DE1433979C - Verfahren zur Herstellung von Gießmodellen aus geschäumtem Polystyrol, insbesondere für Zieh-, Preß- und Stanzwerkzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur metrischen Formen bestehende übrige Teil des Gieß-Herstellung von Gießmodellen aus geschäumtem modells aus ausgeschäumtem Polystyrol aufgebaut. Polystyrol zur Verwendung im Vollformgießverfah- Dieses Verfahren der· schicht- und plattenweisen ren oder für eine einzige Einformung, insbesondere Nachbildung der Oberfläche ist jedoch sehr zeitraufür Zieh-, Preß- und Stanzwerkzeuge mit sphärisch 5 bend und wiegt unter Umständen alle anderen Vorgekrümmter Bearbeitungsfläche. teile, die sich auch aus der Verwendung dieses Ma-

Gießmodelle mit sphärisch gekrümmter Ober- ierials bei der Gießmodellherstellung ergeben, auf.

fläche werden insbesondere im Automobilbau für Andererseits ist bekannt, Modelle ganz (Vollgieß-

Ziehwerkzeuge zum Ziehen von Karosserieteilen und verfahren) oder teilweise (Grundierverfahren) aus

für Folgewerkzeuge zu ihrer Weiterbearbeitung be- ίο Epoxyharzen herzustellen. Im sogenannten Grun-

nötigt. : : ν \ .'."■■. dierverfahren wird Gießharz in mehreren Arbeits-

Solche Modelle wurden früher in der Weise her- gangen nach jedmaliger Aushärtung auf ein Modell

gestellt, daß man zunächst von dem Teil, das man aufgetragen. Auf diese Weise entsteht eine mehr oder

mit Hilfe des Werkzeuges herstellen wollte, unter Be- weniger dicke Schale, die anschließend mit einem

rücksichtigung des Schwindmaßes ein genaues Holz- 15 Füllmaterial hinterfüllt wird.

modell nach Zeichnung anfertigte. Von diesem Holz- Es ist bekannt, bei der Herstellung von Gießmodelmodell wurde ein Gipsabguß hergestellt. Dieser len oder Kernkästen aus ,Kunststoff als Bindemittel wurde in der richtigen Bearbeitungslage des Werk- für das Füllmaterial Gießharz zu verwenden. Dabei Stückes mit einem Holzrahmen verbunden. Anschlie- darf jedoch die Menge des verarbeiteten Gießharzes ßend wurde mit Plastilin die Blechhaltung angearbei- ao nicht sehr groß sein, da sonst die Gefahr besteht, tet. Die auf diese Weise entstandene ·Matrizenform daß die beim Aushärten entstehende Wärme den diente als Ausgangsform für die Gießmodelle aller Füllstoff aufbläht und dadurch das Modell und die Werkzeugteile wie Matrize, Stempel und Blechhalter Gießform zerstört wird. Dies trifft in. verstärktem bei einem Ziehwerkzeug sowie für alle Folgewerk- Maße dann zu, wenn — wie bekannj, — Perlen aus zeuge. · . . 35 Polystyrol als Füllstoff verwendet werden, denn diese

Bei der Herstellung des Gießmodells beispielsweise Perlen haben auch die Eigenschaft, sich bei Einwirfür den Stempel eines Ziehwerkzeuges wurde bisher kung der beim Aushärten des als Bindemittel zuvon der Matrizenform ein Gipsabguß angefertigt und gesetzten Gießharzes aufzublähen. Damit sind bei mit Holz auf die vorgeschriebene Modellform ver- den bekannten Verfahren zur Herstellung von Gießvollständigt. ' , 30 modellen und Kernkästen od. dgl., was die Menge

Als Bearbeitungszugabe wird anschließend die des verwendeten Gießharzes und die Größe der her-

Fläche, die im Abgußverfahren nachgebildet wurde, zustellenden Form anbetrifft, sowohl aus Festigkeits-

mit Leisten aus , Holz oder Pappe entsprechender gründen als auch aus Gründen der Erhaltung der

Dicke aufgefüttert. ' . " Form Grenzen gesetzt.

