DE112012002984T5

DE112012002984T5 - Verfahren zum Herstellen einer Metallgießform sowie Form

Info

Publication number: DE112012002984T5
Application number: DE112012002984.4T
Authority: DE
Inventors: Kazuyuki Nishikawa; Masanori Tomioka
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 2011-07-15
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2014-06-12
Also published as: US20140150984A1; WO2013011789A1; JP5561659B2; CN103648680B; CN103648680A; JPWO2013011789A1

Abstract

Offenbart wird ein Verfahren zum Herstellen einer Metallgießform. Das Verfahren umfasst die nachfolgenden Schritte: Bedecken eines Stützmusters durch ein zellstoffgeformtes Element; Installieren eines mit einer Druckminderungsvorrichtung versehenen Formbehälters an einer oberen Seite des zellstoffgeformten Elementes; Packen von wärmebeständigen Teilchen in das Innere des Formbehälters; Bereitstellen eines Dichtelementes an einer oberen Oberfläche des Formbehälters, um so das Innere des Formbehälters abzudichten; Druckmindern des Inneren des Formbehälters durch die Druckminderungsvorrichtung, um eine Form zu bilden, die den Formbehälter, die wärmebeständigen Teilchen, das zellstoffgeformte Element und das Dichtelement umfasst; und Trennen des zellstoffgeformten Elementes von dem Stützmuster. Zudem wird eine Metallgießform, die durch dieses Verfahren hergestellt ist, offenbart.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Metallgießform sowie eine Metallgießform.
Hintergrund
Bereits bekannt ist ein V-Prozessgießverfahren, das umfasst: eng anliegendes Anbringen eines Kunstharzfilmes auf einer Gestaltungsoberfläche eines Hauptmusterelementes; Packen von trockenem Sand auf eine äußere Seite des Kunstharzfilmes; Versetzen des trockenen Sandes unter negativem Druck, um den Kunstharzfilm hin zu dem trockenen Sand zu saugen; Entfernen des Hauptmusterelementes, um einen Hohlraum zu bilden; und Schütten von geschmolzenem Metall in den Hohlraum, wie in der nachfolgenden Patentdruckschrift 1 beschrieben ist. Bei dem V-Prozessgießverfahren wird eine Form durch Druckmindern eines Inneren der Form beibehalten, das heiß, es wird kein Bindemittel zum Binden von Formungssand verwendet, sodass eine Formungssandmischmaschine (molding-sand mulling equipment) überflüssig wird. Dies bietet zudem einen Vorteil dahingehend, dass Geruch während des Gießens kaum erzeugt wird und die Extraktion bzw. das Herausziehen eines Erzeugnisses nach dem Gießen vereinfacht wird.
Liste von Druckschriften aus dem Stand der Technik
Patentdruckschriften

Patentdruckschrift 1: JP 50-8409 B

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Bei dem V-Prozessgießverfahren in der vorgenannten Patentdruckschrift 1 ist jedoch notwendig, ein Beschichtungsmittel aufzubringen, um ein Anhaften von gebranntem Formungssand an geschmolzenem Metall zu verhindern und um das aufgebrachte Beschichtungsmittel zu trocknen.
Die Erfindung wurde zur Lösung des vorbeschriebenen Problems gemacht, wobei eine Aufgabe derselben darin besteht, ein Metallgießformherstellungsverfahren und eine Form bereitzustellen, durch die es möglich wird, ein widerstandsfähiges Gussmetallerzeugnis, bei dem keine Anhaftung von gebranntem Formungssand an einer Oberfläche hiervon auftritt, ohne die Notwendigkeit eines Beschichtungsmittelaufbringvorganges und eines Beschichtungsmitteltrocknungsvorganges herzustellen.
Lösung des technischen Problems
Um die vorbeschriebene Aufgabe zu lösen, wird entsprechend einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Metallgießform bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die nachfolgenden Schritte: Bedecken eines Stützmusters durch ein zellstoffgeformtes Element; Installieren eines mit einer Druckminderungsvorrichtung versehenen Formbehälters an einer oberen Seite des zellstoffgeformten Elementes; Packen von wärmebeständigen Teilchen in das Innere des Formbehälters; Bereitstellen eines Dichtelementes an einer oberen Oberfläche des Formbehälters, um so das Innere des Formbehälters abzudichten; Druckmindern des Inneren des Formbehälters durch die Druckminderungsvorrichtung, um eine Form zu bilden, die den Formbehälter, die wärmebeständigen Teilchen, das zellstoffgeformte Element und das Dichtelement umfasst; und Trennen des zellstoffgeformten Elementes von dem Stützmuster.
Bei dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Stützmuster von dem zellstoffgeformten Element bedeckt, sodass das zellstoffgeformte Element durch die Erwärmung von geschmolzenem Metall während des Gießens karbonisiert wird, um als Beschichtungsmittel zu dienen, wodurch es möglich wird, ein Anhaften von geschmolzenem Formungssand an einer Oberfläche des Gussmetallerzeugnisses zu verhindern. Im Ergebnis wird beim ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Notwendigkeit des Aufbringens des Beschichtungsmittels beseitigt, sodass ein Beschichtungsmittelaufbringvorgang und ein Beschichtungsmitteltrocknungsvorgang sowie beliebige zugehörige Gerätschaften überflüssig werden.
Beim ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird nach dem Abdichten der oberen Oberfläche des Formbehälters durch das Dichtelement das Innere des mit den wärmebeständigen Teilchen gefüllten Formbehälters druckgemindert, sodass der Formbehälter, die wärmebeständigen Teilchen, das zellstoffgeformte Element und das Dichtelement, die die Form bilden, miteinander integriert werden, wodurch eine verbesserte Festigkeit der Form bereitgestellt wird, wodurch es wiederum möglich wird, eine Form unter Verwendung eines zellstoffgeformten Elementes, das aus Naturfasern gebildet ist, herzustellen. Beim ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das zellstoffgeformte Element verwendet, anstatt dass ein Kunstharzfilm verwendet wird, wodurch es möglich wird, eine Gaserzeugung infolge des Brennens des Kunstharzfilmes zu unterdrücken und einen ansonsten durch die Gaserzeugung verursachten Oberflächendefekt eines Gussmetallerzeugnisses zu verhindern.
Darüber hinaus verwendet im Unterschied zu einem Kunstharzfilm das zellstoffgeformte Element kein Erdöl bzw. Rohbenzin als Rohmaterial, wodurch es möglich wird, zur Verringerung von Umweltbelastungen beizutragen.
Entsprechend einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Metallgießform bereitgestellt, die umfasst: ein zellstoffgeformtes Element, das ein Stützmuster bedeckt; einen Formbehälter, der mit einer Druckminderungsvorrichtung versehen ist und an einer oberen Seite des zellstoffgeformten Elementes installiert ist; wärmebeständige Teilchen, die in das Innere des Formbehälters gepackt sind; und ein Dichtelement, das an einer oberen Oberfläche des Formbehälters bereitgestellt wird, um das Innere des Formbehälters abzudichten, wobei die Druckminderungsvorrichtung dafür betrieben werden kann, das Innere des Formbehälters druckzumindern, wodurch eine Form gebildet wird, die den Formbehälter, die wärmebeständigen Teilchen, das zellstoffgeformte Element und das Dichtelement umfasst, und ermöglicht wird, dass das zellstoffgeformte Element von dem Stützmuster getrennt wird.
Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung bietet dieselben hervorragenden Funktionen und Effekte wie beim ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Vorzugsweise besteht beim zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung das zellstoffgeformte Element aus einer Naturfaser.
Vorzugsweise weist beim zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung das zellstoffgeformte Element eine Dicke von 0,1 mm bis 2,0 mm auf.
Vorzugsweise wird beim zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung das zellstoffgeformte Element durch einen Papierherstellungssiebprozess gebildet.
Vorzugsweise wird beim zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung das zellstoffgeformte Element durch einen Papierpressprozess gebildet.
Entsprechend einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Metallgießform bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die nachfolgenden Schritte: Bilden eines zellstoffgeformten Elementes unter Verwendung einer Papierherstellungsmusterform, die ein an einer Oberfläche hiervon vorgesehenes Sieb aufweist; Installieren eines mit einer Druckminderungsvorrichtung versehenen Formbehälters an einer oberen Seite des zellstoffgeformten Elementes; Packen von wärmebeständigen Teilchen in das Innere des Formbehälters; Bereitstellen eines Dichtelementes an einer hinteren Oberfläche des Formbehälters, um so das Innere des Formbehälters abzudichten; Druckmindern des Inneren des Formbehälters durch die Druckminderungsvorrichtung, um eine Form zu bilden, die den Formbehälter, die wärmebeständigen Teilchen, das zellstoffgeformte Element und das Dichtelement umfasst; und Trennen des zellstoffgeformten Elementes von der Papierherstellungsmusterform.
Entsprechend einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Metallgießform bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die nachfolgenden Schritte: Bilden eines zellstoffgeformten Elementes unter Verwendung einer Papierherstellungsmusterform, die ein an einer Oberfläche hiervon vorgesehenes Sieb aufweist; Übertragen des zellstoffgeformten Elementes auf ein Stützmuster; Installieren eines mit einer Druckminderungsvorrichtung versehenen Formbehälters an einer oberen Seite des zellstoffgeformten Elementes; Packen von wärmebeständigen Teilchen in das Innere des Formbehälters; Bereitstellen eines Dichtelementes an einer hinteren Oberfläche des Formbehälters, um so das Innere des Formbehälters abzudichten; Druckmindern des Inneren des Formbehälters durch die Druckminderungsvorrichtung, um eine Form zu bilden, die den Formbehälter, die wärmebeständigen Teilchen, das zellstoffgeformte Element und das Dichtelement umfasst; und Trennen des zellstoffgeformten Elementes von dem Stützmuster.
Entsprechend einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Metallgießform bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die nachfolgenden Schritte: Bilden eines zellstoffgeformten Elementes, das eine Kerngestalt mit wenigstens einer Öffnung aufweist, durch eine Kombinationspapierherstellungsmusterform, die eine Formungsoberfläche aufweist, die in eine Mehrzahl von Bereichen unterteilt und durch ein Sieb bedeckt ist; Einführen einer Druckminderungsvorrichtung von der Öffnung her in das zellstoffgeformte Element hinein und Packen von wärmebeständigen Teilchen in das Innere des zellstoffgeformten Elementes; Dichten der Öffnung des zellstoffgeformten Elementes, um so eine Abgabe von in das Innere des zellstoffgeformten Elementes gepackten wärmebeständigen Teilchen zu verhindern; Druckmindern des Inneren des zellstoffgeformten Elementes durch die Druckminderungsvorrichtung, um eine Kerngestalt aufweisende Form zu bilden, die die wärmebeständigen Teilchen und das zellstoffgeformte Element umfasst; und Trennen der Kernform, die das zellstoffgeformte Element als Oberfläche hiervon aufweist, von der Kombinationspapierherstellungsmusterform.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren nach dem dritten oder vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung des Weiteren nach dem Schritt des Packens von wärmebeständigen Teilchen in das Innere des Formbehälters einen Schritt, der aus einer Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus: einem Schritt des Saugens von Luft hin zur Seite einer hinteren Oberfläche der Papierherstellungsmusterform oder des Stützmusters; einem Schritt des Einspritzens von druckbeaufschlagter Luft von der Seite der hinteren Oberfläche des Formbehälters her; und einem Schritt des Einspritzens von druckbeaufschlagter Luft von der Seite der hinteren Oberfläche des Formbehälters her bei gleichzeitigem Saugen von Luft hin zur Seite der hinteren Oberfläche der Papierherstellungsmusterform oder des Stützmusters.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren nach dem fünftem Aspekt der vorliegenden Erfindung des Weiteren nach dem Schritt des Packens von wärmebeständigen Teilchen in das Innere des zellstoffgeformten Elementes einen Schritt, der aus einer Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus: einem Schritt des Saugens von Luft hin zur Seite einer hinteren Oberfläche der Kombinationspapierherstellungsmusterform; einem Schritt des Einspritzens von druckbeaufschlagter Luft von der Öffnung des zellstoffgeformten Elementes her; und einem Schritt des Einspritzens von druckbeaufschlagter Luft von der Öffnung des zellstoffgeformten Elementes her bei gleichzeitigem Saugen von Luft hin zur Seite der hinteren Oberfläche der Kombinationspapierherstellungsmusterform.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren nach jedwedem der dritten bis fünften Aspekte der vorliegenden Erfindung des Weiteren einen Schritt des Erwärmens der wärmebeständigen Teilchen.
Vorzugsweise ist bei den dritten bis fünften Aspekten der vorliegenden Erfindung eine Erwärmungstemperatur der wärmebeständigen Teilchen bei dem Schritt des Erwärmens der wärmebeständigen Teilchen in dem Bereich von 50°C bis 200°C.
Vorzugsweise weist bei den dritten bis fünften Aspekten der vorliegenden Erfindung das zellstoffgeformte Element eine Dicke von 0,1 mm bis 2,0 mm auf.
Vorzugsweise beinhaltet bei den dritten bis fünften Aspekten der vorliegenden Erfindung der Schritt des Packens von wärmebeständigen Teilchen in das Innere des Formbehälters oder des Kerngestalt aufweisenden zellstoffgeformten Elementes einen Teilschritt des Packens von wärmebeständigen Teilchen unter Vibration.
Entsprechend einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Metallgießform bereitgestellt, die durch das Verfahren nach jedwedem der drittem bis fünften Aspekte der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, wobei eine Erzeugnisformungsoberfläche, die in Kontakt mit geschmolzenem Metall sein soll, eine dreidimensionale Oberfläche ist, die von dem zellstoffgeformten Element gebildet wird, und eine Seite hinter dem zellstoffgeformten Element durch die wärmebeständigen Teilchen gesichert (backed up) und in einem druckgeminderten Zustand gehalten wird.
Wirkung der Erfindung
Das Metallgießformherstellungsverfahren sowie die Form der vorliegenden Erfindung ermöglichen, ein widerstandsfähiges (sound) Gussmetallerzeugnis, bei dem kein Anhaften von geschmolzenem Formungssand an einer Oberfläche hiervon auftritt, ohne die Notwendigkeit eines Beschichtungsmittelaufbringvorganges und eines Beschichtungsmitteltrocknungsvorganges herzustellen.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 ist ein Prozessdiagramm zur Darstellung eines Metallgießformherstellungsverfahrens entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Querschnittsansicht zur Darstellung einer Struktur einer Formanordnung in einem Formschließzustand vor dem Schütten von geschmolzenem Metall bei dem Verfahren entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Prozessdiagramm zur Darstellung eines Metallgießformherstellungsverfahrens entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Prozessdiagramm zur Darstellung eines Beispieles einer Abwandlung eines jeden Metallgießformherstellungsverfahrens entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel und dem nachfolgenden dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Prozessdiagramm zur Darstellung eines Metallgießformherstellungsverfahrens entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein Prozessdiagramm zur Darstellung eines Metallgießformherstellungsverfahrens entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Prozessdiagramm zur Darstellung eines Beispieles einer Abwandlung des Metallgießformherstellungsverfahrens entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine Plandraufsicht zur Darstellung einer Formanordnung, die durch die Metallgießformherstellungsverfahren entsprechend den zweiten bis vierten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist.
9 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A von 8.
10 ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B von 8.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung werden nunmehr ein Metallgießformherstellungsverfahren sowie eine Form der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Zunächst werden auf Grundlage von 1 und 2 ein Metallgießformherstellungsverfahren und eine Form entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wie in 1(A) dargestellt ist, werden ein Stützmuster 1, ein zellstoffgeformtes Element (Abschirmelement) 2 und ein Formbehälter 4 vorab präpariert, woraufhin eine konkav-konvexe Oberfläche des Stützmusters 1 durch das zellstoffgeformte Element 2 bedeckt wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Stützmuster 1 eine Montierung, die derart ausgestaltet ist, dass sie eine obere Oberfläche mit Konkavitäten und Konvexitäten in Formentsprechung zur Gestalt eines Hohlraumes aufweist und lager- bzw. tragtechnisch das zellstoffgeformte Element 2 bei gleichzeitigem Platzieren des zellstoffgeformten Elementes 2 dafür, die konkav-konvexe Oberfläche zu bedecken, stützen. Der Formbehälter 4 ist ein Rahmenelement, in dem eine obere Oberfläche (hintere Oberfläche) 4a und eine untere Oberfläche 4b geöffnet sind. Der Formbehälter 4 ist mit einem Druckminderungsmechanismus 6 zum Druckmindern eines Inneren des Formbehälters 4 versehen.
Das zellstoffgeformte Element 2 ist ein Element, das eine Öffnung an der Seite einer Formpassoberfläche (untere Oberfläche 4b) des Formbehälters 4 abschirmt. Das zellstoffgeformte Element 2 ist in einem Bereich ausgebildet, der die Formpassoberfläche und eine Oberfläche des Hohlraumes bildet, und bedeckt wenigstens die konkav-konvexe Oberfläche des Stützmusters 1. Im Sinne der vorliegenden Beschreibung bezeichnet der Begriff „Hohlraum (14)” einen Raum, der in einem Inneren einer Formanordnung 12 definiert ist, die man durch Zusammenpassen einer oberen Form 12a und einer unteren Form 12b erhält, wobei geschmolzenes Metall in diesen Raum geschüttet wird, um hierdurch ein Gussmetallerzeugnis herzustellen (siehe 2).
Sodann wird, wie in 1(B) dargestellt ist, der Formbehälter 4 an einer oberen Seite des zellstoffgeformten Elementes 2 installiert. Anschließend werden, wie in 1(C) gezeigt ist, wärmebeständige Teilchen 8 in das Innere des Formbehälters 4, das heißt in einen Raum, der durch das zellstoffgeformte Element 2 und den Formbehälter 4 definiert ist, gepackt. Während des Vorganges des Packens der wärmebeständigen Teilchen 8 in das Innere des Formbehälters 4 wird bevorzugt, den Formbehälter 4 in Vibration zu versetzen, um die Packdichte der wärmebeständigen Teilchen 8 im Inneren des Formbehälters 4 zu verbessern. Nach Beendigung des Packens der wärmebeständigen Teilchen 8 wird ein Dichtelement 10 an der oberen Oberfläche des Formbehälters 4 derart bereitgestellt, dass das Innere des Formbehälters 4 durch das Dichtelement 10 abgedichtet ist.
Anschließend wird das Innere des Formbehälters 4 durch die Druckminderungsvorrichtung 6 druckgemindert. Ist das Innere des Formbehälters 4 druckgemindert, so wird das zellstoffgeformte Element 2 hin zu den wärmebeständigen Teilchen 8 gesaugt, wodurch eine Form gebildet wird, in der der Formbehälter 4, die wärmebeständigen Teilchen 8, das zellstoffgeformte Element 2 und das Dichtelement 10 miteinander integriert sind.
Bei diesem Ausführungsbeispiel umfasst der Druckmechanismus 6 eine Mehrzahl von Röhren 6a, die jeweils von einem Netz mit feinen Maschen gebildet werden, die einen Durchgang der wärmebeständigen Teilchen 8, wie nachstehend noch beschrieben wird, ausschließen und im Inneren des Formbehälters 4 angeordnet sind; eine Saugkammer 6b und einen Sauganschluss 6c, die im Inneren des Formbehälters 4 ausgebildet sind und mit denen entgegengesetzte bzw. gegenüberliegende Enden einer jeden aus der Mehrzahl von Röhren 6a kommunizieren. Der Sauganschluss 6c ist mit einer Saugvorrichtung (nicht gezeigt) verbunden, die extern vorgesehen ist, um zu ermöglichen, dass das Innere des Formbehälters 4 über die Röhren 6a besaugt (druckgemindert) wird.
Anschließend wird, wie in 1(D) gezeigt ist, in einem Zustand, in dem die Druckminderung des Inneren des Formbehälters 4 beibehalten wird, das zellstoffgeformte Element 2 von dem Stützmuster 1 getrennt. Das Innere des Formbehälters 4 wird kontinuierlich durch den Druckminderungsmechanismus 6 druckgemindert.
2 zeigt eine Formanordnung 12, die man durch Zusammenpassen einer oberen Form 12a und einer unteren Form 12b erhält, die jeweils durch den in 1 dargestellten Prozess hergestellt worden sind.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das zellstoffgeformte Element 2 vorab durch einen Papierherstellungssiebprozess oder einen Papierpressprozess geformt. Im Sinne der vorliegenden Beschreibung bezeichnet der Begriff „Papierherstellungssiebprozess” einen Prozess des Sammelns eines Rohmaterials, das in Wasser gelöst und als Aufschlämmung ausgebildet ist, durch ein Sieb (Metallgitter), das auf einer Musterform angebunden ist; und des Trocknens der gesammelten Aufschlämmung, wodurch man ein zellstoffgeformtes Element mit gewünschter Gestalt erhält. Demgegenüber ist der „Papierpressprozess” ein Prozess, bei dem man ein zellstoffgeformtes Element in gewünschter Form durch Pressen von planare Gestalt aufweisendem Papier erhält. Der Papierherstellungssiebprozess weist einen Vorteil dahingehend auf, dass man in der Lage ist, ein zellstoffgeformtes Element mit komplizierter Gestalt zu erhalten. Demgegenüber weist der Papierpressprozess einen Vorteil dahingehend auf, dass man in der Lage ist, Produktionskosten zu verringern, obwohl man bei der herstellbaren Gestalt auf eine einfache Gestalt beschränkt ist.
Als Rohmaterial für das zellstoffgeformte Element 2 ist die Verwendung von Holzzellstoff, der als Papierzellstoff typisiert ist, und von anderen Naturfaserzellstoffen, so beispielsweise von Baumwollzellstoff (cotton pulp), Baumwolllinterzellstoff (cotton linter pulp), Bambuszellstoff (bamboo pulp), Strohzellstoff (straw pulp) und anderen nicht holzartigen Zellstoffen, möglich. Diese Rohmaterialien für das zellstoffgeformte Element können fabrikneuer Zellstoff oder recycelter/gebrauchter Papierzellstoff oder auch ein Gemisch aus beidem sein. Der Recyclingpapierzellstoff wird mit Blick auf Umwelt und Herstellungskosten bevorzugt. Es ist zudem möglich, Nichtnaturfasern, so beispielsweise Kunstharzfasern, zu verwenden, obwohl nicht gesagt werden kann, dass dies mit Blick auf Umwelt und Produktionskosten erwünscht ist.
Das zellstoffgeformte Element 2 ist derart ausgebildet, dass es eine Dicke von 0,1 mm bis 2,0 mm aufweist. Wird die Dicke auf weniger als 0,1 mm gesetzt, so wird die Festigkeit des zellstoffgeformten Elementes 2 verschlechtert, was ein Problem dahingehend verursacht, dass ein Zerreißen, Zerknittern und dergleichen während der Installation an dem Stützmuster 1 auftritt. Wenn demgegenüber die Dicke größer als 2,0 mm ist, tritt eine unerwünschte Situation beispielsweise dahingehend auf, dass die Größe des sich ergebenden Gussformerzeugnisses um einen Wert übermäßig vergrößert ist, der der Verringerung der Dicke des zellstoffgeformten Elementes infolge seiner Karbonisierung, der Volumenverringerung und dem Ausdünnen infolge der Erwärmung von geschmolzenem Metall während des Gießens entspricht, obwohl dies kein grundsätzliches Problem bei der Herstellung eines Gussmetalls darstellt.
Als Material für das zellstoffgeformte Element 2 wird ein Typ verwendet, der eine durchschnittliche Zellstofffaserlänge von 0,3 mm bis 4,0 mm aufweist. Ist die Länge kleiner als 0,3 mm, so verschlechtert sich die Festigkeit des zellstoffgeformten Elementes. Ist demgegenüber die Länge größer als 4,0 mm, so wird wahrscheinlicher, dass Ungleichmäßigkeiten bei der Dicke des sich ergebenden Papiers auftreten.
Vorzugsweise weist das zellstoffgeformte Element 2 zur Verwendung in einer Form bei diesem Ausführungsbeispiel eingedenk der Handhabbarkeit, der Gasdurchlässigkeit, der Lösbarkeit eines Gussmetallerzeugnisses aus Sand und dergleichen mehr eine durchschnittliche Zellstofffaserlänge von etwa 2 mm und eine Dicke von 1 mm auf.
Wie vorstehend beschrieben worden ist, wird beim Metallgießformherstellungsverfahren sowie der Form entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung das zellstoffgeformte Element als Hohlraumoberfläche derart verwendet, dass das zellstoffgeformte Element durch die Erwärmung von geschmolzenem Metall während des Gießens karbonisiert wird, um als Beschichtungsmittel zu dienen, wodurch es möglich wird, ein Anhaften von gebranntem Formungssand an einer Oberfläche des Gussmetallerzeugnisses zu verhindern. Im Ergebnis wird die Notwendigkeit des Aufbringens des Beschichtungsmittels beseitigt, sodass ein Beschichtungsmittelaufbringvorgang und ein Beschichtungsmitteltrocknungsvorgang sowie beliebige zugehörige Gerätschaften überflüssig werden.
Beim ersten Ausführungsbeispiel wird nach dem Abdichten der Öffnungen der unteren und oberen Oberflächen des Formbehälters durch das zellstoffgeformte Element (Abschirmelement) und das Dichtelement das Innere des mit den wärmebeständigen Teilchen gefüllten Formbehälters druckgemindert, sodass die Festigkeit der Form vergrößert wird, wodurch es möglich wird, eine Form unter Verwendung eines zellstoffgeformten Elementes, das aus Naturfasern gebildet ist, herzustellen. Beim ersten Ausführungsbeispiel wird im Unterschied zum V-Prozessgießverfahren kein Kunstharzfilm als Abschirmelement verwendet, wodurch es möglich wird, eine Gaserzeugung infolge des Brennens eines Kunstharzfilmes zu unterdrücken und einen Oberflächendefekt eines Gussmetallerzeugnisses, der ansonsten durch die Gaserzeugung verursacht würde, zu verhindern. Darüber hinaus wird im Unterschied zu einem Kunstharzfilm bei dem zellstoffgeformten Element unter Verwendung von Naturfasern beim ersten Ausführungsbeispiel kein Erdöl bzw. Rohbenzin als Rohmaterial verwendet, wodurch es möglich wird, zur Verringerung von Umweltbelastungen beizutragen.
Beim ersten Ausführungsbeispiel werden bindemittelfreie Teilchen, so beispielsweise bindemittelfreier Sand, als wärmebeständige Teilchen verwendet, die in das Innere des Formbehälters gepackt werden, sodass kein Geruch oder schädliches Gas erzeugt wird, was den Bedarf an beliebigen entsprechenden Gerätschaften, so beispielsweise einer Abgasbehandlungsvorrichtung, beseitigt. Darüber hinaus besteht bei den wärmebeständigen Teilchen, so beispielsweise bei dem Sand, keine Notwendigkeit der Zusetzung eines Bindemittels, sodass es überflüssig wird, eine Behandlung unter Verwendung einer Mischmaschine (mulling machine) und dergleichen mehr durchzuführen, was große vorteilhafte Effekte bietet, so beispielsweise die Verringerung der Anzahl von Prozessen, die Verkleinerung von Geräten und die Verringerung von Koordinierungsvorgängen. Beim ersten Ausführungsbeispiel kann, wenn die Form zerlegt wird, der Formungssand durch Aufheben der Druckminderung des Inneren des Formbehälters derart, dass darin ein Normaldruck eingestellt wird, behandelt (break down) werden, weshalb die Behandlung keine Vibration, kein Hämmern oder dergleichen benötigt und die Staub- bzw. Schmutzausbreitung geringer ist, wodurch es wiederum möglich wird, entsprechende Gerätschaften, so beispielsweise einen Staubsammler, kleiner auszulegen.
Als Nächstes werden auf Grundlage von 3 ein Metallgießformherstellungsverfahren sowie eine Form entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Zunächst wird, wie in 3(A) dargestellt ist, zu dem Zweck, ein gewünschtes Gussmetallerzeugnis zu erhalten, ein dreidimensionale Gestalt aufweisendes zellstoffgeformtes Element 22 durch einen Papierherstellungssiebprozess unter Verwendung einer Papierherstellungsmusterform gebildet, die mit einem Sieb (Metallgitter) an einer Oberfläche hiervon versehen ist. Sodann wird, wie in 3(B) dargestellt ist, ein Formbehälter 28, der geöffnete obere und untere Oberflächen aufweist und einen Druckminderungsmechanismus 26 umfasst, der in der Lage ist, ein Inneres hiervon druckzumindern, an einer oberen Oberfläche des zellstoffgeformten Elementes 22 auf eine Weise bereitgestellt, durch die ermöglicht wird, dass die nachgenannten wärmebeständigen Teilchen 24 hinein gepackt werden können. Der Druckminderungsmechanismus 26 ist vom selben Typ wie der Druckminderungsmechanismus 6 beim ersten Ausführungsbeispiel.
Anschließend werden je nach Bedarf nach Bereitstellung eines Schütttrichters (pouring sprue) für geschmolzenes Metall, eines Abflusses (flow-off) für geschmolzenes Metall und dergleichen mehr die wärmebeständigen Teilchen 24 in einen Raum gepackt, der von dem zellstoffgeformten Element 22 und dem Formbehälter 28 umgeben ist, wie in 3(C) dargestellt ist. Sodann wird, wie in 3(D) dargestellt ist, eine hintere Oberfläche (obere Oberfläche) des Formbehälters 28 gegen atmosphärische Luft durch ein Dichtelement 30, so beispielsweise einem Kunstharzfilm, abgedichtet, um zu ermöglichen, dass ein Inneres des Formbehälters 28 druckgemindert wird. Anschließend wird das Innere des Formbehälters 28 durch den Druckminderungsmechanismus 26 druckgemindert, um eine Form zu bilden, in der der Formbehälter 28, die wärmebeständigen Teilchen 24, das zellstoffgeformte Element 22 und das Dichtelement 30 miteinander integriert sind. Sodann wird, wie in 3(E) gezeigt ist, in einem Zustand, in dem die Druckminderung des Inneren des Formbehälters 28 beibehalten bleibt, um kontinuierlich das zellstoffgeformte Element 22 hin zu dem Formbehälter 28 zu saugen, das zellstoffgeformte Element 22 von der Papierherstellungsmusterform 20 gelöst.
Während der Lösung von der Form kann Luft von der Seite einer hinteren Oberfläche (untere Oberfläche) der Papierherstellungsmusterform 20 her eingespritzt werden, um das Lösen zu erleichtern. Obwohl ein Kunstharzfilm als Dichtelement bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird, ist man bei dem Dichtelement nicht hierauf beschränkt, sondern kann ein beliebiges anderes geeignetes Material, so beispielsweise eine Eisenplatte oder eine Gummilage, verwenden. Des Weiteren können als wärmebeständige Teilchen 24 Gießsand, so beispielsweise Siliziumoxidsand bzw. Silikasand, verwendet werden.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel kann es, wenn das zellstoffgeformte Element 22 Feuchtigkeit während des vorbeschriebenen Prozesses absorbiert, schwierig werden, erwünschte Gegebenheiten während des Gießens zu erreichen. Es ist daher notwendig, das zellstoffgeformte Element 22 zu trocknen. Zu diesem Zweck wird bevorzugt, dass nach dem Bilden des zellstoffgeformten Elementes 22 die wärmebeständigen Teilchen 24, die gepackt werden sollen, auf eine Temperatur von 50°C bis 200°C erwärmt werden und das zellstoffgeformte Element 22 durch die Erwärmung der wärmebeständigen Teilchen 24 getrocknet wird. In diesem Fall wird im Vergleich zu einem herkömmlichen Trocknungsverfahren die Trocknungszeit für das zellstoffgeformte Element 22 verkürzt, wobei Probleme, so beispielsweise eine Verformung und Restwasser infolge einer ungleichmäßigen Erwärmung, beseitigt werden. Die Erwärmungstemperatur der wärmebeständigen Teilchen 24 wird auf den Bereich von 50°C bis 200°C eingestellt, da dann, wenn die Temperatur kleiner als 50°C ist, der Effekt der Trocknung des zellstoffgeformten Elementes 22 unzureichend ist, wohingegen dann, wenn die Temperatur größer als 200°C ist, das Wasser in dem zellstoffgeformten Element 22 instantan nach einem direkten Kontakt zwischen den wärmebeständigen Teilchen 24 und dem zellstoffgeformten Element 22 verdampft, wodurch es wahrscheinlich wird, eine Streuung der wärmebeständigen Teilchen 24 zu bewirken.
Durchgeführt werden können beim zweiten Ausführungsbeispiel nach dem Schritt des Packens der wärmebeständigen Teilchen 24 in das Innere des Formbehälters 28 ein Schritt des Saugens von Luft hin zur Seite der hinteren Oberfläche (untere Oberfläche) der Papierherstellungsmusterform 22 oder ein Schritt des Einspritzens von druckbeaufschlagter Luft von der hinteren Oberfläche (oberen Oberfläche) des Formbehälters 28 her oder ein Schritt des Einspritzens von druckbeaufschlagter Luft von der Seite der hinteren Oberfläche (obere Oberfläche) des Formbehälters 28 her bei gleichzeitigem Saugen von Luft hin zur Seite der hinteren Oberfläche (untere Oberfläche) der Papierherstellungsmusterform 20, wie in 4 gezeigt ist. Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Druckluftzufuhrkasten 32 an der hinteren Oberfläche (obere Oberfläche) des Formbehälters 28 vorgesehen, um druckbeaufschlagte Luft bei gleichzeitigem Saugen von Luft hin zur Seite der hinteren Oberfläche (untere Oberfläche) der Papierherstellungsmusterform 20 zu spritzen. Wird die Luftströmung auf diese Weise gebildet, so kann die Trocknung des zellstoffgeformten Elementes 22 weiter beschleunigt werden.
Als Nächstes wird auf Grundlage von 5 ein Metallgießformherstellungsverfahren entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Beim dritten Ausführungsbeispiel wird nach dem Bilden eines zellstoffgeformten Elementes 22 durch eine Papierherstellungsmusterform 20, wie in 5(A) dargestellt ist, ein Stützmuster 34 über die Papierherstellungsmusterform 20 gelegt. Das Stützmuster 34 weist eine Struktur auf, die man durch Umkehrung der Ausgestaltung der Papierherstellungsmusterform 20 erhält, das heißt, es weist ein Oberflächenprofil auf, das in der Lage ist, in engen Kontakt mit dem zellstoffgeformten Element 22 zu gelangen.
Sodann wird nach dem Übertragen des zellstoffgeformten Elementes 22 von der Papierherstellungsmusterform 20 auf das Stützmuster 34, wie in 5(B) gezeigt ist, ein Formbehälter 28 an dem zellstoffgeformten Element 22 an einer oberen Oberfläche des Stützmusters 34 bereitgestellt, woraufhin auf dieselbe Weise wie beim in 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel eine Form hergestellt wird durch: Packen von wärmebeständigen Teilchen 24 (siehe 5(D)); Abdichten einer hinteren Oberfläche (obere Oberfläche) des Formbehälters 28 durch ein Dichtelement 30 (siehe 5(E)); Druckmindern eines Inneren des Formbehälters 28, um eine Form zu bilden, in der der Formbehälter 28, die wärmebeständigen Teilchen 24, das zellstoffgeformte Element 22 und das Dichtelement 30 miteinander integriert sind; und Lösen des zellstoffgeformten Elementes 22 von der Papierherstellungsmusterform 20 bei gleichzeitigem Aufrechterhalten der Druckminderung (siehe 5(F)). Während des Lösens des Musters kann Luft von der Seite einer unteren Oberfläche des Stützmusters 34 her eingespritzt werden, um das Lösen zu erleichtern.
Beim dritten Ausführungsbeispiel wird bevorzugt, wenn eine Erwärmungstemperatur der wärmebeständigen Teilchen 24 auf den Bereich von 50°C bis 200°C eingestellt ist und das zellstoffgeformte Element 22 durch Erwärmung der wärmebeständigen Teilchen 24, wie dies beim zweiten Ausführungsbeispiel der Fall ist, getrocknet wird. Durchgeführt werden können des Weiteren, wie in 4 gezeigt ist, nach dem Schritt des Packens der wärmebeständigen Teilchen 24 in das Innere des Formbehälters 28 ein Schritt des Saugens von Luft hin zur Seite einer hinteren Oberfläche (untere Oberfläche) des Stützmusters 34 oder ein Schritt des Einspritzens von druckbeaufschlagter Luft von der Seite der hinteren Oberfläche (obere Oberfläche) des Formbehälters 28 her oder ein Schritt des Einspritzens von druckbeaufschlagter Luft von der Seite der hinteren Oberfläche (obere Oberfläche) des Formbehälters 28 her bei gleichzeitigem Saugen von Luft hin zur Seite der hinteren Oberfläche (untere Oberfläche) des Stützmusters 34, wie in 4 gezeigt ist.
Als Nächstes wird auf Grundlage von 6 ein Metallgießformherstellungsverfahren entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das vierte Ausführungsbeispiel betrifft einen Prozess der Herstellung einer Metallgießkernform.
Zunächst wird, wie in 6(A) gezeigt ist, ein beutelartiges zellstoffgeformtes Element 42 durch eine Kombinationspapierherstellungsmusterform 40 gebildet, die eine Formungsoberfläche aufweist, die in zwei oder mehr Bereiche unterteilt und durch ein Sieb (Metallgitter) bedeckt ist, und in sich eine Kerngestalt definiert, die wenigstens einen Kerndruckbereich, der nach außen geöffnet ist, aufweist.
Sodann wird, wie in 6(B) dargestellt ist, ein Druckminderungsmechanismus 44 zum Druckmindern eines Inneren des beutelartigen zellstoffgeformten Elementes 42 von der Öffnung her eingeführt, und es werden wärmebeständige Teilchen 46 hinein gepackt. Anschließend wird, wie in 6(C) dargestellt ist, ein Teil der wärmebeständigen Teilchen 46 benachbart zu der Öffnung mit einem Bindemittel 48, so beispielsweise Wachs, imprägniert und damit verbunden, um die Öffnung abzudichten, damit eine Abgabe der in das Innere des beutelartigen zellstoffartigen Elementes 42 gepackten wärmebeständigen Teilchen 46 verhindert wird. Anschließend wird das Innere des beutelartigen zellstoffgeformten Elementes 42 durch den Druckminderungsmechanismus 44 druckgemindert, um eine Form zu bilden, in der die wärmebeständigen Teilchen 46 und das zellstoffgeformte Element 42 miteinander integriert sind. Sodann wird, wie in 6(D) dargestellt ist, in einem Zustand, in dem die Druckminderung des Inneren des beutelartigen zellstoffartigen Elementes 42 beibehalten wird, die Kernform 50, die das beutelartige zellstoffartige Element 42 als Oberfläche hiervon enthält, von der Kombinationspapierherstellungsmusterform 40 gelöst.
Während des Lösens von der Form kann, wie in 6(D) gezeigt ist, Luft von der Seite einer hinteren Oberfläche (äußere Oberfläche) der Papierherstellungsmusterform 40 eingespritzt (abgeblasen) werden, um das Lösen zu erleichtern. Als alternatives Verfahren zum Abdichten der Öffnung zur Verhinderung einer Abgabe der in das Innere des zellstoffgeformten Elementes gepackten wärmebeständigen Teilchen kann die Öffnung unter Verwendung eines Dichtelementes, das in der Lage ist, atmosphärische Luft abzudichten, so beispielsweise unter Verwendung eines Kunstharzfilmes, verschlossen werden.
Beim vierten Ausführungsbeispiel wird mit Blick auf die Trocknung des beutelartigen zellstoffgeformten Elementes 42 bevorzugt, wenn die Erwärmungstemperatur der zu packenden wärmebeständigen Teilchen 46 auf einen Bereich von 50°C bis 200°C eingestellt ist. Durchgeführt werden können des Weiteren nach dem Schritt des Packens der wärmebeständigen Teilchen 46 ein Schritt des Saugens von Luft hin zur Seite der hinteren Oberfläche der Kombinationspapierherstellungsmusterform 40 oder ein Schritt des Einspritzens von druckbeaufschlagter Luft von der Öffnung des beutelartigen zellstoffgeformten Elementes 42 her oder ein Schritt des Einspritzens von druckbeaufschlagter Luft von der Öffnung des beutelartigen zellstoffgeformten Elementes 42 her bei gleichzeitigem Saugen von Luft hin zur Seite der hinteren Oberfläche der Kombinationspapierherstellungsmusterform 40, wie in 7 gezeigt ist. Als Alternativverfahren zum Einspritzen von druckbeaufschlagter Luft kann druckbeaufschlagte Luft von einem Verbindungsabschnitt 44 mit einer Saugvorrichtung (nicht dargestellt) unter Verwendung des Druckminderungsmechanismus 44 eingespritzt werden. Alternativ kann beispielsweise druckbeaufschlagte Luft unter Verwendung eines Druckluftzufuhrkastens (siehe 4) eingespritzt werden, der die Öffnung des zellstoffgeformten Elementes 42 bedeckt, oder kann von einer Düse oder dergleichen her direkt in die Öffnung des zellstoffgeformten Elementes 42 eingespritzt werden.
Bei den zweiten bis vierten Ausführungsbeispielen sind die Trockendicken der zellstoffgeformten Elemente 22, 24 vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 2,0 mm. Ist die Dicke kleiner als 0,1 mm, so kann man kein stabiles zellstoffgeformtes Element erhalten. Insbesondere ist wahrscheinlicher, dass ein partielles Zerreißen auftritt. Ist demgegenüber die Dicke größer als 2,0 mm, so tritt eine unerwünschte Situation beispielsweise dahingehend auf, dass die Größe eines sich ergebenden Gussformerzeugnisses um einen Wert übermäßig vergrößert ist, der einer Verringerung der Dicke des zellstoffgeformten Elementes infolge von dessen Karbonisierung, einer Volumenverringerung und einer Ausdünnung infolge der Erwärmung des geschmolzenen Metalls während des Gießens entspricht, obwohl dies kein grundsätzliches Problem bei der Herstellung des Gussmetalls darstellt.
Bei den zweiten bis vierten Ausführungsbeispielen ist die geeignete durchschnittliche Zellstofffaserlänge des zellstoffgeformten Elementes in einem Bereich von 0,3 mm bis 4,0 mm. Ist die Länge kleiner als 0,3 mm, so wird die Festigkeit des zellstoffgeformten Elementes verschlechtert. Ist demgegenüber die Länge größer als 4,0 mm, so ist wahrscheinlicher, dass Ungleichmäßigkeiten bei der Dicke des sich ergebenden Papiers auftreten. Vorzugsweise weist das zellstoffgeformte Element mit Blick auf die Handhabbarkeit bei der Papierherstellung, die Gasdurchlässigkeit, das Lösen des Gussmetallerzeugnisses von Sand und dergleichen mehr eine Faserlänge von etwa 0,8 bis 3,5 mm und eine Dicke von 0,5 bis 1,5 mm auf.
Bei den zweiten bis vierten Ausführungsbeispielen wird mit Blick auf eine Verbesserung der Packdichte der wärmebeständigen Teilchen (24, 46) bevorzugt, die Teilchen zu packen, während eine Vibration auf den Formbehälter einwirkt. Obwohl kein ernsthafter Packungsdefekt in künstlichem Gießsand mit nahezu gleichmäßiger sphärischer Gestalt auftritt, ist das Packen mit Vibration äußerst effektiv, und zwar insbesondere beim Gießen von Sand mit ungleichmäßigen Formen, so beispielsweise von Siliziumoxidsand bzw. Silikasand. Zusätzlich zu dem Gießsand ist es notwendig, als wärmebeständige Teilchen (24, 46) allgemein verwendeten Sand oder Kies, Glasperlen, Keramikperlen oder Metallteilchen zu verwenden.
Als Nächstes wird auf Grundlage von 8 bis 10 eine Metallformungsformanordnung beschrieben, die durch die zweiten bis vierten Ausführungsbeispiele hergestellt worden ist. 8 ist eine Plandraufsicht zur Darstellung der Formanordnung, die durch die Metallgießformherstellungsverfahren entsprechend den zweiten bis vierten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist, und 9 und 10 sind jeweils eine Schnittansicht entlang der Linie A-A von 8 beziehungsweise eine Schnittansicht entlang der Linie B-B von B.
Wie in 8 bis 10 gezeigt ist, umfasst die Metallformungsformanordnung eine Hauptform 52 als Formanordnung, die durch ein beliebiges der zweiten bis dritten Ausführungsbeispiele hergestellt worden ist, und eine Kernform 50 als Form, die durch das vierte Ausführungsbeispiel hergestellt worden ist. Bei jeder der Formen 50, 52 ist die Erzeugnisformungsoberfläche, die in Kontakt mit geschmolzenem Metall sein soll, eine dreidimensionale Oberfläche, die durch das zellstoffgeformte Element (22, 42) definiert ist, wobei eine Seite hinter dem zellstoffgeformten Element (22, 42) durch die wärmebeständigen Teilchen (24, 46) gesichert und in einem druckgeminderten Zustand gehalten wird.
In einer derartigen Metallformungsformanordnung (50, 52) wird eine Oberfläche, die in Kontakt mit geschmolzenem Metall hoher Temperatur sein soll, von dem zellstoffgeformten Element (22, 42) gebildet. Obwohl das zellstoffgeformte Element (22, 42) während des Gießens karbonisiert wird, kann die Erzeugung von schädlichem Gas und Geruch weitgehend durch Einsatz von Naturfasern unterdrückt werden. Des Weiteren sind die wärmebeständigen Teilchen (24, 46) bindemittelfrei, sodass kein Geruch oder schädliches Gas erzeugt wird, was die Notwendigkeit von entsprechenden Gerätschaften, so beispielsweise einer Abgasbehandlungsvorrichtung, beseitigt. Darüber hinaus besteht bei den wärmebeständigen Teilchen (24, 46) kein Bedarf an einer Zusetzung eines Bindemittels, sodass es nicht notwendig ist, eine Behandlung unter Verwendung einer Mischmaschine (mulling machine) und dergleichen durchzuführen, was große vorteilhafte Effekte bietet, so beispielsweise eine Verringerung der Anzahl von Prozessen, eine Verkleinerung der Vorrichtungen und eine Verringerung der Koordinierungsvorgänge.
Wird die Form zerlegt, so kann der Gießsand durch Aufheben der Druckminderung eines Inneren einer jeden Form behandelt (break down) werden, um den Druck darin auf Normaldruck einzustellen. Obwohl beobachtet wird, dass eine karbonisierte Schicht des zellstoffgeformten Elementes lose an einem Gussmetallerzeugnis anhaftet, kann das Gussmetallerzeugnis ohne Weiteres von den wärmebeständigen Teilchen getrennt werden. Des Weiteren benötigt das Behandeln keine Vibration, kein Hämmern oder dergleichen, sodass die Staub- bzw. Schmutzausbreitung niedrig ist, was einen Vorteil dahingehend bietet, dass nahezu kein Bedarf an entsprechenden Geräten, so beispielsweise einem Staubsammler, besteht.
Beispiele
Beispiel 1 bis 5 des ersten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung werden nachstehend beschrieben.
Beispiel 1
Als Formungsmaterial für ein zellstoffgeformtes Element wurde eine wässrige Lösung aus Gebleichtes-Kraftpapier-Recyclingpapier-Zellstoff (durchschnittliche Faserlänge 3,5 mm) mit einer Feststoffgehaltskonzentration von etwa 1 Gew.-% vorab durch experimentelles Zerfasern von gebleichtem Kraftpapier in Form einer Zellstoffaufschlämmung präpariert.
Als Papierherstellungsmusterform wurde eine Papierherstellungsaluminiummusterform mit einem 100 mesh aufweisenden Sieb, das mit einer Oberfläche hiervon verbunden war, vorab präpariert.
Um ein zellstoffgeformtes Element zu bilden, wurde die Papierherstellungsaluminiummusterform in die Zellstoffaufschlämmung bei gleichzeitigem Umrühren der Zellstoffaufschlämmung eingetaucht, und es wurde ein Vakuumsaugen an der Zellstoffaufschlämmung derart vorgenommen, dass der Zellstoff abgesaugt und auf die Papierherstellungsaluminiummusterform aufgeschichtet wurde, woraufhin die Papierherstellungsaluminiummusterform aus der Zellstoffaufschlämmung extrahiert bzw. herausgezogen wurde.
Sodann wurde, um das zellstoffgeformte Element zu dehydrieren, eine von einem Paar von Kompressionspasspressformen über die Papierherstellungsaluminiummusterform gelegt, auf der das zellstoffgeformte Element aufgeschichtet war, um das zellstoffgeformte Element auf die Kompressionspasspressform zu übertragen, woraufhin die andere Kompressionspasspressform darauf gepasst wurde, um das zellstoffgeformte Element bei gleichzeitigem Abblasen von Heißluft zu trocknen. In diesem getrocknetem Zustand wies das zellstoffgeformte Element eine Dicke von etwa 0,5 mm auf.
Hinsichtlich der Ausgestaltung des zellstoffgeformten Elementes wurden die Wände eines Angusssystems (gating system), so beispielsweise ein Trichter (sprue), ein Läufer (runner) und ein Anschnitt (ingate), integral zusammen mit einer Hohlraumoberfläche zum Bilden eines Erzeugnisses gebildet. Gleichwohl sind die Wände des Angusssystems nicht notwendigerweise integral damit zusammen ausgebildet. In demjenigen Fall, in dem die Wände des Angusssystems nicht integral mit dem zellstoffgeformten Element zusammen ausgebildet sind, können vor dem Packen von wärmebeständigen Teilchen in das Innere eines Formbehälters Musterelemente, die aus Papierzellstoff oder geschäumtem Polystyrol bestehen, mit dem zellstoffgeformten Element verbunden werden.
Auf dieselbe Weise wurde ein weiteres zellstoffgeformtes Element für die andere Passform der Passanordnung gebildet.
Sodann wurde ein Formherstellungsvorgang durchgeführt. Das zellstoffgeformte Element wurde auf ein Zellstoffmuster, das aus einem Harzblock gebildet war, derart gelegt, dass kein Spalt dazwischen gebildet wurde. Wäre ein Spalt zwischen dem Stützmuster und dem zellstoffgeformten Element vorhalten, so könnte ein gewisser Grad an Dimensions- bzw. Abmessungsanpassung durch Pressen des zellstoffgeformten Elementes gegen das Stützmuster bei gleichzeitigem Sprühen von Wasser auf das zellstoffgeformte Element durchgeführt werden, um zu ermöglichen, dass diese der Form nach einander entsprechen. Bei diesem Beispiel wurde mit Blick auf die Verbesserung der Packdichte der in das Innere des Formbehälters gepackten wärmebeständigen Teilchen das Stützmuster auf einem Vibrationstisch platziert.
Sodann wurde ein Formbehälter, der mit einem Druckminderungsmechanismus versehen war, der in der Lage ist, das Innere des Formbehälters druckzumindern, auf das zellstoffgeformte Element aufgelegt, und es wurden wärmebeständige Teilchen in das Innere des Formbehälters bei gleichzeitiger Betätigung des Vibrationstisches gepackt. Als wärmebeständige Teilchen wurde künstlicher Gießsand (NAIGAI CERABEADS 650, hergestellt von Itochu Ceratech Corporation) verwendet.
Anschließend wurde nach dem Legen eines Kunstharzfilmes mit einer Dicke von etwa 0,05 mm über eine obere Oberfläche des Formbehälters zur Isolierung des Inneren des Formbehälters von der atmosphärischen Luft das Innere des Formbehälters durch eine Vakuumpumpe druckgemindert, und es wurde das zellstoffgeformte Element von dem Stützmuster gelöst. Das Innere des Formbehälters wurde auf 250 bis 350 mm Hg druckgemindert. Tritt eine Schwierigkeit beim Lösen des zellstoffgeformten Elementes (Abschirmelement) infolge von dessen Luftdurchlässigkeit auf, so kann das Stützmuster einen Mechanismus zum Abblasen von Luft hieraus aufweisen, um die Musterlösung zu erleichtern.
Auf dieselbe Weise wurde die andere Passform hergestellt, um die Metallformungsformanordnung fertigzustellen.
Gusseisen bei etwa 1400°C wurde in die auf vorstehende Weise hergestellte Formanordnung gegossen.
Im Ergebnis trat während des Gießens kaum eine Staub- bzw. Schmutzausbreitung auf, und es wurde kein Geruch wahrgenommen. Nach dem Abkühlen wurde die Druckminderung der Form aufgehoben, und es wurde ein Gussmetallerzeugnis extrahiert. Die Form konnte ohne Staub- bzw. Schmutzausbreitung und Geruch zerlegt werden. Des Weiteren haftete nur eine dünne karbonisierte Schicht lose an einer Oberfläche des Metallerzeugnisses an, und es wurde keine Anhaftung an Sand beobachtet. Das Metallprodukt konnte mit guter Qualität ohne Blasloch (blow hole), Pinloch (pin hole), Sandbrennen (sand burning) und dergleichen mehr gegossen werden.
Beispiel 2
Als Formungsmaterial für ein zellstoffgeformtes Element wurde eine wässrige Lösung aus Milchkarton-Recylingpapier-Zellstoff (durchschnittliche Faserlänge 2 mm) mit einer Feststoffgehaltskonzentration von etwa 1 Gew.-% durch experimentelles Zerfasern von Milchkarton in Form einer Zellstoffaufschlämmung und hieraus erfolgendes Entfernen eines darauf laminierten Filmes oder dergleichen vorab präpariert.
Das zellstoffgeformte Element wurde auf dieselbe Weise wie bei Beispiel 1 gebildet. Die Dicke des zellstoffgeformten Elementes war auf etwa 1 mm eingestellt. Bei diesem Beispiel wird das zellstoffgeformte Element zusammen mit einem Angusssystem, so beispielsweise einem Trichter (sprue), einem Läufer (runner) und einem Anschnitt (ingate), hergestellt.
Sodann wurden ein Formherstellungsvorgang und ein Gießvorgang auf dieselbe Weise wie bei Beispiel 1 durchgeführt.
Im Ergebnis traten während des gesamten Prozesses, so beispielsweise während des Gießens und während der Formzerlegung, kaum eine Staub- bzw. Schmutzausbreitung und Geruch auf, und es wurde keine Verschmutzung der Arbeitsumgebung und dergleichen bewirkt. Darüber hinaus konnte eine gute Qualität bei dem sich ergebenden Gussmetallerzeugnis sichergestellt werden.
Beispiel 3
Als Formungsmaterial für ein zellstoffgeformtes Element wurde eine wässrige Lösung aus Zeitungspapier-Recyclingpapier-Zellstoff (durchschnittliche Faserlänge 0,8 mm) mit einer Feststoffgehaltskonzentration von etwa 1 Gew.-% durch experimentelles Zerfasern einer Zeitung in Form einer Zellstoffaufschlämmung und Entfärben der Zellstoffaufschlämmung vorab präpariert.
Das zellstoffgeformte Element wurde auf dieselbe Weise wie bei Beispiel 1 gebildet. Die Dicke des zellstoffgeformten Elementes war auf etwa 1,5 mm eingestellt. Bei diesem Beispiel wurde das zellstoffgeformte Element zusammen mit einem Angusssystem, so beispielsweise einem Trichter (sprue), einem Läufer (runner) und einem Anschnitt (ingate), hergestellt.
Sodann wurden ein Formherstellungsvorgang und ein Gießvorgang auf dieselbe Weise wie bei Beispiel 1 durchgeführt, jedoch mit der Ausnahme, dass Siliziumoxidsand bzw. Silikasand (Australian Flattery Sand) als wärmebeständige Teilchen verwendet wurde.
Im Ergebnis trat während des gesamten Prozesses, so beispielsweise während des Gießens und während der Formzerlegung, kaum eine Geruchserzeugung auf. Im Vergleich zu dem künstlichen Gießsand von Beispiel 1 wurde jedoch eine geringfügige Staub- bzw. Schmutzausbreitung beobachtet, jedoch nicht in einem Ausmaß, das Einfluss auf die Arbeitsumgebung gehabt hätte.
Man erhielt ein sich ergebendes Gussmetallerzeugnis von guter Qualität wie bei Beispielen 1 und 2.
Beispiel 4
Als Formungsmaterial für ein zellstoffgeformtes Element wurde eine wässrige Lösung aus Zeitungspapier-Recyclingpapier-Zellstoff (durchschnittliche Faserlänge 0,4 mm) mit einer Feststoffgehaltskonzentration von etwa 1 Gew.-% durch experimentelles Zerfasern einer Zeitung in Form einer Zellstoffaufschlämmung und Entfärben der Zellstoffaufschlämmung vorab präpariert.
Das zellstoffgeformte Element wurde auf dieselbe Weise wie bei Beispiel 1 gebildet. Die Dicke des zellstoffgeformten Elementes wurde auf etwa 2,5 mm eingestellt. Bei diesem Beispiel wurde das zellstoffgeformte Element zusammen mit einem Angusssystem, so beispielsweise einem Trichter (sprue), einem Läufer (runner) und einem Anschnitt (ingate), hergestellt.
Sodann wurden ein Formherstellungsvorgang und ein Gießvorgang auf dieselbe Weise wie bei Beispiel 3 durchgeführt. Im Ergebnis trat während des gesamten Prozesses, so beispielsweise während des Gießens und während der Formzerlegung, kaum eine Geruchserzeugung auf. Im Vergleich zu dem künstlichen Gießsand von Beispiel 1 wurde jedoch eine geringfügige Staub- bzw. Schmutzausbreitung beobachtet, jedoch nicht in einem Ausmaß, das Einfluss auf die Arbeitsumgebung gehabt hätte.
Man erhielt ein sich ergebendes Gussmetallerzeugnis von guter Qualität wie bei Beispiel 3. Da jedoch die Dicke des zellstoffgeformten Elementes bei 2,5 mm lag, wurde das Auftreten von Graten (burrs) an der Formpassoberfläche beobachtet.
Beispiel 5
Bei diesem Beispiel wurde ein zellstoffgeformtes Element auf dieselbe Weise wie bei Beispiel 4 gebildet, jedoch mit der Ausnahme, dass ein äußerer Umfangsabschnitt des zellstoffgeformten Elementes um eine Erzeugnisformungsoberfläche herum von der Seite einer hinteren Oberfläche hiervon her in einem Bereich von etwa 3 mm unter Verwendung eines separat bereitgestellten Spannwerkzeuges gepresst wurde, um zu ermöglichen, dass der äußere Umfangsabschnitt des zellstoffgeformten Elementes eine Wanddicke von etwa 0,8 mm aufwies. Bei diesem Beispiel wurde das zellstoffgeformte Element zusammen mit einem Angusssystem, so beispielsweise einem Trichter (sprue), einem Läufer (runner) und einem Anschnitt (ingate), hergestellt.
Sodann wurden ein Formherstellungsvorgang und ein Gießvorgang auf dieselbe Weise wie bei Beispiel 4 durchgeführt.
Im Ergebnis wurde ein sich ergebendes Gussmetallerzeugnis hergestellt, das mit Blick auf Grate merklich verbessert war.
Als Nächstes werden Beispiele 6 bis 9 der zweiten bis vierten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Beispiel 6
Vor der Herstellung eines zellstoffgeformten Elementes wurde eine wässrige Lösung aus Gebleichtes-Kraftpapier-Recyclingpapier-Zellstoff (durchschnittliche Faserlänge 3,5 mm) mit einer Feststoffgehaltskonzentration von etwa 0,5 Gew.-% durch experimentelles Zerfasern von gebleichtem Kraftpapier in Form einer Zellstoffaufschlämmung vorab präpariert. Als Papierherstellungsmusterform wurde eine Papierherstellungsaluminiummusterform mit einem 100 mesh aufweisenden Sieb, das an einer Oberfläche hiervon angebunden war, vorab präpariert.
Um ein zellstoffgeformtes Element zu bilden, wurde die Papierherstellungsaluminiummusterform in die Zellstoffaufschlämmung eingetaucht, während die Zellstoffaufschlämmung umgerührt wurde, und es wurde ein Vakuumsaugen an der Zellstoffaufschlämmung derart vorgenommen, dass der Zellstoff abgesaugt und auf die Papierherstellungsaluminiummusterform aufgeschichtet wurde, woraufhin die Papierherstellungsaluminiummusterform aus der Zellstoffaufschlämmung herausgezogen bzw. extrahiert wurde.
Sodann wurde ein Formbehälter, der in der Lage war zu ermöglichen, dass ein Inneres hiervon druckgemindert wird, auf eine obere Seite des zellstoffgeformten Elementes gelegt, und es wurde ein künstlicher Gießsand (NAIGAI CERABEADS 650, hergestellt von Itochu Ceratech Corporation), der als wärmebeständige Teilchen diente, auf etwa 60°C erwärmt und in einen Raum hineingepackt, der von dem zellstoffgeformten Element und dem Formbehälter umgeben war, während gleichzeitig ein Vibrationstisch zur Verbesserung der Packdichte des künstlichen Gießsandes betätigt wurde. Anschließend wurde Luft hin zur Seite einer hinteren Oberfläche der Papierherstellungsmusterform gesaugt, um einen Luftstrom zu erzeugen, der durch den Formbehälter läuft. Die Zeitspanne der Luftstromerzeugung lag bei etwa 60 s.
Anschließend wurde nach dem Auflegen eines Kunstharzfilmes mit einer Dicke von etwa 0,05 mm über einer hinteren Oberfläche des Formbehälters zur Isolierung des Inneren des Formbehälters von der atmosphärischen Luft das Innere des Formbehälters durch eine Vakuumpumpe druckgemindert, und es wurde das zellstoffgeformte Element von der Papierherstellungsmusterform gelöst. Das zellstoffgeformte Element wies eine Luftdurchlässigkeit auf, weshalb es notwendig war, Maßnahmen zu ergreifen, die das Lösen von der Form erleichtern. Hierbei konnte das zellstoffgeformte Element von der Papierherstellungsmusterform durch Einspritzen von Luft von der Seite der hinteren Oberfläche der Papierherstellungsmusterform her während des Lösens von der Form leicht gelöst werden. In diesem Zustand lag die Dicke des zellstoffgeformten Elementes bei etwa 0,5 mm.
Mit Blick auf eine Ausgestaltung des zellstoffgeformten Elementes wurden Wände eines Trichters (sprue), eines Läufers (runner) oder eines Anschnittes (ingate), die man zum Gießen benötigt, integral zusammen mit einer Erzeugnisformungsoberfläche (Hohlraumoberfläche) gebildet. Sodann wurde ein Paar von Passformen jeweils mit dem zellstoffgeformten Element als Formungsoberfläche auf dieselbe Weise gebildet und zusammengepasst, um eine Gießformanordnung zu bilden. Gusseisen bei etwa 1400°C wurde in die Formanordnung gegossen.
Im Ergebnis trat während des Gießens kaum eine Staub- bzw. Schmutzausbreitung auf, und man nahm keinen Geruch war. Nach dem Abkühlen wurde die Druckminderung der Form gelöst, und es wurde ein Gussmetallerzeugnis extrahiert bzw. herausgenommen. Die Form konnte ohne Staub- bzw. Schmutzausbreitung und Geruch zerlegt werden. Des Weiteren haftet nur eine dünne karbonisierte Schicht lose an einer Oberfläche des Gussmetallproduktes an, und es wurde keine Anhaftung an Sand beobachtet. Das Gussmetallerzeugnis konnte mit guter Qualität ohne Blasloch (blow hole), Pinloch (pin hole), Sandbrennen (sand burning) und dergleichen gegossen werden.
Beispiel 7
Vor der Herstellung eines zellstoffgeformten Elementes wurde eine wässrige Lösung aus Milchkarton-Recyclingpapier-Zellstoff (durchschnittliche Faserlänge 2 mm) mit einer Feststoffgehaltskonzentration von etwa 0,5 Gew.-% durch experimentelles Zerfasern eines Milchkartons in Form einer Zellstoffaufschlämmung und hieraus erfolgendes Entfernen eines darauf laminierten Filmes und dergleichen vorab präpariert.
Eine Form wurde auf dieselbe Weise wie bei Beispiel 6 hergestellt. Insbesondere wurde die Dicke des zellstoffgeformten Elementes auf etwa 1 mm eingestellt, und die Temperatur der wärmebeständigen Teilchen wurde auf etwa 100°C eingestellt. Des Weiteren wurde die forminterne Zeitspanne der Luftstromerzeugung zum Trocknen des zellstoffgeformten Elementes auf etwa 90 s eingestellt. Ein Gießvorgang wurde auf dieselbe Weise wie bei Beispiel 6 ausgeführt.
Im Ergebnis traten während des gesamten Prozesses, so beispielsweise während des Gießens und während der Formzerlegung, kaum eine Staub- bzw. Schmutzausbreitung und Geruch auf, und es wurde keine Verschmutzung der Arbeitsumgebung und dergleichen erzeugt. Darüber hinaus konnte eine gute Qualität bei dem sich ergebenden Gussmetallerzeugnis sichergestellt werden.
Beispiel 8
Vor der Herstellung eines zellstoffgeformten Elementes wurde eine wässrige Lösung aus Zeitungspapier-Recyclingpapier-Zellstoff (durchschnittliche Faserlänge 0,8 mm) mit einer Feststoffgehaltskonzentration von 0,5 Gew.-% durch experimentelles Zerfasern der Zeitung in Form einer Zellstoffaufschlämmung und Entfärben der Zellstoffaufschlämmung vorab präpariert. Eine Form wurde auf dieselbe Weise wie bei Beispiel 6 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, dass Siliziumoxidsand bzw. Silikasand (Australian Flattery Sand) als wärmebeständige Teilchen verwendet und in das Innere des Formbehälters bei gleichzeitigem Einwirken einer Vibration hierauf gepackt wurden. Die Dicke des zellstoffgeformten Elementes wurde auf etwa 1,5 mm eingestellt, und die Temperatur der wärmebeständigen Teilchen wurde auf etwa 150°C eingestellt. Des Weiteren wurde die Zeitspanne der forminternen Luftströmungserzeugung zum Trocknen des zellstoffgeformten Elementes auf etwa 60 s eingestellt.
Im Ergebnis trat während des gesamten Prozesses, so beispielsweise während des Gießens und während der Formzerlegung, kaum eine Erzeugung von Staub bzw. Schmutz und Geruch auf. Im Vergleich zu dem künstlichen Gießsand von Beispiel 6 wurde jedoch eine geringfügige Staub- bzw. Schmutzausbreitung beobachtet. Man erhielt ein sich ergebendes Gussmetallerzeugnis mit guter Qualität wie bei Beispielen 6 und 7.
Beispiel 9
Vor der Herstellung eines zellstoffgeformten Elementes wurde eine wässrige Lösung aus Milchkarton-Recyclingpapier-Zellstoff (durchschnittliche Faserlänge 2 mm) mit einer Feststoffgehaltskonzentration von etwa 0,5 Gew.-% durch experimentelles Zerfasern eines Milchkartons in Form einer Papieraufschlämmung und hieraus erfolgendes Entfernen eines darauf laminierten Filmes und dergleichen vorab präpariert.
Vor der Herstellung einer Kernform wurde eine Kerngestalt gemäß Darstellung in 6 durch eine zweigeteilte Papierherstellungsmusterform gebildet. Ein Sieb mit 100 mesh wurde über eine Papierherstellungsoberfläche gelegt. Ein Kerndruckbereich der Kernform wurde zur Außenseite hin geöffnet, um zu ermöglichen, dass die das zellstoffgeformte Element bildende Aufschlämmung durch diese Öffnung hinein und hinaus gelangen kann. Bei einem Vorgang der Bildung des zellstoffgeformten Elementes wurde die zweigeteilte Papierherstellungsmusterform in einen geschlossenen Zustand versetzt und in das Aufschlämmungsbad eingetaucht. Die Aufschlämmung wurde von der Öffnung des Kerndruckbereiches her eingeleitet und hin zur Seite einer hinteren Oberfläche der Papierherstellungsmusterform gesaugt, um hierdurch ein zellstoffgeformtes Element zu bilden.
Sodann wurde die Papierherstellungsmusterform aus dem Aufschlämmungsbad herausgenommen bzw. extrahiert, und es wurden wärmebeständige Teilchen, die auf 100°C erwärmt waren, von der Öffnung her in die Form hineingepackt. Gleichzeitig wurde ein röhrenförmiger Druckminderungsmechanismus eingeführt, um so das Innere der Form druckzumindern. Anschließend wurde druckbeaufschlagte Luft von der Öffnung her in die Form eingespritzt, während gleichzeitig Luft hin zur Seite der hinteren Oberfläche der Papierherstellungsmusterform gesaugt wurde, um das zellstoffgeformte Element zu trocknen. Die Zeitspanne der Druckminderung und des Saugens war auf etwa 60 s eingestellt.
Sodann wurde eine Kernform hergestellt durch Legen eines Kunstharzfilmes mit einer Dicke von etwa 0,05 mm über die Öffnung zur Abschirmung der Öffnung, um zu ermöglichen, dass das Innere der Form druckgemindert wird; Druckmindern des Inneren der Form durch den Druckminderungsmechanismus; und gleichzeitiges Einspritzen von Luft zwischen dem zellstoffgeformten Element und der Papierherstellungsmusterform, um diese voneinander zu trennen. Die Dicke des zellstoffgeformten Elementes war auf etwa 1 mm eingestellt.
Getrennt von den vorbeschriebenen Vorgängen wurden obere und untere Hauptkerne, die auf dieselbe Weise wie bei Beispiel 7 hergestellt wurden, vorab präpariert. Sodann wurde die vorbeschriebene Kernform in der unteren Form installiert, und es wurde die obere Form darauf gelegt, um die in 8 dargestellte Gießformanordnung zu bilden. Ein Gießvorgang wurde auf dieselbe Weise wie bei Beispiel 6 durchgeführt.
Im Ergebnis trat während des gesamten Prozesses, so beispielsweise während des Gießens und während der Formzerlegung, kaum eine Erzeugung von Staub bzw. Schmutz oder Geruch auf, und es wurde keine Verschmutzung der Arbeitsumgebung und dergleichen bewirkt. Darüber hinaus konnte eine gute Qualität bei dem sich ergebenden Gussmetallerzeugnis sichergestellt werden.
Bezugszeichenliste

1, 34: Stützmuster
2, 22, 42: zellstoffgeformtes Element
4, 28: Formbehälter
6, 26, 44: Druckminderungsmechanismus (Druckminderungsvorrichtung)
8, 24, 46: wärmebeständige Teilchen
10, 30: Dichtelement
20, 40: Papierherstellungsmusterform

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Metallgießform, umfassend die nachfolgenden Schritte: Bedecken eines Stützmusters durch ein zellstoffgeformtes Element; Installieren eines mit einer Druckminderungsvorrichtung versehenen Formbehälters an einer oberen Seite des zellstoffgeformten Elementes; Packen von wärmebeständigen Teilchen in das Innere des Formbehälters; Bereitstellen eines Dichtelementes an einer oberen Oberfläche des Formbehälters, um so das Innere des Formbehälters abzudichten; Druckmindern des Inneren des Formbehälters durch die Druckminderungsvorrichtung, um eine Form zu bilden, die den Formbehälter, die wärmebeständigen Teilchen, das zellstoffgeformte Element und das Dichtelement umfasst; und Trennen des zellstoffgeformten Elementes von dem Stützmuster.
Metallgießform, umfassend: ein zellstoffgeformtes Element, das ein Stützmuster bedeckt; einen Formbehälter, der mit einer Druckminderungsvorrichtung versehen und an einer oberen Seite des zellstoffgeformten Elementes installiert ist; wärmebeständige Teilchen, die in das Innere des Formbehälters gepackt sind; und ein Dichtelement, das an einer oberen Oberfläche des Formbehälters vorgesehen ist, um so das Innere des Formbehälters abzudichten, wobei die Druckminderungsvorrichtung dafür betrieben werden kann, das Innere des Formbehälters druckzumindern, wodurch eine Form gebildet wird, die den Formbehälter, die wärmebeständigen Teilchen, das zellstoffgeformte Element und das Dichtelement umfasst, und ermöglicht wird, dass das zellstoffgeformte Element von dem Stützmuster getrennt wird.
Metallgießform nach Anspruch 2, wobei das zellstoffgeformte Element aus einer Naturfaser besteht.
Metallgießform nach Anspruch 2 oder 3, wobei das zellstoffgeformte Element eine Dicke von 0,1 mm bis 2,0 mm aufweist.
Metallgießform nach Anspruch 2 oder 3, wobei das zellstoffgeformte Element durch einen Papierherstellungssiebprozess gebildet wird.
Metallgießform nach Anspruch 2 oder 3, wobei das zellstoffgeformte Element durch einen Papierpressprozess gebildet wird.
Verfahren zum Herstellen einer Metallgießform, umfassend die nachfolgenden Schritte: Bilden eines zellstoffgeformten Elementes unter Verwendung einer Papierherstellungsmusterform, die ein an einer Oberfläche hiervon vorgesehenes Sieb aufweist; Installieren eines mit einer Druckminderungsvorrichtung versehenen Formbehälters an einer oberen Seite des zellstoffgeformten Elementes; Packen von wärmebeständigen Teilchen in das Innere des Formbehälters; Bereitstellen eines Dichtelementes an einer hinteren Oberfläche des Formbehälters, um so das Innere des Formbehälters abzudichten; Druckmindern des Inneren des Formbehälters durch die Druckminderungsvorrichtung, um eine Form zu bilden, die den Formbehälter, die wärmebeständigen Teilchen, das zellstoffgeformte Element und das Dichtelement umfasst; und Trennen des zellstoffgeformten Elementes von der Papierherstellungsmusterform.
Verfahren zum Herstellen einer Metallgießform, umfassend die nachfolgenden Schritte: Bilden eines zellstoffgeformten Elementes unter Verwendung einer Papierherstellungsmusterform, die ein an einer Oberfläche hiervon vorgesehenes Sieb aufweist; Übertragen des zellstoffgeformten Elementes auf ein Stützmuster; Installieren eines mit einer Druckminderungsvorrichtung versehenen Formbehälters an einer oberen Seite des zellstoffgeformten Elementes; Packen von wärmebeständigen Teilchen in das Innere des Formbehälters; Bereitstellen eines Dichtelementes an einer hinteren Oberfläche des Formbehälters, um so das Innere des Formbehälters abzudichten; Druckmindern des Inneren des Formbehälters durch die Druckminderungsvorrichtung, um eine Form zu bilden, die den Formbehälter, die wärmebeständigen Teilchen, das zellstoffgeformte Element und das Dichtelement umfasst; und Trennen des zellstoffgeformten Elementes von dem Stützmuster.
Verfahren zum Herstellen einer Metallgießform, umfassend die nachfolgenden Schritte: Bilden eines zellstoffgeformten Elementes, das eine Kerngestalt mit wenigstens einer Öffnung aufweist, durch eine Kombinationspapierherstellungsmusterform, die eine Formungsoberfläche aufweist, die in eine Mehrzahl von Bereichen unterteilt und durch ein Sieb bedeckt ist; Einführen einer Druckminderungsvorrichtung von der Öffnung her in das zellstoffgeformte Element hinein und Packen von wärmebeständigen Teilchen in das Innere des zellstoffgeformten Elementes; Abdichten der Öffnung des zellstoffgeformten Elementes, um so eine Abgabe der in das Innere des zellstoffgeformten Elementes gepackten wärmebeständigen Teilchen zu verhindern; Druckmindern des Inneren des zellstoffgeformten Elementes durch die Druckminderungsvorrichtung, um eine Kerngestalt aufweisende Form zu bilden, die die wärmebeständigen Teilchen und das zellstoffgeformte Element umfasst; und Trennen der Kernform, die das zellstoffgeformte Element als Oberfläche hiervon aufweist, von der Kombinationspapierherstellungsmusterform.
Verfahren nach Anspruch 7, des Weiteren nach dem Schritt des Packens von wärmebeständigen Teilchen in das Innere des Formbehälters umfassend einen Schritt, der aus einer Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus: einem Schritt des Saugens von Luft hin zur Seite einer hinteren Oberfläche der Papierherstellungsmusterform; einem Schritt des Einspritzens von druckbeaufschlagter Luft von der Seite der hinteren Oberfläche des Formbehälters her; und einem Schritt des Einspritzens von druckbeaufschlagter Luft von der Seite der hinteren Oberfläche des Formbehälters her bei gleichzeitigem Saugen von Luft hin zur Seite der hinteren Oberfläche der Papierherstellungsmusterform.
Verfahren nach Anspruch 8, des Weiteren nach dem Schritt des Packens von wärmebeständigen Teilchen in das Innere des Formbehälters umfassend einen Schritt, der aus einer Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus: einem Schritt des Saugens von Luft hin zur Seite einer hinteren Oberfläche des Stützmusters; einem Schritt des Einspritzens von druckbeaufschlagter Luft von der Seite der hinteren Oberfläche des Formbehälters her; und einem Schritt des Einspritzens von druckbeaufschlagter Luft von der Seite der hinteren Oberfläche des Formbehälters her bei gleichzeitigem Saugen von Luft hin zur Seite der hinteren Oberfläche des Stützmusters.
Verfahren nach Anspruch 9, des Weiteren nach dem Schritt des Packens von wärmebeständigen Teilchen in das Innere des zellstoffgeformten Elementes umfassend einen Schritt, der aus einer Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus: einem Schritt des Saugens von Luft hin zur Seite einer hinteren Oberfläche der Kombinationspapierherstellungsmusterform; einem Schritt des Einspritzens von druckbeaufschlagter Luft von der Öffnung des zellstoffgeformten Elementes her; und einem Schritt des Einspritzens von druckbeaufschlagter Luft von der Öffnung des zellstoffgeformten Elementes her bei gleichzeitigem Saugen von Luft hin zur Seite der hinteren Oberfläche der Kombinationspapierherstellungsmusterform.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, des Weiteren umfassend einen Schritt des Erwärmens der wärmebeständigen Teilchen.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei eine Erwärmungstemperatur der wärmebeständigen Teilchen bei dem Schritt des Erwärmens der wärmebeständigen Teilchen in dem Bereich von 50°C bis 200°C ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei das zellstoffgeformte Element eine Dicke von 0,1 mm bis 2,0 mm aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7, 8, 10 und 11, wobei der Schritt des Packens von wärmebeständigen Teilchen in das Innere des Formbehälters einen Teilschritt des Packens von wärmebeständigen Teilchen unter Vibration beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 12, wobei der Schritt des Packens von wärmebeständigen Teilchen in das Innere des zellstoffgeformten Elementes einen Teilschritt des Packens von wärmebeständigen Teilchen unter Vibration beinhaltet.
Metallgießform, die durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12 hergestellt ist, wobei eine Erzeugnisformungsoberfläche, die in Kontakt mit geschmolzenem Metall sein soll, eine dreidimensionale Oberfläche ist, die von dem zellstoffgeformten Element gebildet wird, und eine Seite hinter dem zellstoffgeformten Element durch die wärmebeständigen Teilchen gesichert und in einem druckgeminderten Zustand gehalten wird.