DE10217040A1 - Keramischer Kern sowie Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen desselben - Google Patents
Keramischer Kern sowie Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen desselbenInfo
- Publication number
- DE10217040A1 DE10217040A1 DE10217040A DE10217040A DE10217040A1 DE 10217040 A1 DE10217040 A1 DE 10217040A1 DE 10217040 A DE10217040 A DE 10217040A DE 10217040 A DE10217040 A DE 10217040A DE 10217040 A1 DE10217040 A1 DE 10217040A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- core
- mold
- pins
- mold cavity
- cavity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C21/00—Flasks; Accessories therefor
- B22C21/12—Accessories
- B22C21/14—Accessories for reinforcing or securing moulding materials or cores, e.g. gaggers, chaplets, pins, bars
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C7/00—Patterns; Manufacture thereof so far as not provided for in other classes
- B22C7/02—Lost patterns
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Casting Devices For Molds (AREA)
Abstract
Beschrieben werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bilden mehrerer Positionierelemente an einem keramischen Kern. Ein keramischer Kern wird in einem Formhohlraum einer Form angeordnet, mehrere Stifte werden in den Formhohlraum so eingebracht, dass ein ein Positionierelement bildender Hohlraum an einem inneren Ende jedes Stiftes einer Oberfläche des Kerns gegenüberliegt, und geschmolzenes Wachs wird in jeden derartigen Hohlraum eingebracht, um mehrere Positionierelemente an der Oberfläche des Kerns zu bilden.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen keramischen Kern zur Verwendung
beim Gießen geschmolzener metallischer Materialien sowie ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Formen eines derartigen keramischen Kerns.
Die meisten Hersteller von Gasturbinentriebwerken untersuchen und entwi
ckeln im Genaugussverfahren (investment casting) hergestellte Turbinenschaufeln
(Laufrad- und Leitschaufeln), die komplizierte Kühlluftkanäle enthalten, um den
Wirkungsgrad der Kühlung der Turbinenschaufeln zu verbessern. Die inneren
Kühlluftkanäle werden in den gegossenen Schaufeln in der Weise gebildet, dass ein
oder mehrere dünne keramische Kerne mit Tragflügelprofil verwendet werden, die
in einer keramischen Maskenform (shell mold) angeordnet werden, wobei das ge
schmolzene Metall in der Maskenform um den Kern herum gegossen wird. Nach
dem das geschmolzene Metall erstarrt ist, werden die Form und der Kern entfernt,
um eine gegossene Schaufel zurückzulassen, die eine oder mehrere innere Kanäle
dort aufweist, wo vorher die Kerne saßen.
Der keramische Kern wird typischerweise unter Verwendung einer plastifi
zierten keramischen Verbindung aus einem keramischen Pulver, einem organischen
wärmehärtenden und/oder thermoplastischen Bindemittel und verschiedenen Zusät
zen hergestellt. Die keramische Verbindung wird durch Spritzgießen oder Übertra
gungsgießen bei hohen Temperaturen in eine Kernform eingebracht. Wenn der
grüne (ungebrannte) Kern aus der Form entfernt wird, wird er typischerweise zwi
schen einem oberen und unteren Setzglied angeordnet, um auf Umgebungstempe
ratur abzukühlen, bevor er Endbearbeitungs- und Messvorgängen sowie einem
Brennvorgang bei hohen Sintertemperaturen ausgesetzt wird.
Der fertige gebrannte Kern wird mit hoher Genauigkeit in einem Modell-
Formhohlraum angeordnet, in dem ein Wachsmodellmaterial um den Kern herum
eingebracht wird, um eine Kern-/Modell-Anordnung zur Verwendung in dem be
kannten Wachsschmelz-Maskenformverfahren zu bilden. Die Kern-/Modell-Anord
nung wird hierbei wiederholt in eine keramische Schlämme getaucht, von über
schüssiger Schlämme durch Abtropfen befreit, mit groben keramischen Stuck- oder
Sandpartikeln "stuckatiert" und anschließend getrocknet, um mehrere keramische
Schichten aufzubauen, die zusammen eine Maskenform um die Anordnung herum
bilden. Das Modell wird dann wahlweise entfernt, um eine Maskenform mit dem
darin befindlichen keramischen Kern zurückzulassen.
Bei einem Versuch, den keramischen Kern in dem Modellformhohlraum
präzise zu positionieren, wurden aus Kunststoff bestehende Positionierelemente an
der konvexen und konkaven Schaufelflügelfläche des Kerns durch Kleben so ange
bracht, dass die Positionierelemente an der Wand des Modellformhohlraums anliegt
und den Kern darin positioniert. Diese Technik hat jedoch den Nachteil, dass ein
manueller Betätigungsvorgang erforderlich ist, der zeitraubend ist und einen Klebe
vorgang umfasst. Diese Technik hat außerdem den Nachteil, dass die Lage der Po
sitionierelemente am keramischen Kern Schwankungen unterliegt, so dass die Lage
der Positionierelemente von einem Kern zum nächsten unterschiedlich ist.
Durch die vorliegende Erfindung sollen diese Nachteile vermieden werden.
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den An
sprüchen definiert.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Formen von Positionierelementen an einem keramischen Kern, bei denen der kera
mische Kern in einem Formhohlraum mit mehreren Positionierelemente bildenden
Hohlräumen benachbart zum Kern angeordnet wird, und ein fluidisches Material
wie z. B. ein geschmolzenes Wachs in jeden der Positionierelemente bildenden
Hohlräume eingebracht wird, um eine entsprechende Anzahl von Positionierele
menten an einer Oberfläche des Kerns zu bilden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein keramischer Kern in
einem Formhohlraum einer Form angeordnet, in dem Formhohlraum mehrere Stifte
vorgesehen, die jeweils an einem inneren Ende benachbart zum Kern mit einem
Positionierelemente bildenden Hohlraum versehen sind, und ein fluidisches Mate
rial wie z. B. geschmolzenes Wachs in jeden Positionierelemente bildenden Hohl
raum eingebracht wird, um mehrere Positionierelemente an der Oberfläche des
Kerns zu bilden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist jeder Positionierelemente bil
dende Hohlraum eines entsprechenden Stiftes mit einem Einlasskanal verbunden,
durch den das geschmolzene Wachs oder andere fluidische Material zugeführt wird.
Der Formhohlraum umfasst Oberflächenbereiche, die für eine zwangsläufige Fixie
rung des Kerns sorgen, während die Positionierelemente daran angegossen werden.
Beispielsweise sind Formhohlraumflächen benachbart zu den Stiften vorgesehen
und so ausgebildet, dass sie einen kontrollierten Spalt zwischen dem Kern und den
Formhohlraumflächen bilden, welcher so dünn ist, dass der Kern zwangspositioniert
wird und außerdem verhindert wird, dass das geschmolzene Wachs oder andere
fluidische Material zwischen diese Formhohlraumflächen und die Kernoberflächen
fließen kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung, die insbesondere mit einem Kern in
Form eines Schaufelflügels von Vorteil ist, sind mehrere der Stifte einer konkaven
Schaufelflügelfläche des Kerns zugewandt, und eine andere Anzahl der Stifte sind
einer konvexen Schaufelflügelfläche des Kerns zugewandt, um Positionierelemente
an der konkaven und konvexen Schaufelflügelfläche des Kerns zu bilden. Die Stifte
sind durch eine Gewindeverbindung an der Form lageverstellbar, um die Stifte rela
tiv zu unterschiedlichen Formen des Kerns positionieren zu können, um die Höhe
der Positionierelemente an Kernabmessungen entsprechend vorgegebenen Spezifi
kationen anpassen zu können.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner einen keramischen Kern, an dem
mittlere Positionierelemente angegossen sind, um für eine Zwangspositionierung
des Kerns in einer Modellform zu sorgen.
Die Erfindung ist besonders geeignet, wenn auch nicht hierauf beschränkt,
zum Formen von Positionierelementen an keramischen Kernen in Form von Schau
felflügeln, wie sie beim Gießen von Gasturbinenschaufeln (Laufrad- und Leitschau
feln) verwendet werden, wobei der Kern relativ lang und dünnwandig ausgebildet
ist.
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung nä
her erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht eines keramischen Kerns in Form einer Schaufel,
an dem Positionierelemente gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet sind;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des keramischen Kerns, nachdem ein
Wachsmodell einer Gasturbinenschaufel um ihn herum gegossen wurde;
Fig. 3 eine schematische perspektivische Ansicht einer Form mit einer obe
ren und unteren Formhälfte, wobei die obere und untere Formhälfte in den Fig.
3A und 3B genauer dargestellt sind;
Fig. 3A eine Draufsicht auf die untere Formhälfte;
Fig. 3B eine Draufsicht auf die obere Formhälfte;
Fig. 4 eine Schnittansicht der unteren Formhälfte längs der Linien 4-4 in
Fig. 3A;
Fig. 5 eine Schnittansicht der unteren Formhälfte längs der Linien 5-5 in
Fig. 3A;
Fig. 6 eine Teilschnittansicht einer modellbildenden Form mit einem
keramischen Kern, dessen Positionierelemente in der Form angeordnet sind.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im folgenden
anhand eines keramischen Kerns beschrieben, der beim Gießen einer Gasturbinen
schaufel aus einer Superlegierung auf Nickel- oder Kobaltbasis verwendet wird,
wobei der Kern in der gegossenen Schaufel, wenn er entfernt ist; einen Kühlkanal
bildet. Die Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt, sondern kann vielmehr
anhand anderer keramischer Kerne verwirklicht werden, um unterschiedlichste
Gussteile für andere Anwendungszwecke aus einer Vielzahl von Metallen und Le
gierungen herzustellen.
Ein gebrannter keramischer Kern 10 zur Verwendung beim Gießen einer
Gasturbinenschaufel aus einer Superlegierung auf Nickel- oder Kobaltbasis ist in
Fig. 1 dargestellt. Der Kern 10 hat eine solche Form, dass er in der gegossenen Tur
binenschaufel einen Kühlkanal bildet. Der Kern 10 hat, wie dargestellt, einen
Schaufelfußbereich 12 und einen Schaufelflügelbereich 14. Der Schaufelflügelbe
reich 14 hat eine Vorderkante 16 und eine Hinterkante 18. Eine schlitzförmige Öff
nung 21 ist im Kern 10 vorgesehen, für den Fall, dass die Konstruktion des fertigen
Gussteils nach einem durch diese Öffnung gebildeten Gussteilmerkmal verlangt.
Andere Kerne haben keine derartige Öffnung 21.
Der Kern 10 hat eine konvexe Schaufelflügelfläche S1 und eine
gegenüberliegende konkave Schaufelflügelfläche S2, wie dies in der Strömungs
technik bekannt ist.
Der Kern 10 kann durch herkömmliches Spritzgießen, Übertragungsgießen
oder andere kernformende Techniken hergestellt werden, bei dem eine plastifizierte
keramische Verbindung in eine Kernform eingebracht wird. Die keramische Ver
bindung besteht aus einem keramischen Pulver (z. B. ein Mehl aus Aluminiumoxid,
Siliziumoxid, Zirkon, Zirkoniumoxid usw.), einem organischen Bindemittel (z. B.
einem wärmehärtenden Bindemittel, einem thermoplastischen oder vernetzten
thermoplastischen Bindemittel und Gemischen derselben) sowie verschiedenen Zu
sätzen. Diese keramische Verbindung wird bei hohen Temperaturen in eine Form
überatmosphärischer Formtemperatur eingespritzt, um einen grünen Kern zu bilden,
der dann gebrannt oder gesintert wird, um einen porösen gebrannten keramischen
Kern ausreichender Festigkeit zum Gießen von geschmolzenem Metall oder einer
geschmolzenen Legierung zu bilden, wie an sich bekannt ist.
In den Fig. 3 bis 5 ist eine Vorrichtung zum Formen von Positionierele
menten an dem keramischen Kern 10 dargestellt. Die Vorrichtung umfasst eine
Form 20 mit einer unteren Formhälfte 20a und einer oberen Formhälfte 20b, die
durch einen Zapfen 21' an einem Ende gelenkig miteinander verbunden sind und
während des Einspritzens von Wachs unter Verwendung einer 35-Tonnen-Spann
presse zusammenklemmbar sind, wie schematisch durch einen Pfeil CP angedeutet
ist.
Die nach oben weisende Fläche 30 der unteren Formhälfte 20a hat einen
länglichen Formhohlraum 34 mit zwei erhabenen Formhohlraumflächen 34a, die
zwei aufrechte Stifte 36 umfassen. Die Stifte 36 sind typischerweise zylindrische
Stifte mit einem Durchmesser von 6,35 mm (0,25 inch), wenngleich auch andere
Formen und Abmessungen der Stifte möglich sind. Jeder Stift 36 hat ein inneres
Ende benachbart zu dem Kern 10, wobei das innere Ende mit einem Positionierele
mente bildenden Hohlraum 36a, der so angeordnet werden kann, dass er benachbart
zu der konvexen Fläche S1 des Kerns und dieser zugewandt liegt (Fig. 5), um an
dieser Positionierelemente zu bilden. Jeder Stift 36 ist an seinem äußeren Ende 36b
mit einem Gewinde versehen, das in eine Bohrung der unteren Formhälfte 20a ein
geschraubt ist, so dass die Stifte 36 axial in Richtung auf und weg von den hori
zontalen Ebenen P1, P2 der Formhälften 20a, 20b in Bohrungen der oberen Form
hälfte 20a bewegbar sind. Die Fläche 30 umfasst eine erhabene längliche Rippe
34b, die in einem Schlitz 21 des Kerns 10 zwecks Positionierung des Kerns in der
Form 20 sitzt.
Die untere Formhälfte 20a umfasst einen Einlass 40 zum Zuführen von ge
schmolzenem Wachs eines Typs, der dazu verwendet wird, um anschließend das
Modell um den Kern 10 herum unter Druck aus einer Quelle wie z. B. einem Ein
spritzstempel einer herkömmlichen Wachseinspritzmaschine zu formen. Die Erfin
dung ist nicht auf die Verwendung geschmolzenen Wachses als Material zum For
men der Positionierelemente beschränkt, da andere Materialien wie z. B. Kunststoff
polymeren, wie sie im Wachsschmelzverfahren ebenfalls eingesetzt werden, ver
wendet werden können.
Der Einlass 40 ist mit zwei länglichen Einlasskanälen 42 verbunden, die in
die untere Formhälfte 20a eingearbeitet sind (Fig. 3B, 4 und 5). Jeder Einlasskanal
42 ist mit seitlichen Kanälen 44 verbunden, die in eine Richtung senkrecht zu dem
entsprechenden Einlasskanal 42 und zu der Längsachse des Kerns 10 verlaufen, wie
am besten in Fig. 3A dargestellt ist. Jeder Einlasskanal 44 gibt geschmolzenes
Wachs oder ein anderes fluidisches Material für die Positionierelemente unter
Druck von z. B. 20,7 bar (300 psi) an den Hohlraum 36a des benachbarten Stiftes
36 ab, wie in Fig. 3B am besten zu sehen ist. Insbesondere ist jeder seitliche Kanal
44 mit einem kleinen seitlichen Kanal 45 verbunden, der mit dem Hohlraum 36a
jedes Stiftes 36 durch einen Spalt CS zwischen dem inneren Endes jedes Stiftes 36
und der angrenzenden Fläche S1 oder S2 des Kerns in Verbindung steht. Der Spalt
CS ist zwischen dem oberen Formabschnitt 20b und dem Kern an oberen Formbe
reichen 205 vorgesehen. Wie durch gestrichelte Linien AA in Fig. 5 angedeutet, ist
ein Gegenstück zu den Kanälen 42 und 44 in der oberen Formhälfte 20b vorgese
hen, um einen Gegenkanal (nicht gezeigt) in der oberen Formhälfte zu dem Kanal
45 (in der unteren Formhälfte) mit geschmolzenem Wachs zu versorgen, für den
Fall, dass ein größerer Wachsstrom für die oberen Stifte 36 erforderlich ist. Die
obere Formhälfte würde somit Kanäle entsprechend den Kanälen 42, 44 und 45 ent
halten.
Die nach unten gerichtete Fläche 32 in der oberen Formhälfte 20b umfasst
einen länglichen Formhohlraum 54 mit zwei Formhohlraumflächen 54a, die den
Flächen 34a entsprechen und die zwei Stifte 36 entsprechend den Stiften in der un
teren Formhälfte 20a umfassen. Die Stifte 36 in der oberen und unteren Formhälfte
sind koaxial zueinander angeordnet, wie in Fig. 5 zu sehen ist. Jeder Stift 36 in der
oberen Formhälfte hat ein inneres Ende benachbart zum Kern 10, wobei das innere
Ende mit einem Positionierelemente bildenden Hohlraum 36a versehen ist, der so
ausgebildet ist, dass er benachbart zu der konkaven Fläche S2 des Kerns und dieser
zugewandt anordnet werden kann (Fig. 5), um an dieser die Positionierelemente zu
bilden. Jeder Stift 36 ist an seinem äußeren Ende 36b mit einem Gewinde versehen,
das in eine Bohrung der oberen Formhälfte 20b eingeschraubt ist, so dass jeder Stift
36 axial in Richtung auf und weg von den horizontalen Ebenen P1, P2 der Form
hälften 20a, 20b in einer Bohrung der oberen Formhälfte 20b bewegbar ist.
Die Stifte 36 in der unteren und oberen Formhälfte sind durch längliche
seitliche Keile 50 gegen Drehen gesichert, welche in die Formhälften 20a, 20b ein
geschraubt sind, so dass sie in Schlitze 36 s jedes Stiftes 36 greifen, wie am besten in
Fig. 4 zu sehen ist.
Die Formhohlraumflächen 34a, 54a der oberen und unteren Formhälfte 20a,
20b sind so ausgebildet, dass sie den Kern 10 in dem Formhohlraum 20c zwangspo
sitionieren, während die Positionierelemente an den Flächen S1, S2 des Kerns an
gegossen werden. Zu diesem Zweck ist ein enger Spalt CS1 zwischen den Form
hohlraumflächen 34a, 54a und den Flächen S1, S2 des Kerns vorgesehen, der den
Kern 10 im Formhohlraum 20 positioniert, während er gleichzeitig eine Abdichtung
bildet, durch die ein Eindringen geschmolzenen Wachses in den Spalt verhindert.
Für ein typisches Modellwachs beträgt der Spalt zwischen den Formhohlraumflä
chen 34a, 54a und den Flächen S1, S2 des Kerns 0,25 mm (0,010 inch) oder weni
ger. Die Formflächen 30, 32 haben ebenfalls diesen wachsdichten Spaltraum von
0,25 mm (0,010 inch) oder weniger.
Bereiche des Kerns 10 überspannen vergrößerte Formhohlräume 34c in der
unteren Formhälfte 20a und vergrößerte Formhohlräume 54c in der oberen Form
hälfte. Die Formhohlräume 34c, 54c sind in die Formhälften 20a, 20b eingearbeitet
und tragen zur Positionierung des Kerns in der Form 20 nichts bei.
Die inneren Enden der Stifte 36 in der unteren Formhälfte 20a sind benach
bart zu der konvexen Fläche S1 des Kerns angeordnet und dieser zugewandt, wenn
die Formhälften 20a, 20b zusammengespannt sind (Fig. 5). Die inneren Enden der
Stifte 36 in der oberen Formhälfte 20b sind der konkaven Fläche S2 des Kerns be
nachbart und zugewandt, wenn die Formhälften 20a, 20b zusammengespannt sind.
Die inneren Enden der Stifte 36 sind zu den Flächen S1, S2 des Kerns durch den
Spalt CS einer Dicke von z. B. 0,89 mm (0,035 inch) beabstandet, damit geschmol
zenes Wachsmaterial aus den Kanälen 44, 45 in den Hohlraum 36a jedes Stiftes 36
fließen kann, um darin zu erstarren und somit erhabene Positionierelemente 100 an
den Flächen S1, S2 des Kerns zu bilden, wie in den Fig. 1 und 5 zu sehen ist.
Die Positionierelemente 100 können irgendeine geeignete Form haben, die
dazu geeignet ist, den Kern 10 in einem Modellformhohlraum zu positionieren, in
dem ein Schaufelmodell aus Wachs um den Kern 10 herum gebildet wird (Fig. 6).
Bei der dargestellten Ausführungsform haben die Positionierelemente 100 eine
Teilkugelform, deren äußerer Radius tangential zu einer Linie verläuft, die die Di
cke des Schaufelmodells bildet, das um den Kern 10 herum in dem Modellform
hohlraum geformt werden soll. Die Dicke des Wachsschaufelmodells ist durch die
gestrichelte Linie AP in Fig. 5 angedeutet.
Nachdem das geschmolzene Wachs in dem Hohlraum 36a jedes Stiftes 36
erstarrt ist, wird der Klemmdruck aufgehoben, und die Formhälften 20a, 20b wer
den um den Zapfen 21 herum geöffnet, und der Kern 10 mit den daran angegosse
nen Positionierelementen 100 (Fig. 1) wird von der unteren Formhohlraumfläche
abgehoben. Jedes Positionierelement 100, das an der konkaven Fläche S1 des Kerns
10 angegossen ist, ist mit dem darunterliegenden Positionierelement 100 an der
konvexen Fläche S2 durch eine dünne Lage bzw. ein dünnes Band 102 aus erstarr
tem Wachs verbunden, das um die nächstliegende Vorderkante 16 bzw. Hinterkante
18 des Kerns 10 herum verläuft, wie in den Fig. 1 und 6 zu sehen ist. Das er
starrte Wachs in jedem Kanal 45 bricht an einer Stelle zwischen dem dünnen Band
102 und dem seitlichen Kanal 44 ab, wenn der Kern 10 aus der Form 20 entnom
men wird.
Der Kern 10 wird dann in einem herkömmlichen Modellformhohlraum 200
unter Verwendung der angegossenen Positionierelemente 100 präzise positioniert.
Beispielsweise wird der Kern 10 in dem Modellformhohlraum 200 zwischen einer
oberen und unteren Modellformhälfte 200a, 200b dadurch präzise positioniert, dass
die Positionierelemente 100 an den Wänden des Modellformhohlraums anliegen
(Fig. 6). Heißes geschmolzenes Wachs wird unter Druck in den Modellformhohl
raum 200 um den Kern 10 herum eingespritzt, und nach dem Erstarren bildet es ein
Turbinenschaufelmodell aus Wachs um den Kern 10 herum in herkömmlicher
Weise. Das Turbinenschaufelmodell umfasst einen Schaufelflügelabschnitt 202,
einen Plattformabschnitt 204, einen Schaufelfußabschnitt 205 und einen Anguss
206. Die Fig. 2 zeigt ein typisches Gasturbinenschaufelmodell aus Wachs, das um
den Kern 10 herum spritzgegossen ist, mit Ausnahme freiliegender Enden 10e des
Kerns 10, die als Kernabdrucke zu Sichern des Kerns in der keramischen Masken
form fungieren, welche anschließend um die Kern-/Modell-Anordnung durch das
bekannte Wachsschmelzverfahren gebildet wird.
Claims (21)
1. Verfahren zum Formen von Positionierelementen (100) an einem kerami
schen Kern (10), bei dem ein keramischer Kern (10) in einem Formhohlraum (34)
angeordnet wird, der mehrere Positionierelemente bildende Hohlräume (36a) be
nachbart zu dem Kern (10) aufweist, und ein fluidisches Material in jeden derarti
gen Hohlraum (36a) eingebracht wird, um mehrere Positionierelemente (100) an
einer Oberfläche des Kerns (10) anzuformen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das fluidische
Material geschmolzenes Wachs ist.
3. Verfahren zum Formen von Positionierelementen (100) an einem kerami
schen Kern (10), bei dem ein keramischer Kern (10) in einem Formhohlraum (34)
angeordnet wird, der mehrere Stifte (36) hat, von denen jeder einen Positionierele
mente bildenden Hohlraum (36a) an einem inneren Ende benachbart zu dem Kern
(10) aufweist, und fluidisches Material in jeden Positionierelemente bildenden
Hohlraum eingebracht wird, um mehrere Positionierelemente (100) an einer Ober
fläche des Kerns (10) zu bilden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das fluidische
Material geschmolzenes Wachs enthält, das in die Formelemente bildenden Hohl
räume (36a) eingebracht wird und dann zum Erstarren gebracht wird, um die Positi
onierelemente (100) zu bilden.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder
Positionierelemente bildende Hohlraum (36a) eines entsprechenden Stiftes (36a)
mit einem Kanal (40, 42, 44) in Verbindung steht, durch den das fluidische Material
eingebracht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass der Formhohlraum (34) eine Formhohlraumfläche (34a) um den Stift (36)
herum aufweist und so ausgebildet ist, dass sie den Kern (10) beim Formen der Po
sitionierelemente (100) positioniert.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Formhohl
raumfläche (34a) so ausgebildet ist, dass sie einen Spalt (CS1) zwischen dem Kern
(10) und der Formhohlraumfläche (34a) bildet, der so eng ist, dass kein fluidisches
Material in den Spalt (CS1) fließen kann.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt eine
Dicke von 0,25 mm (0,01 inch) oder weniger hat.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
dass der Kern (10) eine konkave Schaufelflügelfläche (S2), die mehreren Stiften
(36) in einer ersten Formhälfte (20b) zugewandt ist, und eine konvexe Schaufelflü
gelfläche (S1), die mehreren Stiften (36) in einer zweiten Formhälfte (20a) zuge
wandt ist, aufweist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
dass die Lage der Stifte (36) relativ zu dem Kern (10) durch eine Schraubverbin
dung verstellbar ist.
11. Vorrichtung zum Formen von Positionierelementen (100) an einem
keramischen Kern (10), mit einem Formhohlraum (34), mehreren in dem Formhohl
raum (34) angeordneten Stiften (36), die jeweils an einem inneren Ende benachbart
zu dem Kern (10) einen Positionierelemente bildenden Hohlraum (36a) haben, die
jeweils einer Oberfläche des Kerns (10) zugewandt sind, und einem Kanal (40, 42,
44) zum Einführen eines fluidischen Materials in einen entsprechenden Positionier
elemente bildenden Hohlraum (36a), um mehrere Positionierelemente (100) an der
Oberfläche des Kerns (10) zu bilden.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Form
(20) eine obere Formhälfte (20b) und eine untere Formhälfte (20a) hat, wobei einige
der Stifte (36) an der oberen Formhälfte (20b) und andere Stifte (36) an der unteren
Formhälfte (20a) angeordnet sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der
Formhohlraum (34) eine Formhohlraumfläche (34a) um den Stift (36) herum auf
weist und so ausgebildet ist, dass sie den Kern (10) beim Formen der Positionier
elemente (100) positioniert.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die
Formhohlraumfläche (34a) so ausgebildet ist, dass sie einen Spalt (CS1) zwischen
dem Kern (10) und der Formhohlraumfläche (34a) bildet, der so eng ist, dass kein
fluidisches Material in den Spalt (CS1) fließen kann.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt
eine Dicke von 0,25 mm (0,01 inch) oder weniger hat.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, dass der Formhohlraum (34) eine konkave Schaufelflügelfläche
und eine konvexe Schaufelflügelfläche aufweist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine An
zahl der Stifte (36) an der konkaven Schaufelflügelfläche und eine andere Anzahl
der Stifte (36) an der konvexen Schaufelflügelfläche angeordnet sind, so dass sie
einer entsprechenden konkaven Schaufelflügelfläche (S2) des Kerns (10) und einer
konvexen Schaufelflügelfläche (S1) des Kerns (10) zugewandt sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, dass die Lage der Stifte (36) relativ zu dem Kern (10) durch eine
Schraubverbindung verstellbar ist.
19. Keramischer Kern zur Verwendung beim Gießen eines Schaufelflügels
mit einer konkaven Schaufelflügelfläche (S2) und einer konvexen Schaufelflügel
fläche (S1), die durch eine Vorderkante (16) und eine Hinterkante (18) miteinander
verbunden sind, einem ersten Positionierelement (100), das an der konkaven Ober
fläche eines verlorenen Materials angegossen ist, und einem zweiten Positionier
element (100), das an der konvexen Oberfläche des verlorenen Materials angegos
sen ist, wobei das erste und zweite Positionierelement (100) durch ein Band (102)
aus dem verlorenen Material verbunden sind, das an der konkaven und konvexen
Schaufelflügelfläche (S1, S2) angegossen ist und um die Vorderkante (16) und/oder
Hinterkante (18) herumläuft.
20. Kern nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und
zweite Positionierelement (100) in einer Richtung von der konkaven Schaufelflügel
fläche (S2) zu der konvexen Schaufelflügelfläche (S1) ausgerichtet sind.
21. Kern nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass das
verlorene Material Wachs ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/837,547 US6505678B2 (en) | 2001-04-17 | 2001-04-17 | Ceramic core with locators and method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10217040A1 true DE10217040A1 (de) | 2002-11-21 |
Family
ID=25274770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10217040A Withdrawn DE10217040A1 (de) | 2001-04-17 | 2002-04-17 | Keramischer Kern sowie Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen desselben |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6505678B2 (de) |
JP (1) | JP2002361370A (de) |
DE (1) | DE10217040A1 (de) |
FR (1) | FR2823455B1 (de) |
GB (1) | GB2374567B (de) |
Families Citing this family (36)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6505672B2 (en) * | 2001-05-22 | 2003-01-14 | Howmet Research Corporation | Fugitive patterns for investment casting |
US6871687B2 (en) * | 2003-04-24 | 2005-03-29 | International Engine Intellectual Property Company, Llc | Automated core package placement |
US7296615B2 (en) | 2004-05-06 | 2007-11-20 | General Electric Company | Method and apparatus for determining the location of core-generated features in an investment casting |
US7216689B2 (en) * | 2004-06-14 | 2007-05-15 | United Technologies Corporation | Investment casting |
US7270166B2 (en) * | 2004-06-28 | 2007-09-18 | Howmet Corporation | Fugitive pattern assembly and method |
US7569172B2 (en) * | 2005-06-23 | 2009-08-04 | United Technologies Corporation | Method for forming turbine blade with angled internal ribs |
DE102008007820A1 (de) * | 2008-02-05 | 2009-08-06 | Mtu Aero Engines Gmbh | Verfahren zur Reparatur eines metallischen Hohlkörpers |
US20110094698A1 (en) * | 2009-10-28 | 2011-04-28 | Howmet Corporation | Fugitive core tooling and method |
FR2959947B1 (fr) * | 2010-05-11 | 2014-03-14 | Snecma | Outillage d'injection d'une piece |
US8082972B1 (en) | 2010-10-05 | 2011-12-27 | Mpi Incorporated | System for assembly wax trees using flexible branch |
EP2460604A1 (de) * | 2010-12-01 | 2012-06-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Gießen von Hohlkomponenten einer Turbomaschine |
US20130333855A1 (en) * | 2010-12-07 | 2013-12-19 | Gary B. Merrill | Investment casting utilizing flexible wax pattern tool for supporting a ceramic core along its length during wax injection |
FR2978069B1 (fr) * | 2011-07-22 | 2013-09-13 | Snecma | Moule pour piece de turbomachine d'aeronef comprenant un dispositif ameliore de support d'inserts destines a etre integres a la piece |
EP2961547A4 (de) * | 2013-03-01 | 2016-11-23 | United Technologies Corp | Herstellungsverfahren für gasturbinenmotorkomponente und kern zur herstellung davon |
US9835035B2 (en) | 2013-03-12 | 2017-12-05 | Howmet Corporation | Cast-in cooling features especially for turbine airfoils |
US10300526B2 (en) * | 2014-02-28 | 2019-05-28 | United Technologies Corporation | Core assembly including studded spacer |
US9579714B1 (en) | 2015-12-17 | 2017-02-28 | General Electric Company | Method and assembly for forming components having internal passages using a lattice structure |
US10118217B2 (en) | 2015-12-17 | 2018-11-06 | General Electric Company | Method and assembly for forming components having internal passages using a jacketed core |
US10099276B2 (en) | 2015-12-17 | 2018-10-16 | General Electric Company | Method and assembly for forming components having an internal passage defined therein |
US9968991B2 (en) | 2015-12-17 | 2018-05-15 | General Electric Company | Method and assembly for forming components having internal passages using a lattice structure |
US10099284B2 (en) | 2015-12-17 | 2018-10-16 | General Electric Company | Method and assembly for forming components having a catalyzed internal passage defined therein |
US10137499B2 (en) | 2015-12-17 | 2018-11-27 | General Electric Company | Method and assembly for forming components having an internal passage defined therein |
US10150158B2 (en) | 2015-12-17 | 2018-12-11 | General Electric Company | Method and assembly for forming components having internal passages using a jacketed core |
US10046389B2 (en) | 2015-12-17 | 2018-08-14 | General Electric Company | Method and assembly for forming components having internal passages using a jacketed core |
US10099283B2 (en) | 2015-12-17 | 2018-10-16 | General Electric Company | Method and assembly for forming components having an internal passage defined therein |
US9987677B2 (en) | 2015-12-17 | 2018-06-05 | General Electric Company | Method and assembly for forming components having internal passages using a jacketed core |
US10335853B2 (en) * | 2016-04-27 | 2019-07-02 | General Electric Company | Method and assembly for forming components using a jacketed core |
US10286450B2 (en) * | 2016-04-27 | 2019-05-14 | General Electric Company | Method and assembly for forming components using a jacketed core |
US10814445B2 (en) | 2016-05-09 | 2020-10-27 | Raytheon Technologies Corporation | Airfoil machining |
CN107962152A (zh) * | 2016-10-19 | 2018-04-27 | 无锡飞而康精铸工程有限公司 | 航空发动机叶片蜡型及陶瓷型芯校型用工装 |
GB2563222A (en) * | 2017-06-06 | 2018-12-12 | Rolls Royce Plc | Core positioning in wax pattern die, and associated method and apparatus |
US11123829B2 (en) | 2018-06-07 | 2021-09-21 | General Electric Company | Fixture including supports for holding various components |
CN110385401B (zh) * | 2019-08-18 | 2024-03-12 | 山西大学 | 一种实现陶芯自动夹持的空心涡轮叶片精铸蜡型模具 |
CN112517854A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-03-19 | 贵阳航发精密铸造有限公司 | 一种制造空心涡轮叶片的陶瓷型芯定位方法 |
CN112935228B (zh) * | 2021-01-28 | 2022-05-10 | 季华实验室 | 一种航空叶片蜡型模具开模装置 |
CN114799049B (zh) * | 2022-03-30 | 2024-02-09 | 西安航天发动机有限公司 | 航天液体发动机变截面叶片铸件用砂芯的加工模具及方法 |
Family Cites Families (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4068702A (en) * | 1976-09-10 | 1978-01-17 | United Technologies Corporation | Method for positioning a strongback |
GB1598801A (en) * | 1978-01-30 | 1981-09-23 | Rolls Royce | Gas turbine engine blades |
US4283835A (en) * | 1980-04-02 | 1981-08-18 | United Technologies Corporation | Cambered core positioning for injection molding |
US4289191A (en) * | 1980-04-02 | 1981-09-15 | United Technologies Corporation | Injection molding thermoplastic patterns having ceramic cores |
GB2096525B (en) * | 1981-04-14 | 1984-09-12 | Rolls Royce | Manufacturing gas turbine engine blades |
FR2594727B1 (fr) * | 1986-02-27 | 1988-05-06 | Snecma | Procede de preparation de noyaux ceramiques |
US4842243A (en) | 1988-01-19 | 1989-06-27 | Lie Angle Solutions, Inc. | Method and apparatus for molding golf club heads |
US4975041A (en) | 1989-05-18 | 1990-12-04 | Fries Steven L | Die assembly for die casting a propeller structure |
US5063992A (en) * | 1989-07-31 | 1991-11-12 | Ford Motor Company | Hollow connecting rod |