Iri neuerer Zeit hat sich bei der Herstellung von 35 Die Nachbildung der sphärischen Fläche der Ma-

Gießmodellen in zunehmendem Maße ausgeschäum- trize nach dem obengenannten Verfahren oder auch

tes Polystyrol als Werkstoff an Stelle von Gips und nach dem sogenannten Laminierverfahren, bei dem

Holz eingeführt. zusätzlich zu der im Grundierverfahren aufgetrage-

Die Verarbeitung dieses Stoffes bietet wegen sei- nen Schicht zur Versteifung mehrere aus Harz genes geringen Gewichts und seiner leichten Bearbeit- 40 tränkte Gewebebahnen aufgelegt werden, ist jedoch barkeit und Verklebemöglichkeit große Vorteile. Hin- für die Herstellung von Gießmodellen für Großzu kommt, daß dieses Material die Anwendung des werkzeuge der Blechverformung in der Automobil-Vollformgießyerfahrens gestattet, bei dem bekannt- Industrie, abgesehen von den herstellungstechnischen Hch das Gießmodell in der Gießform verbleibt und Nachteilen, aus zweierlei Gründen nicht anwendbar, beim Einfüllen des Gießmaterials vergast bzw. ohne 45 Einesteils würde ein zu hoher Gehalt an Gießharz Rückstände ausgebrannt wird. Das für die Gieß- und Härter die Anwendung des Vollformgießverfahmodelle verwendete ausgeschäumte Polystyrol wird rens, bei dem bekanntlich das Gießmodell aus der von der Industrie in Platten- und Blockform ge- Form nicht entfernt zu werden braucht, unmöglich liefert. u τ^:":'.·,■ .i machen, und andererseits.würde zumindest bei den

Beim Anfertigen von Gießmodellen aus diesem 50 großen Gießmodellen, wie sie für die Herstellung von Material, insbesondere für das Modell des Zieh- Ziehwerkzeugen in der Automobilindustrie benötigt stempeis, wird von der gleichen Matrizenform aus- , werden, der. Abguß der sphärischen Fläche so gegangen wie bei dem üblichen, oben beschriebenen "schwer werden, daß er "von dem" ausgeschäumten Verfahren. Da jedoch ein Gipsabguß, von. einem im ,,, ,Polystyrol unter Wahrung der ausreichenden Maßübrigen aus ausgeschäumtem Polystyrol aufgebauten 55 gehauigkeit der Gesamtform nicht mehr getragen ModeH nicht zu tragen wäre* und auch keine gute werden könnte. ' ^ ^: _;;^v; ;ί?.
Verbindung der beiden Materialien möglich ist, muß - · -Die bekannten-Verfahreri'ssihd daher nicht gebei Verwendung ^onäusgeschäumtem Polystyrol eignet, dem Fachmann eine Anregung in Richtung notgedrungen das ganze Gießmodell aus diesem Ma-■- ,; auf das, Verfahren zur Herstellung von Gießmodellen terial angefertigt werden. 60 mit sphärisch gekrümmter Oberfläche, die im wesent-

Zu diesem Zweck.ist es bekannt, die Oberflächen- liehen aus ausgeschäumtem Polystyrol aufgebaut

form der Matrize in der Weise nachzubilden, daß werden, zu vermitteln.

einzelne Streifen und/oder Platten aus ausgeschäum- Ausgehend von dem Verfahren der schicht- und

tem Polystyrol nacheinander in den verschiedenen .plattenweisen Nachbildung sphärisch gekrümmter

Hbenen dem Oberflächenverlauf der Matrize an- 65 Oberflächen mittels dünner Lagen aus ausgeschäum-

gepaßt und dann miteinander verklebt werden. tem Polystyrol wird mit dem Ziel, dieses umständ-

C)I)Cr dieser tier Matrizenform nachgebildeten liehe Verfahren zu vereinfachen und abzukürzen, er-

Scliicht wird dann der aus mehr oder weniger geo- findungsgemäß vorgeschlagen, von der nach oben

offenen Gegenform der Bearbeitungsfläche mit einer aus vorgeschäumtem Polystyrol in Perlenform und einem Gemisch aus Gießharz auf der Basis Epoxyharz und dem dazugehörigen Härter bestehenden gießfähigen Masse einen Abguß herzustellen, der nach Aushärtung des Gemisches zu einem festen Körper erhärtet, wobei die gießfähige Masse in der Gegenfprm nur in einer bestimmten Höhe aufgetragen wird und der übrige Teil des Gießmodells nach Aushärtung aus ausgeschäumtem Polystyrol aufgebaut wird und beide Teile durch Kleben miteinander verbunden werden.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird die Masse nur so hoch in der Form aufgetragen, wie es der Wandstärke des zu gießenden Werkzeuges entspricht. Nach Erhärtung der Masse werden die übrigen Teile des Gießmödells in üblicher Weise aus ausgeschäumtem Polystyrol, das in Platten- oder Blockform im Handel ist, aufgebaut, wobei der aus ausgeschäumtem Material aufgebaute Teil des Gieß- so modells mit dem im Abguß verfahren hergestellten Teil verklebt wird. Mit der den Formraum einfassenden Verschalung sowie eingefügten Wänden wird angegeben, wie hoch die Form mit modellierfähiger Masse angefüllt werden soll. Die Wände werden nach Auftragen der Masse.wieder herausgenommen und der von ihnen beanspruchte Raum mit modellierfähiger Masse ausgefüllt. ;

Als Bearbeitungszugabe wird die durch den Abguß nachgebildete »Fläche mit Streifen entsprechender Dicke aus ausgeschäumtem Polystyrol aufgefüttert, wodurch gleichzeitig die rauhe Oberfläche des Abgusses beseitigt wird. Zur Glättung der Oberfläche wird auch die Rückseite des Abgusses mit Streifen von ausgeschäumtem Polystyrol überzogen, bevor der übrige Teil des Gießmodells aufgebaut wird.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die modellierfähige Masse durch Mischung von 120 Gewichtsteilen vorgeschäumten Polystyrols in Perlenform, 90 Gewichtsteilen eines Gießharzes und 18 Gewichtsteilen eines Härters gebildet.

Zur Herstellung der modellierfähigen Masse wird die Mischung aus Gießharz und Härter zunächst etwa 1 Minute gemischt,, bevor sie unter ständigem Umrühren dem vorgeschäumten Polystyrol in Perlenform zugesetzt und das Ganze etwa weitere 2 Minuten gut durchgemischt wird.

Die Erfindung ist nachstehend am Beispiel der Herstellung eines Gießmodells für den Stempel eines Ziehwerkzeuges erläutert. In der Zeichnung stellt dar

F i g. 1 einen Schnitt durch das Modell einer Matrize mit eingefüllter modellierfähiger Masse,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Modell von Fig. 1,

F i g. 3 einen Schnitt durch das Modell einer Matrize und das darauf aufgebaute vollständige Gießmodell aus ausgeschäumtem Polystyrol,

F i g. 4 eine Draufsicht auf das Gießmodell mit dem darunterliegenden Modell der Matrize,

F i g. 5 eine perspektivische Ansicht des endgültigen Gießmodells in umgedrehter Lage.

Das Modell einer Matrize nach F i g. 1 besteht aus einem Gipsabguß 11, der von dem Holzmodell des herzustellenden Ziehteiles abgenommen worden ist. Der Gipsabguß ist über eine Reihe von Stützen 12 aus Gips, die mit einer metallischen Verstärkungseinlage versehen sind, mit einem Holzrahmen 13 verbunden. An der Umrandung des Gipsabgusses ist mit einer knetbaren Masse, z. B. Plastilin, eine Fläche 14 für die Blechhaltung angearbeitet. Die Gipsform ist bis zu einer bestimmten Höhe mit einer modellierfähigen, teigigen Masse 15 aus einer Mischung von vorgeschäumtem Polystyrol in Perlenform und Gießharz auf der Basis Epoxyharz und Härter ausgefüllt. Zu ihrer Begrenzung dient eine Verschalung 16. Der Formraum innerhalb der Verschalung entspricht genau dem Umriß des Stempels. Die Oberkanten der Verschalung und der Wände sind ein Maß für die Höhe, in der die Gipsform 11 mit modellierfähiger Masse 15 ausgefüllt werden soll. Nach Ausfüllen der Form in der vorgeschriebenen Höhe werden die Wände entfernt und die Spalte ebenfalls ausgefüllt.

Die Masse härtet nach einiger Zeit zu einem festen Körper aus, der eine genaue Abbildung der Oberfläche der Matrize ist. Das Gießmodell für den Stempel kann nun fertiggestellt werden. Zunächst wird die der Matrizenform .abgewandte Oberfläche mit dünnen Streifen 20 aus äusgeschäumtem Polystyrol überklebt, um eine gute Oberfläche zu erhalten. Darauf wird das vollständige Gießmodell des Stempels mit äusgeschäumten Polystyrolplatten, die entsprechend zugeschnitten werden, fertiggestellt, -fieser Teil des Modells besteht aus einem Gitterwerk von rechtwinklig zueinander stehenden Rippen 21,22 und äußeren Wänden 23. An den Stoßen der Rippen sind längs der Berührungskanten Dreieckprofile 24 zur Verstärkung angeklebt. Der Abguß 15 wird zusätzlich durch ein System von kleineren Rippen 25 verstrebt und gesichert. Alle Rippen sind mit dem Abguß wie auch untereinander durch Kleben verbunden. Seitlich an dem Modell sind Platten 26 für die Führungsflächen aufgeklebt, durch die der Stempel später in der Blechhaltung geführt wird.

Das Gießmodell wird nun aus der Matrizenform herausgenommen. Entsprechend der erforderlichen Bearbeitungszugabe wird die Oberfläche 27, die durch den Abguß entstanden ist, mit einer Lage aus Streifen von ausgeschäumtem glattem Polystyrol aufgefüttert. Mit dieser durch die erforderliche Bearbeitungszugabe bedingten Maßnahme wird gleichzeitig die rauhe Oberfläche des Abgusses beseitigt.

In F i g. 5 ist das fertige Gießmodell für den Stempel eines Ziehwerkzeuges dargestellt. Die sphärisch gekrümmte Arbeitsfläche 28 stellt eine um die Bearbeitungszugabe vergrößerte Abbildung der Matrize dar. In der Seitenwandung des Modells sind öffnungen 29 zum Anhängen des Werkzeuges und Aussparungen 30 zum Aufspannen bei der späteren Bearbeitung des Gußteiles vorgesehen.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine erhebliche Arbeitszeitersparnis erzielt und werden die Modellkosten erheblich verringert.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Gießmodellen aus geschäumtem Polystyrol zur Verwendung im Vollformgießverfahren oder für eine einzige Einformung, insbesondere für Zieh-, Preß- und Stanzwerkzeuge mit sphärisch gekrümmter Bearbeitungsfläche, dadurch gekennzeichnet, daß von der nach oben offenen Gegenform der Bearbeitungsfläche mit einer aus vorgeschäumtem Polystyrol in Perlenform und einem Gemisch aus Gießharz auf der Basis Epoxyharz und dem dazugehörigen Härter bestehenden gießfähigen Masse ein Abguß hergestellt wird,

der nach Aushärtung des Gemisches zu einem festen Körper erhärtet, wobei die gießfähige Masse in der Gegenform nur in einer bestimmten Höhe aufgetragen wird und der übrige Teil des Gießmodells nach Aushärtung aus ausgeschäumtem Polystyrol aufgebaut wird und beide Teile durch Kleben miteinander verbunden werden.

2. Verfahren zur Herstellung von Gießmodellen aus geschäumtem Polystyrol nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gießfähige Masse in der Form nur in einer Höhe aufgetragen wird, die der Wandstärke des zu gießenden Werkzeuges entspricht.

3. Verfahren zur Herstellung von Gießmodellen aus geschäumtem Polystyrol nach den An-Sprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Formraum von einer Verschalung umschlossen und durch Wände unterteilt ist, wobei Verschalung und Wände ein Maß sind für die Stärke, in der die gießfähige Masse aufgetragen werden soll, und nach Auftragen der gießfähigen Masse die Wände herausgenommen werden und der von ihnen beanspruchte Raum nachträglich mit gießfähiger Masse ausgefüllt wird.

4. Verfahren zur Herstellung von Gießmodel- »5 len aus geschäumtem Polystyrol nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der durch Aushärtung aus der gießfähigen Masse entstandene Abguß vor dem weiteren Aufbau des Gießmodells zur Verbesserung seiner Oberfläche mit einer dünnen Schicht aus ausgeschäumtem Polystyrol überklebt wird. ■

5. Verfahren zur Herstellung von Gießmodellen aus geschäumtem Polystyrol nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

. der aus der gießfähigen Masse nach Aushärtung entstandene Abguß für die Bearbeitungszugabe mit einer Schicht aus ausgeschäumtem Polystyrol durch Aufkleben aufgefüttert wird.

6. Verfahren zur Herstellung von Gießmodellen aus geschäumtem Polystyrol nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gießfähige Masse durch Mischung von 120 Gewichtsteilen vorgeschäumten Polystyrols in Perlenform, 90 Gewichtsteilen eines Epoxyharzes und 18 Gewichtsteilen eines Härters gebildet wird.

7. Verfahren zur Herstellung von Gießmodellen aus geschäumtem Polystyrol, insbesondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der modellierfähigen Masse das Epoxyharz und der Härterzunächst etwa" 1 Minute gemischt werden und daß da/m dem vorgeschäumten Kunststoff in Perlenform diese Mischung unter ständigem Rühren zugesetzt wird und das Ganze etwa 2 Minuten gut durchgemischt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen