed substantially spherical. However, the metal parts can also be present as a kind of metal breakage or chips. The metal parts may also be formed as a granular mixture or lumpy mixture. The metal parts are, for example, spherical, platelet or rod-shaped. The metal parts may have a smooth or even rough particle surface. The metal balls may be a collection of metal parts or metal particles arranged in the binder system.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen die Metallkugeln einen Durchmesser zwischen 0,2 mm und 3,2 mm, vorzugsweise zwischen 0,2 mm und 2,2 mm auf.According to a further embodiment of the invention, the metal balls have a diameter between 0.2 mm and 3.2 mm, preferably between 0.2 mm and 2.2 mm.

Der Durchmesser der Metallkugeln kann eine bestimmte Bandbreite aufweisen, was bedeutet, dass die Formmasse einige Metallkugeln größeren Durchmessers und andere Metallkugeln geringeren Durchmessers aufweist. Eine größere Bandbreite an Kugeldurchmessern wirkt sich zum Beispiel vorteilhaft auf die Dichte der Formmasse aus. Die kleineren Kugeln können die Zwischenräume der größeren Kugeln ausfüllen und erhöhen somit die Dichte der Formmasse bzw. Kühlmasse. Ein weiterer Vorteil dieser erhöhten Bandbreite an Kugeldurchmessern ist, dass sich die Wärmeleitung und/oder - kapazität der Formmasse verbessert. Der Grund hierfür ist, dass die Formmasse insgesamt homogener ist und eine höhere Packungsdichte der Kugeln in der Formmasse aufweist.The diameter of the metal balls may have a certain bandwidth, which means that the molding compound has some larger diameter metal balls and other smaller diameter metal balls. A larger range of ball diameters, for example, has an advantageous effect on the density of the molding compound. The smaller balls can fill the interstices of the larger balls and thus increase the density of the molding compound or cooling mass. Another advantage of this increased range of ball diameters is that the thermal conductivity and / or capacity of the molding compound improves. The reason for this is that the molding composition as a whole is more homogeneous and has a higher packing density of the balls in the molding compound.

Grundsätzlich sind jedoch auch Kugeln mit einem Durchmesser von größer als 2,2 mm für die Zusammensetzung der Formmasse möglich.In principle, however, balls with a diameter of greater than 2.2 mm are possible for the composition of the molding composition.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen die Metallteile ein Material auf, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Eisen, Eisenlegierungen wie zum Beispiel Stahl, Kupfer, und Kupferlegierungen.According to a further embodiment of the invention, the metal parts comprise a material which is selected from the group consisting of iron, iron alloys such as steel, copper, and copper alloys.

Vorzugsweise sind die Metallteile Stahlkugeln, die verteilt im Bindersystem angeordnet sind. Das Bindersystem kann als Mehrkomponentensystem ausgebildet sein, zum Beispiel als Dreikomponentensystem. Beispielsweise weist das Bindersystem einen Polyurethan-Isocyanat No-Bake-Binder auf. Bei dem Polyurethan-Isocyanat No-Bake-Binder handelt es sich um ein Dreikomponentensystem mit einem Binder, einem Härter und einem flüssigen Katalysator. In dieses Bindersystem sind die Metallteile eingebettet. Die Metallteile können zum Beispiel im Wesentlichen kugelförmige Ansammlungen von Metallpartikeln oder Metallzusammensetzungen in dem Bindersystem sein. Diese Ansammlungen können damit in Form von Einlagerungen in dem Bindersystem auftreten. Dabei handelt es sich vorzugsweise um Stahlkugeln, die im Bindersystem eingebettet sind. Jedoch ist es auch möglich, andere Metalle oder metallische Legierungen als Metallteile zu verwenden. Beispielsweise ist es möglich, dass die Metallteile Eisen, Eisenlegierungen, Kupfer oder Kupferlegierungen aufweisen. Da die Formmasse also Stahlkugeln aufweisen kann, kann sie auch als sog. Stahl-Strahlmittel bezeichnet werden.Preferably, the metal parts are steel balls which are arranged distributed in the binder system. The binder system can be designed as a multi-component system, for example as a three-component system. For example, the binder system comprises a polyurethane isocyanate no-bake binder. The polyurethane isocyanate no-bake binder is a three component system with a binder, a hardener and a liquid catalyst. In this binder system, the metal parts are embedded. For example, the metal parts may be substantially spherical accumulations of metal particles or metal compositions in the binder system. These accumulations can thus occur in the form of deposits in the binder system. These are preferably steel balls embedded in the binder system. However, it is also possible to use metals or metallic alloys other than metal parts. For example, it is possible that the metal parts have iron, iron alloys, copper or copper alloys. Since the molding compound can thus have steel balls, it can also be referred to as so-called. Steel blasting agent.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Bindersystem einen Binder, einen Härter und einen Katalysator auf.According to another embodiment of the invention, the binder system comprises a binder, a hardener and a catalyst.

Der Härter ist vorgesehen, um den Binder auszuhärten. Der Katalysator ist vorgesehen, um diesen Aushärtevorgang der Formmasse zu unterstützen oder auch zu aktivieren. Das heißt, dass durch den Katalysator die Überführung der Formmasse vom ersten in den zweiten Zustand einstellbar bzw. steuerbar ist. Als Aushärtevorgang kann dabei die Überführung der Formmasse vom ersten Zustand in den zweiten Zustand verstanden werden, wobei die anfangs per Hand formbare Formmasse in einen festen Zustand gebracht wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass nach dem Aushärtevorgang die aus der Formmasse gebildete Vorrichtung, sowohl bei Raumtemperatur als auch bei Temperaturen von mindestens 1300°C, vorzugsweise von mindestens 1400 °C ihre Form beibehält. Wie bereits erläutert, kann vorgesehen sein, dass die Formmasse bzw. die Vorrichtung lediglich über wenige Sekunden oder gar Bruchteilen von Sekunden ihren ausgehärteten Zustand beibehält. The hardener is intended to cure the binder. The catalyst is provided to assist or activate this curing process of the molding compound. That means that through the catalyst, the transfer of the molding material from the first to the second state is adjustable or controllable. The curing process can be understood as meaning the transfer of the molding compound from the first state into the second state, wherein the initially moldable molding compound is brought into a solid state. It can be provided that, after the curing process, the device formed from the molding composition, both at room temperature and at temperatures of at least 1300 ° C, preferably of at least 1400 ° C maintains its shape. As already explained, it can be provided that the molding compound or the device retains its cured state only for a few seconds or even fractions of a second.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines Gussteils angegeben. Die Vorrichtung weist wenigstens teilweise ein Gussformteil auf, das aus einer ausgehärteten Formmasse, wie sie zuvor und nachfolgend beschrieben ist, gebildet ist. Das Gussformteil weist eine Kontur auf und ist zur Aufnahme einer Schmelze ausgebildet, wobei mit dem Gussformteil ein Gussteil herstellbar ist, das mit der Kontur des Gussformteils wenigstens teilweise korrespondiert.According to one aspect of the invention, an apparatus for producing a casting is specified. The device comprises, at least partially, a molded part formed from a cured molding compound as described above and below. The casting has a contour and is designed to receive a melt, it being possible with the casting to produce a casting that at least partially corresponds to the contour of the casting.

Mit einer solchen Vorrichtung ist es möglich Gussteile mit verbesserter Oberflächenqualität, insbesondere im Hinblick auf eine Verringerung oder Vermeidung von Poren bzw. Mikroporen auf der Oberfläche des Gussteils, herzustellen.With such a device it is possible to produce castings with improved surface quality, in particular with regard to a reduction or avoidance of pores or micropores on the surface of the casting.

Dabei wird die Vorrichtung bzw. das Gussformteil verwendet, um das Gussteil zu formen und herzustellen. Die „Kontur“ des Gussformteils kann auch als geometrische Form bezeichnet werden. Das Gussformteil kann auch als Gussform bezeichnet werden.In this case, the device or the casting is used to form the casting and manufacture. The "contour" of the casting can also be referred to as a geometric shape. The casting can also be referred to as a casting mold.

Bei dem „Gussteil“ handelt es sich zum Beispiel um ein Werkzeug zur Herstellung von Blechbauteilen, wie zum Beispiel Karosseriebleche für Kraftfahrzeuge. Das Gussteil kann als Rohbauteil für ein Presswerkzeug vorgesehen sein. Das Gussteil kann auch als fertiges Presswerkzeug vorgesehen sein.The "casting" is, for example, a tool for the production of sheet metal components, such as body panels for motor vehicles. The casting may be provided as a shell component for a pressing tool. The casting may also be provided as a finished pressing tool.

Durch die Vorrichtung kann die Oberflächengüte des Gussteils und eines später mit diesem Gussteil herzustellenden Bauteils, zum Beispiel eines Blechbauteils, verbessert werden. Dabei kann insbesondere die Ausbildung von oberflächennahen Poren auf dem Gussteil verringert oder vermieden werden, was sich wiederum positiv auf die Oberflächengüte des mit dem Gussteil herzustellenden Blechbauteils auswirkt.By means of the device, the surface quality of the casting and of a component to be produced later with this casting, for example a sheet-metal component, can be improved. In particular, the formation of near-surface pores on the casting can be reduced or avoided, which in turn has a positive effect on the surface quality of the sheet-metal component to be produced with the casting.

Der Begriff „korrespondiert“ kann sich auf das Abbilden der Kontur eines Modells oder einer Modellform durch die Formmasse beziehen, um anschließend durch das mittels der Formmasse gebildete Gussteil die Form des Modells bzw. der Gussform wieder nachbilden zu können.The term "corresponds" may refer to the mapping of the contour of a model or a model shape through the molding compound, in order subsequently to be able to reproduce the shape of the model or of the casting mold by means of the casting formed by the molding compound.

Bei der Schmelze handelt es sich beispielsweise um eine metallische Gussschmelze zur Herstellung eines Metallguss-Werkzeugs. Die Vorrichtung zur Herstellung eines Gussteils kann auch als Kokille, Gussform oder Gussformteil bezeichnet werden. Die Formmasse mit den eingelagerten Metallteilen dient dabei der gezielten unterschiedlichen Kühlung. Die ausgehärtete Formmasse bildet dann das Gussformteil. Das Gussformteil kann dabei teilweise oder auch vollständig durch die ausgehärtete Formmasse gebildet sein.The melt is, for example, a metal casting melt for producing a metal casting tool. The device for producing a casting can also be referred to as a mold, casting mold or molded part. The molding compound with the embedded metal parts serves the targeted different cooling. The cured molding compound then forms the casting. The casting may be partially or completely formed by the cured molding compound.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Schmelze eine metallische Schmelze.According to one embodiment of the invention, the melt is a metallic melt.

Die Vorrichtung ist daher dazu ausgeführt, Temperaturen von metallischen Schmelzen zu widerstehen, so dass die Form oder Kontur des Gussformteils zumindest über einen Zeitraum von wenigen Sekunden beibehalten werden kann. Das mit dem Gussformteil hergestellte Gussteil kann ein Gussteil für ein Werkzeug zur Blechbearbeitung aufweisen.The device is therefore designed to withstand temperatures of metallic melts, so that the shape or contour of the molded part can be maintained at least over a period of a few seconds. The casting made with the casting may include a casting for a tool for sheet metal working.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist über eine Anordnung der Metallteile innerhalb der Formmasse eine thermische Leitfähigkeit unterschiedlicher Bereiche der Vorrichtung einstellbar.According to a further embodiment of the invention, a thermal conductivity of different areas of the device is adjustable via an arrangement of the metal parts within the molding compound.

Dadurch lässt sich zum Beispiel die Erstarrungsgeschwindigkeit der unterschiedlichen Bereiche der Schmelze innerhalb des Gussformteils einstellen. Es können beispielsweise Bereiche der Formmasse mit einem höheren Gehalt an Metallteilen bzw. Stahlkugeln vorgesehen sein als dies in anderen Bereichen der Formmasse der Fall ist, so dass diejenigen Bereiche der Formmasse mit höherem Gehalt an Metallteilen eine größere Wärmeleitfähigkeit und damit Wärmeabfuhr ermöglichen als andere Bereiche der Formmasse. Auch kann über eine Variation der Packungsdichte der Formmasse innerhalb unterschiedlicher Bereiche der Formmasse die thermische Leitfähigkeit oder die Wärmekapazität eingestellt werden.As a result, for example, the solidification rate of the different regions of the melt can be set within the casting. For example, areas of the molding composition with a higher content of metal parts or steel balls may be provided than is the case in other areas of the molding compound, so that those areas of the molding compound with a higher content of metal parts allow greater thermal conductivity and thus heat removal than other areas of the molding compound. Also, the thermal conductivity or the heat capacity can be adjusted by varying the packing density of the molding compound within different regions of the molding compound.

Eine Einstellung der Wärmekapazität verschiedener Bereiche der Formmasse kann auch über eine Veränderung der Schichtdicke, mit der die Formmasse auf die Modellform in ihrem ersten Zustand aufgetragen wird, erreicht werden. Auf diese Weise kann auch eine Erstarrungsgeschwindigkeit oder eine Erstarrungsfront in der Schmelze gezielt eingestellt werden.An adjustment of the heat capacity of different areas of the molding compound can also be achieved by changing the layer thickness with which the molding compound is applied to the model mold in its first state. In this way, a solidification rate or a solidification front in the melt can be adjusted specifically.

Gemäß einer Ausführungsform ist ein Verfahren zum Herstellen eines metallischen Gussteils angegeben. In einem Schritt des Verfahrens erfolgt ein Bereitstellen einer Modellform mit einer Kontur für ein zu gießendes Bauteil. In einem weiteren Schritt erfolgt ein Bereitstellen einer aushärtbaren Formmasse, die ein Bindersystem und Metallteile aufweist, wobei die Metallteile in der Formmasse in dem Bindersystem eingebettet sind. Die Formmasse wird in einem ersten Zustand bereitgestellt und ist von dem ersten Zustand in einen zweiten Zustand überführbar, um eine Kontur für eine Gussform zu bilden. Die Formmasse ist in dem ersten Zustand an eine Kontur der Modellform anpassbar und in dem zweiten Zustand ist die Formmasse ausgehärtet. In einem weiteren Schritt erfolgt ein Auftragen der Formmasse auf die bereitgestellte Modellform in dem ersten Zustand, wobei die Formmasse an die Kontur der Modellform angepasst wird. In einem weiteren Schritt erfolgt ein Aushärten der auf der Modellform aufgetragenen Formmasse, um somit eine die Formmasse aufweisende Gussform mit einer geometrischen Form zu bilden, die zumindest teilweise einem Abdruck der Modellform entspricht oder mit dieser korrespondiert. In einem weiteren Schritt erfolgt ein Bereitstellen der Gussform zur Herstellung eines metallischen Gussteils, beispielsweise eines Werkzeugs zur Herstellung eines Blechbauteils. According to one embodiment, a method for producing a metallic casting is specified. In one step of the method, provision is made of a model mold with a contour for a component to be cast. In a further step, a curable molding composition is provided which has a binder system and metal parts, wherein the metal parts are embedded in the molding compound in the binder system. The molding compound is provided in a first state and is convertible from the first state to a second state to form a contour for a casting mold. The molding compound is adaptable to a contour of the model mold in the first state, and in the second state the molding compound is cured. In a further step, the molding compound is applied to the provided model mold in the first state, wherein the molding compound is adapted to the contour of the model mold. In a further step, curing of the molding compound applied to the molding compound takes place, in order thus to form a molding compound having a geometric shape which at least partially corresponds to or corresponds to an impression of the model mold. In a further step, the casting mold is provided for producing a metallic cast part, for example a tool for producing a sheet metal component.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt in einem weiteren Schritt ein Auftragen der Formmasse auf die bereitgestellte Modellform mit unterschiedlichen Schichtdicken in unterschiedlichen Bereichen der Modellform.According to one embodiment of the invention, in a further step, the molding composition is applied to the provided model mold with different layer thicknesses in different regions of the model mold.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt ein Einfüllen einer metallischen Schmelze in die Gussform. In einem weiteren Schritt erfolgt ein Erstarren der metallischen Schmelze in der Vorrichtung, um somit das Gussteil herzustellen und in noch einem weiteren Schritt erfolgt ein Entfernen der Gussform vom Gussteil.According to one embodiment of the invention, a filling of a metallic melt takes place in the casting mold. In a further step, a solidification of the metallic melt takes place in the device in order thus to produce the casting, and in a further step, the casting mold is removed from the casting.

Mit anderen Worten ermöglicht die Formmasse und das Verfahren, kosten- und zeitaufwendige Formkokillen mit einer formbaren Kühlmasse zu ersetzen. Als Kühlmasse kommen insbesondere Stoffe infrage, die eine hohe Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit haben. Die thermische Beständigkeit der ausgehärteten Formmasse, das heißt der Vorrichtung, ist dabei ausreichend, um bei einem direkten Kontakt mit der 1350 °C heißen Schmelze ihre Form beizubehalten. Hierfür kann die Formmasse Metallteile in Form von Stahlkugeln aufweisen. Die Formmasse kann mithin als Stahl-Strahlmittel bezeichnet werden. Die Formmasse weist also Stahlkugeln als Grundmittel auf, deren Durchmesser vorzugsweise in einem eng definierten Größenbereich liegt. Ein Polyurethan-Isocyanat No-Bake Bindersystem, in das die Stahlkugeln eingebettet sind, bewirkt neben einer sehr guten Festigkeit für die ausgehärtete Formmasse auch eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit.In other words, the molding compound and the method make it possible to replace costly and time-consuming molds with a mouldable cooling mass. As a cooling material in particular substances come into question, which have a high heat capacity and thermal conductivity. The thermal resistance of the cured molding compound, that is, the device, is sufficient to maintain their shape in direct contact with the 1350 ° C hot melt. For this purpose, the molding compound may have metal parts in the form of steel balls. The molding compound can therefore be referred to as steel blasting agent. The molding compound thus has steel balls as the basic means, whose diameter is preferably in a narrowly defined size range. A polyurethane isocyanate no-bake binder system in which the steel balls are embedded, in addition to a very good strength for the cured molding composition also has excellent processability.

Das Strahlgut und die Teile des Bindersystems können chargenweise gemischt und in vorgegebener Schichtstärke auf das Modell aufgebracht werden. Nach dem Abguss, Abkühlen und Putzen wird das Gussteil, mechanisch bearbeitet und oberflächengehämmert. Ein solches Gussteil zeigt gegenüber mittels herkömmlichen Herstellungsverfahren hergestellten Gussteilen nach dem Oberflächenhämmern exzellente Ergebnisse.The blasting material and the parts of the binder system can be mixed in batches and applied to the model in a predetermined layer thickness. After casting, cooling and cleaning, the casting is mechanically processed and surface-hammered. Such a casting exhibits excellent results after surface-hammering compared to castings produced by conventional manufacturing methods.

Weitere Anwendungsgebiete der Formmasse und des Verfahrens können die Herstellung von Werkzeugen für die Aluminiumblech-Umformung sein. Dort ist es häufig erforderlich, dass die Werkzeuge im Bereich einer Teilform porenfrei sind, denn etwaige Poren würden sich auf dem zu bearbeitenden Blech abzeichnen.Further fields of application of the molding composition and of the process may be the production of tools for aluminum sheet forming. There, it is often necessary that the tools are free of pores in the area of a partial form, because any pores would be visible on the sheet to be processed.

Das Verfahren mit der formbaren Kühlmasse bzw. Formmasse kann beispielswiese bei der Herstellung von Ziehwerkzeugen für Automobilbleche zur Anwendung kommen. Auch sind Einsatzmöglichkeiten denkbar, bei denen das Oberflächenfinish der Wirkfläche mit dem maschinellen Oberflächenhämmern durchgeführt wird, beispielsweise zur Herstellung von Werkzeugen mit denen Aluminiumbleche umgeformt werden.The method with the moldable cooling compound or molding compound can be used, for example, in the production of drawing tools for automotive sheets. Also possible uses are conceivable in which the surface finish of the active surface is performed with the machine surface hammering, for example, for the production of tools with which aluminum sheets are formed.

Das Verfahren ist durch die gute Formbarkeit der Formmasse flexibel einsetzbar. Die Formmasse kann den Ansprüchen an die Oberflächenqualität der Ziehwerkzeuge für Automobilbleche gerecht werden. Insbesondere werden immer höhere Ansprüche an die blechberührenden Oberflächen der Werkzeuge gestellt. Auf Grund dessen ist die Akzeptanz auch für kleinste Fehlstellen sehr gering. Diese Fehlstellen können durch den Einsatz der Formmasse vermieden werden. Weiterhin ist ein Einsatz der Formmasse an allen Bauteilen möglich, die eine starke Konturierung aufweisen und wenn der Einsatz von Standardkokillen, das heißt Vierkantstahlabschnitten mit verschiedenen Querschnitten und Längen zur gezielten Kühlung von Bauteilen, somit nicht möglich ist. Ein Anwendungsgebiet betrifft beispielsweise auch den allgemeinen Maschinenbau.The process can be used flexibly due to the good formability of the molding composition. The molding compound can meet the demands on the surface quality of drawing tools for automotive panels. In particular, ever higher demands are placed on the sheet-contacting surfaces of the tools. Due to this, the acceptance for even the smallest defects is very low. These imperfections can be avoided by the use of the molding compound. Furthermore, it is possible to use the molding compound on all components which have a strong contouring and if the use of standard molds, ie square steel sections with different cross sections and lengths for targeted cooling of components, is thus not possible. One field of application relates, for example, to general mechanical engineering.

Figurenlistelist of figures

1 shows a cross-sectional view through a curable molding composition according to an embodiment of the invention.
2 shows the application of a curable molding composition to a model mold according to an embodiment of the invention.
3 shows an apparatus for producing a casting according to an embodiment of the invention.
4 shows a bottom view of an apparatus for producing a casting according to an embodiment of the invention.
5 shows a molding box for producing a device for producing a casting according to an embodiment of the invention.
6 shows a section through a molding box for producing a device for producing a casting according to an embodiment of the invention.
7 shows a flowchart for a method for producing a metal casting according to an embodiment of the invention.

Detaillierte Beschreibung beispielhafter AusführungsformenDetailed description of exemplary embodiments

Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.The illustrations in the figures are schematic and not to scale.

Werden in der folgenden Figurenbeschreibung in verschiedenen Figuren die gleichen Bezugszeichen verwendet, so bezeichnen diese gleiche oder ähnliche Elemente. Gleiche oder ähnliche Elemente können aber auch durch unterschiedliche Bezugszeichen bezeichnet sein.If the same reference numerals are used in different figures in the following description of the figures, these designate the same or similar elements. However, identical or similar elements can also be designated by different reference symbols.

1 zeigt eine Querschnittansicht durch eine aushärtbare Formmasse 10. Die Formmasse 10 weist ein Bindersystem 12 und Metallteile 14 auf, wobei die Metallteile 14 in der Formmasse 10 in dem Bindersystem 12 eingebettet sind. Die Metallteile 14 weisen die Form von Metallkugeln auf, wobei die Metallkugeln beispielsweise einen Durchmesser zwischen 0,2 mm und 3,2 mm, vorzugsweise zwischen 1,5 mm und 2,2 mm aufweisen. 1 zeigt, dass die Metallteile 14 in dem Bindersystem verteilt angeordnet sind. Es ist jedoch auch möglich, dass bestimmte Bereiche innerhalb der Formmasse 10 mit einem höheren Gehalt oder einer höheren Dichte an Metallteilen 14 versehen sind, wohingegen die Formmasse 10 in anderen Bereichen mit einem geringeren Gehalt oder einer geringeren Dichte an Metallteilen 14 versehen ist. Diejenigen Bereiche der Formmasse 10 mit höherem Gehalt oder höherer Dichte an Metallteilen 14 können dann eine größere Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit und damit größere Wärmeabfuhr ermöglichen als die Bereiche der Formmasse 10, deren Gehalt oder Dichte an Metallteilen 14 geringer ist. 1 shows a cross-sectional view through a curable molding material 10 , The molding material 10 has a binder system 12 and metal parts 14 on, with the metal parts 14 in the molding compound 10 in the binder system 12 are embedded. The metal parts 14 have the form of metal balls, wherein the metal balls, for example, have a diameter between 0.2 mm and 3.2 mm, preferably between 1.5 mm and 2.2 mm. 1 shows that the metal parts 14 are arranged distributed in the binder system. However, it is also possible that certain areas within the molding compound 10 with a higher content or a higher density of metal parts 14 are provided, whereas the molding material 10 in other areas with a lower content or a lower density of metal parts 14 is provided. Those areas of the molding compound 10 with higher content or higher density of metal parts 14 can then allow greater heat capacity and thermal conductivity and thus greater heat dissipation than the areas of the molding material 10 , their content or density of metal parts 14 is lower.

Der Durchmesser der Metallteile 14 bzw. der Metallkugeln kann eine bestimmte Bandbreite aufweisen, was bedeutet, dass die Formmasse 10 einige Metallkugeln größeren Durchmessers und andere Metallkugeln geringeren Durchmessers aufweist. Eine größere Bandbreite an Kugeldurchmessern wirkt sich zum Beispiel vorteilhaft auf die Dichte der Formmasse 10 aus. Die kleineren Kugeln füllen die Zwischenräume der größeren Kugeln aus uns erhöhen somit die Dichte der Formmasse bzw. Kühlmasse wie dies in 1 zu erkennen ist. Durch die Einstellung der Bandbreite der Durchmesser kann die Wärmeleitung und/oder -kapazität der Formmasse 10 eingestellt werden. Beispielsweise kann eine höhere oder niedrigere Packungsdichte der Kugeln in der Formmasse durch Größenvariation oder unterschiedliche Anordnungen der Metallteile 14 innerhalb des Bindersystems eingestellt werden.The diameter of the metal parts 14 or the metal balls may have a certain bandwidth, which means that the molding material 10 has some larger diameter metal balls and other smaller diameter metal balls. A larger range of ball diameters, for example, has an advantageous effect on the density of the molding compound 10 out. The smaller spheres fill the spaces between the larger spheres and thus increase the density of the molding compound or cooling compound as in 1 can be seen. By adjusting the bandwidth of the diameter, the heat conduction and / or capacity of the molding compound 10 be set. For example, a higher or lower packing density of the balls in the molding compound may be due to size variation or different arrangements of the metal parts 14 be set within the binder system.

Das Bindersystem 12, welches die Metallteile einschließt bzw. umgibt, weist einen Binder, einen Härter und einen Katalysator auf. Die in 2 dargestellte Querschnittansicht kann ein beliebiger Schnitt durch die aushärtbare Formmasse 10 sowohl in einem formbaren Zustand als auch in einem ausgehärteten Zustand sein. Im formbaren Zustand der Formmasse 10 kann noch eine relative Verschiebung der Metallteile 14 zueinander erfolgen, wobei im ausgehärteten Zustand der Formmasse 10 die Metallteile 14 zueinander in dem Bindersystem 12 fixiert sind, so dass ein quasi eingefrorener Zustand der Metallteile 14 innerhalb der Formmasse 10 entsteht. Die Metallteile kleben insbesondere durch sog. Binderbrücken im Bindersystem aneinander.The binder system 12 which encloses the metal parts comprises a binder, a hardener and a catalyst. In the 2 illustrated cross-sectional view may be any section through the curable molding material 10 both in a moldable state and in a cured state. In the moldable state of the molding material 10 can still have a relative displacement of the metal parts 14 to each other, wherein in the cured state of the molding material 10 the metal parts 14 to each other in the binder system 12 are fixed, so that a quasi-frozen state of the metal parts 14 within the molding compound 10 arises. The metal parts stick together in particular by so-called. Binder bridges in the binder system together.

2 zeigt das manuelle Auftragen per Hand einer aushärtbaren Formmasse 10 auf eine Modellform 30. 1. Die Formmasse 10 weist, wie mit Bezug auf 1 erläutert, das Bindersystem 12 sowie die Metallteile 14 auf, wobei die Metallteile 14 in der Formmasse 10 in dem Bindersystem 12 eingebettet sind. 2 shows manual application by hand of a curable molding compound 10 on a model form 30 , 1. The molding material 10 points, as with respect to 1 explains the binder system 12 as well as the metal parts 14 on, with the metal parts 14 in the molding compound 10 in the binder system 12 are embedded.

2 zeigt die Formmasse 10 in einem ersten Zustand 11, in dem die Formmasse 10 als formbares Schüttgut ausgebildet ist. Beispielsweise liegt die Formmasse 10 als kohäsives Schüttgut, d.h. als zusammenhaltendes Schüttgut vor und weist eine sandartige Konsistenz auf, wobei die Partikel, das heißt Metallteile 14 der Formmasse 10 durch das Bindersystem 12 aneinanderhaften können. Die Formmasse 10 ist in dem ersten Zustand 11 eigenstabil und zerfällt nicht, ist jedoch per Hand formbar. Nach dem Auftragen der Formmasse 10 verbleibt diese auf einer Modellkontur 32 einer Modellform 30. Im ersten Zustand 11 ist die Formmasse 10 also an die Kontur 32 der Modellform 30 anpassbar. 2 shows the molding compound 10 in a first state 11 in which the molding compound 10 is designed as a moldable bulk material. For example, the molding compound is 10 as a cohesive bulk material, ie as a cohesive bulk material and has a sand-like consistency, wherein the particles, that is metal parts 14 the molding compound 10 through the binder system 12 can stick together. The molding material 10 is in the first state 11 intrinsically stable and does not disintegrate, but is malleable by hand. After application of the molding compound 10 this remains on a model contour 32 a model form 30 , In the first state 11 is the molding material 10 So the contour 32 the model form 30 customizable.

3 zeigt eine Vorrichtung 20 zur Herstellung eines nicht dargestellten Gussteils. Die Vorrichtung weist wenigstens teilweise ein Gussformteil 23 auf, das aus der mit Bezug zu den 1 und 2 beschriebenen aushärtbaren Formmasse 10 gebildet ist. 3 shows a device 20 for producing a casting, not shown. The device has at least partially a molded part 23 on that from the related to the 1 and 2 described curable molding composition 10 is formed.

Die Vorrichtung 20, welche das Gussformteil 23 aufweist, wird also durch die aushärtbare Formmasse 10 gebildet, insbesondere in einem zweiten Zustand 21, in dem die Formmasse 10 im ausgehärteten Zustand vorliegt. Dabei ist die ausgehärtete, das heißt im zweiten Zustand vorliegende Formmasse 10 nicht mehr per Hand formbar. In diesem zweiten Zustand 21 der Formmasse 10 ist die Vorrichtung 20 dazu ausgeführt, ihre Kontur 22 auch bei einer Temperatur von mindestens 1300 °C zumindest kurzzeitig beizubehalten. Damit kann die Vorrichtung 20 als Gussformteil 23 für metallische Schmelzen verwendet werden.The device 20 which the mold part 23 has, is thus by the curable molding material 10 formed, in particular in a second state 21 in which the molding compound 10 in the cured state. In this case, the cured, that is in the second state, the molding composition 10 no longer malleable by hand. In this second state 21 the molding compound 10 is the device 20 to do their contour 22 even at a temperature of at least 1300 ° C, at least for a short while to maintain. This allows the device 20 as a casting 23 used for metallic melts.

Das Gussformteil 23 weist also die Kontur 22 auf und ist zur Aufnahme einer Schmelze ausgebildet, wobei mit dem Gussformteil 23 das nicht dargestellte Gussteil herstellbar ist, das mit der Kontur 22 des Gussformteils 23 wenigstens teilweise korrespondiert. Das hergestellte Gussteil kann anschließend als Rohbauteil für ein Presswerkzeug zur Bearbeitung oder Umformung von Bleichteilen verwendet werden.The cast part 23 thus has the contour 22 and is adapted to receive a melt, wherein with the mold part 23 the casting, not shown, can be produced, with the contour 22 of the casting 23 at least partially corresponds. The casting produced can then be used as a blank component for a pressing tool for machining or forming of bleaching parts.

4 zeigt eine Unteransicht einer Vorrichtung 20 zur Herstellung des nicht dargestellten Gussteils. Dabei wurde die Modellform 30 bereits aus der Vorrichtung 20 entfernt. Die Vorrichtung 20 bzw. das Gussformteil 23 kann einen Hohlraum mit einem Zugang oder einer Öffnung aufweisen. Dieser Hohlraum der Vorrichtung 20 kann zur Aufnahme der metallischen Schmelze ausgebildet sein, so dass die metallische Schmelze während der Erstarrung in der Vorrichtung 20 die Form der Vorrichtung 20 annimmt. Dadurch nimmt eine Kontur des aus der metallischen Schmelze herzustellenden Gussteils zumindest teilweise die Kontur 22 der Vorrichtung 20 bzw. des Gussformteils 23 an. 4 shows a bottom view of a device 20 for the production of the casting, not shown. This was the model form 30 already out of the device 20 away. The device 20 or the casting 23 may have a cavity with an access or an opening. This cavity of the device 20 can be designed to receive the metallic melt, so that the metallic melt during solidification in the device 20 the shape of the device 20 accepts. As a result, a contour of the casting to be produced from the metallic melt at least partially takes the contour 22 the device 20 or of the casting 23 at.

5 zeigt einen Formkasten 40 zur Herstellung einer Vorrichtung 20 zur Herstellung eines Gussteils. Die Formmasse 10 kann im zweiten Zustand 21 die Vorrichtung 20 zur Herstellung des Gussteils bilden. Der Formkasten 40 ist ähnlich wie ein Container oder Behälter, der einseitig geöffnet ist, ausgebildet. Zur Herstellung der Vorrichtung 20 wird zunächst die Modellform 30 eingesetzt, welche in 5 von der Formmasse 10 verdeckt ist (vgl. 6). Ferner wird seitlich um die Modellform 30 herum ein Formsand 50 in den Formkasten eingebracht, so dass dieser Formsand 50 die Modellform 30 seitlich umgibt, wie dies in der Schnittansicht des Formkastens 40 in 6 zu erkennen ist. Die Formmasse 10 wird auf die Modellform 30 aufgebracht und an diese angeformt, so dass die Kontur 22 der ausgehärteten Formmasse 10, das heißt die Gussform, quasi eine Negativform der Modellform 30 bildet, um somit die Kontur 32 der Modellform 30 auf die Formmasse 10 abzubilden. 5 shows a molding box 40 for the manufacture of a device 20 for the production of a casting. The molding material 10 can in the second state 21 the device 20 to form the casting. The shape box 40 is similar to a container or container, which is open on one side, formed. For the preparation of the device 20 First, the model form 30 used, which in 5 from the molding compound 10 is covered (cf. 6 ). Furthermore, laterally around the model shape 30 around a molding sand 50 introduced into the molding box, so that this molding sand 50 the model form 30 laterally surrounds, as in the sectional view of the molding box 40 in 6 can be seen. The molding material 10 is on the model form 30 applied and molded to this, so that the contour 22 the cured molding material 10 that is, the casting mold, a kind of negative form of the model form 30 forms, so as to the contour 32 the model form 30 on the molding compound 10 map.

7 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Herstellen eines metallischen Gussteils. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf, die in der beschriebenen Reihenfolge oder aber auch in jeder beliebigen anderen Reihenfolge ausgeführt werden können. In einem Schritt S1 des Verfahrens erfolgt ein Bereitstellen einer Modellform 30 mit einer Kontur 32 für ein zu gießendes Bauteil. In einem weiteren Schritt S2 erfolgt ein Bereitstellen einer aushärtbaren Formmasse 10, die ein Bindersystem 12 und Metallteile 14 aufweist, wobei die Metallteile 14 in der Formmasse 10 in dem Bindersystem 14 eingebettet sind. Die Formmasse 10 wird in einem ersten Zustand 11 bereitgestellt, und von dem ersten Zustand 11 in einen zweiten Zustand 21 überführt, um eine Kontur 22 für eine Gussform 23 zu bilden. Die Formmasse 10 ist in dem ersten Zustand 11 an eine Kontur 32 der Modellform 30 anpassbar und die Formmasse 10 ist in dem zweiten Zustand 21 ausgehärtet. In einem weiteren Schritt S3 erfolgt ein Auftragen der Formmasse 10 auf die bereitgestellte Modellform 30 in dem ersten Zustand 11, wobei die Formmasse 10 an die Kontur 32 der Modellform 30 angepasst wird. In einem weiteren Schritt S4 erfolgt ein Aushärten der auf der Modellform 30 aufgetragenen Formmasse 10, um somit eine die Formmasse 10 aufweisende Gussform 23 mit einer geometrischen Form zu bilden, die zumindest teilweise einem Abdruck der Modellform 30 entspricht. In einem weiteren Schritt S5 erfolgt ein Bereitstellen der Gussform 23 zur Herstellung eines metallischen Gussteils. 7 shows a flowchart for a method for producing a metallic casting. The method comprises the following steps, which can be carried out in the order described or else in any other order. In one step S1 In the method, provision is made of a model form 30 with a contour 32 for a component to be cast. In a further step S2 there is a provision of a curable molding material 10 that is a binder system 12 and metal parts 14 having, wherein the metal parts 14 in the molding compound 10 in the binder system 14 are embedded. The molding material 10 will be in a first state 11 provided, and from the first state 11 in a second state 21 transferred to a contour 22 for a mold 23 to build. The molding material 10 is in the first state 11 to a contour 32 the model form 30 customizable and the molding compound 10 is in the second state 21 hardened. In a further step S3 an application of the molding compound takes place 10 on the provided model form 30 in the first state 11 , wherein the molding material 10 to the contour 32 the model form 30 is adjusted. In a further step S4 curing takes place on the model mold 30 applied molding compound 10 so as to give a molding compound 10 having casting mold 23 form with a geometric shape, at least partially an imprint of the model shape 30 equivalent. In a further step S5 there is a provision of the mold 23 for producing a metallic casting.

In einem weiteren Schritt S3a erfolgt ein Auftragen der Formmasse 10 auf die bereitgestellte Modellform 30 mit unterschiedlichen Schichtdicken in unterschiedlichen Bereichen der Modellform 30.In a further step S3a, the molding compound is applied 10 on the provided model form 30 with different layer thicknesses in different areas of the model form 30 ,

In einem weiteren Schritt S6 erfolgt ein Einfüllen einer Schmelze in die Gussform 23 und in einem weiteren Schritt S7 erfolgt ein Erstarren der Schmelze in der Gussform 23, um somit das Gussteil herzustellen. In einem weiteren Schritt S8 erfolgt ein Entfernen der Gussform 23 vom Gussteil.In a further step S6 a filling of a melt takes place in the casting mold 23 and in another step S7 a solidification of the melt takes place in the casting mold 23 so as to produce the casting. In a further step S8 a removal of the mold 23 from the casting.

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 sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.In addition, it should be noted that "encompassing" does not exclude other elements or steps, and "a" or "an" does not exclude a multitude. It should also be appreciated that features or steps described with reference to any of the above embodiments may also be used in combination with other features or steps of other embodiments described above. Reference signs in the claims are not to be considered as limiting.

Claims

Use of a method for producing a tool for the aluminum sheet Forming, the method comprising the steps of: a) providing a model mold (30) having a contour (32) for a component (S1) to be cast; b) providing a curable molding compound (10) comprising a binder system (12) and metal parts (14); wherein the metal parts (14) are embedded in the molding compound (10) in the binder system (14) (S2); wherein the metal parts (14) are formed as metal balls, which are arranged evenly distributed in the binder system; wherein the metal balls have a diameter between 0.2 mm and 3.2 mm, wherein the molding compound (10) in a first state (11) is provided, and from the first state (11) into a second state (21) is convertible to form a contour (22) for a mold (23); wherein the molding compound (10) in the first state (11) is adaptable to a contour (32) of the model mold (30); wherein the molding compound in the first state (11) is present as cohesive bulk material; wherein the metal balls in the first state (11) adhere to each other through the binder system; and wherein the molding compound (10) is cured in the second state (21); c) applying the molding compound (10) to the provided model mold (30) in the first state (11), wherein the molding compound (10) is adapted to the contour (32) of the model mold (30) (S3); d) curing the molding compound (10) applied to the model mold (30) so as to form a casting mold (23) having a geometric shape at least partially corresponding to an impression of the model mold (30) (S4) ; and e) providing the mold (23) for producing a metallic casting (S5).

Use after Claim 1 in which step c) comprises the following step: applying the molding compound (10) to the provided model mold (30) with different layer thicknesses in different regions of the model mold (30, S3a).

Use after Claim 1 or 2 the method further comprising: f) charging a melt into the mold (23, S6); and g) solidifying the melt in the mold (23) to thereby produce the casting (S7); and h) removing the mold (23) from the casting (S8).