JPH0484646A (ja) * | 1990-07-26 | 1992-03-17 | Mitsubishi Materials Corp | ろう模型成形用金型の中子固定方法 |
US5547630A (en) | 1991-10-15 | 1996-08-20 | Callaway Golf Company | Wax pattern molding process |
US5295530A (en) | 1992-02-18 | 1994-03-22 | General Motors Corporation | Single-cast, high-temperature, thin wall structures and methods of making the same |
GB9203585D0 (en) | 1992-02-20 | 1992-04-08 | Rolls Royce Plc | An assembly for making a pattern of a hollow component |
DE9208262U1 (de) | 1992-06-25 | 1992-08-13 | Arno Lindner KG, 8000 München | Spritzventil für Vakuum-Wachs-Einspritzanlage |
US5296308A (en) | 1992-08-10 | 1994-03-22 | Howmet Corporation | Investment casting using core with integral wall thickness control means |
US5542255A (en) | 1994-05-04 | 1996-08-06 | Minnesota Valley Engineering, Inc. | High temperature resistant thermal insulation for cryogenic tanks |
GB9317518D0 (en) * | 1993-08-23 | 1993-10-06 | Rolls Royce Plc | Improvements in or relating to investment casting |
US5464342A (en) | 1993-09-24 | 1995-11-07 | Nitrojection Corporation | Pin in barrel injection molding nozzle using short pin |
US5538798A (en) | 1995-04-12 | 1996-07-23 | Niemin Porter & Co. D/B/A Cast Alloys, Inc. | Investment casting gating for metal wood golf club heads |
US5908643A (en) | 1996-06-12 | 1999-06-01 | Sturm, Ruger & Company, Inc. | Injection mold apparatus for producing a pattern |
US5945141A (en) | 1997-04-28 | 1999-08-31 | Nissei Plastic Industrial Co., Ltd. | Screw head device for injection molding machine |
US6065954A (en) | 1997-10-22 | 2000-05-23 | Mcferrin Engineering & Manufacturing Co. | Wax injector |
US5843494A (en) | 1998-03-31 | 1998-12-01 | Amcan Castings Limited | Positioning device for slidable core |
-
2001
- 2001-04-17 US US09/837,547 patent/US6505678B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-04-09 GB GB0208180A patent/GB2374567B/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-04-16 JP JP2002113367A patent/JP2002361370A/ja active Pending
- 2002-04-16 FR FR0204734A patent/FR2823455B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2002-04-17 DE DE10217040A patent/DE10217040A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2374567B (en) | 2005-08-24 |
US20020148589A1 (en) | 2002-10-17 |
FR2823455A1 (fr) | 2002-10-18 |
GB0208180D0 (en) | 2002-05-22 |
FR2823455B1 (fr) | 2005-01-21 |
GB2374567A (en) | 2002-10-23 |
JP2002361370A (ja) | 2002-12-17 |
US6505678B2 (en) | 2003-01-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10217040A1 (de) | Keramischer Kern sowie Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen desselben | |
DE69323817T2 (de) | Präzisionsgiessen unter Verwendung von Kern mit integrierter Wanddickenkontrollvorrichtung | |
DE3210433C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer verlorenen Gießform zur Produktion einer Schaufel für ein Gasturbinentriebwerk | |
EP1098725B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines metallischen hohlkörpers | |
DE69910384T2 (de) | Verfahren zur herstellung von feuerfesten formkörpern | |
DE4440397C1 (de) | Verfahren zum Herstellen von Gußformen | |
DE69626723T2 (de) | Einstückig gegossene, hochtemperaturbeständige, dünnwandige Strukturen, deren Wände mit einem eingegossenen Verbindungselement höherer Wärmeleitfähigkeit verbunden sind | |
DE10207279A1 (de) | Gießverfahren und Gussteil | |
EP0309507B1 (de) | Formkörper zum tiefziehen von folien und vergiessen von werkstoffen | |
DE69317690T2 (de) | Aufbau zur Herstellung eines Modelles aus hohlen Einzelteilen | |
DE2831292A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer turbinenschaufel | |
DE8900819U1 (de) | Gießform zum Metallgießen und Hülse hierfür | |
DE69424261T2 (de) | Schnelle Herstellung von komplexen Gussteilen | |
DE2258461A1 (de) | Giessverfahren | |
DE2164612A1 (de) | Elastomere Formauskleidung | |
EP3740332A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines keramischen kerns für das herstellen eines gussteils mit hohlraumstrukturen sowie keramischer kern | |
DE3304073A1 (de) | Verfahren zur erstellung von formen fuer das spritzgiessen, insbesondere von werkzeugen fuer das spritzgiessen von kunststoff | |
DE1195910B (de) | Verfahren zur Herstellung von gegossenen hohlen Turbinenschaufeln | |
EP3727723A1 (de) | Verfahren zum herstellen eines formteils sowie speisereinsatz zur verwendung in einem solchen verfahren | |
DE102021110317A1 (de) | Hybridkern für die herstellung von gussteilen | |
DE19820246C2 (de) | Gußkern | |
DE2939974A1 (de) | Verfahren zum giessen von metall in eine selbsttragende, gasdurchlaessige sandorm und sandform sowie giessvorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens | |
DE2453090B2 (de) | Verfahren und Form zum Herstellen einer gegossenen Turbinenhohlschaufel | |
DE10221074B4 (de) | Gießform zur Herstellung eines Gußteils unter Verwendung von Formgrundstoff und Verwendung einer solchen Gießform | |
DE1433935A1 (de) | Modelleinrichtung fuer Giessereizwecke |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |