DE19830601A1

DE19830601A1 - Formvorrichtung zur Herstellung homogener Formteile

Info

Publication number: DE19830601A1
Application number: DE1998130601
Authority: DE
Inventors: Friedrich Tilman Hes
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-07-09
Filing date: 1998-07-09
Publication date: 2000-03-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Formgebungsverfahren mit einer allseitigen homogenen Druckerzeugung zur Herstellung von qualitativen Formteilen unter der Verwendung von pulver- oder granulatförmiger Medien, insbesondere Keramik, Polytetrafluorätylen, pulvermetallurgischer Werkstoffe u.a.

Description

Die Erfindung betrifft eine Formgebungsvorrichtung mit einer allseitigen homogenen Druckerzeugung zur Herstellung von qualitativen Formteilen unter der Verwendung von pulver- oder granulatförmigen Medien, insbesondere Keramik, Polytetrafluorätylen, pulvermetallurgischer Werkstoffe u. a.
Der Fachmann benutzt z. B. beim Heißpressen eine bzw. beim axialen Verdichten zwei gegenüberliegende Matrizen, jedoch lassen sich auf diese Weise nur einfache Formteile erzeugen. Für komplexere Formteile bedient er sich daher des Spritzgießens. Dabei müssen Binder ausgetrieben werden. Ab einer gewissen Wandstärke wird die Herstellung daher unwirtschaftlich. Zudem kann der Fachmann Formteile aus PTFE nicht thermoplastisch verarbeiten, es können daher keine Spritzgußanlagen angewandt werden. Eine Konfiguration mit der eine allseitige Umschließung und Verdichtung auch unter Einwirkung der Sinterstadien durch Matrizen vorgenommen wird, ist dem Fachmann bisher nicht bekannt. Zudem läßt sich im Rahmen der erfindungsgemäßen Formgebungsvorrichtung eine entsprechend abgewogene und entlüftete Menge von Keramikpulver verwenden, die bis an die konturprägenden Stirnseiten der Matrizen (B) vollständig in der Formgebungsvorrichtung vorliegt, verdichten. Auf diese Weise lassen sich völlig neue Ausmaße von komplexen Formteilen qualitätssichernd und endkonturgerecht herstellen, ohne Zusätze von Bindemitteln. Beim Sintern muß vorzugsweise nicht auf das teure heißisostatische Pressen gegriffen werden, eine Verkapselung und Druckerzeugung wird durch die Matrizen erreicht. Der Anspruch verkörpert daher eine völlig neue Vorrichtung.

Zeichnungen

Die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte Formvorrichtung ist Teil einer gesamten Anlage und ist mit deren weiteren Komponenten in bekannter und notwendiger Weise zur funktionsgerechten Durchführung von Formgebungsabläufen verbunden, ohne daß dies hier weiter dargestellt wäre.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel gewählt, in der das Formteil A (Kugel) durch 6 Stempel beim Erreichen der Endkontur mit den Flächen der Stirnseiten komplett umschlossen wird. In der Fig. 1 zeigt der Ausschnitt die Draufsicht auf die horizontal angeordneten Führungen 1, 2, 3, 4 der Matrizen 7, 8, 9, 10 mit deren formgebenden Stirnseiten B. In der Fig. 2 zeigt der Ausschnitt die Seitenansicht der noch verbleibenden beiden Führungen 5, 6 der Matrizen 11, 12. Die Führungen der Matrizen 7 bis 12 können vor und zurückgefahren werden und besitzen eigene, in der Zeichnung ansatzweise dargestellte Führungen 13, die miteinander verstrebt sind. Diese Verstrebungen, die zudem mit einem Rüttler verbunden sind, sind in der Zeichnung nicht dargestellt. In der Fig. 2 sehen wir die Einlässe der Werkstoffzufuhr der Laufführung 5 im Bereich C. Die Fig. 1 zeigt den abgeschlossenen Auffüllungsvorgang des Werkstoffs D in der Formgebungsvorrichtung und das zu erwartende Formteil A. In der Fig. 2 zeigt die Formgebungsvorrichtung, das auf die Endkontur verdichtete Formteil A, wobei die Flächen der formgebenden Stirnseiten der Matrizen beim Erreichen das Formteil allseitig umschließen. Die Stirnseiten 1a und 2a der Führungen 1 und 2 schließen an die Außenwände der Führungen 3, 4, 5 und 6 an. Die Stirnseiten der Führungen 3a und 4a der Führungen 3 und 4 ergänzen die Formen der inneren Wände der Führungen 1, 2, 5 und 6. Die Stirnseiten 5a und 6a der Führungen 5 und 6 sind entsprechend abgestuft, so daß sie die noch fehlenden Formen der inneren Wände der Führungen 1 und 2 ergänzen und an die Außenwände der Führungen 3 und 4 anschließen.

Claims

1. Formgebungsverfahren für pulver- und granulatförmige Medien, insbesondere Keramik, Polytetrafluorätylen, pulvermetallurgische Werkstoffe, modulare Zusammensetzung von Formteilen dieser Medien, zur Befüllung, Verdichtung oder Sinterung z. B. komplexer Formteile, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Matrizen, deren Stirnseiten (B) die Kontur des Formteils beinhalten, durch Führungen (1, 2, 3, 4, 5, 6) zweckentsprechend einen Winkel einschließen, wobei die Flächen der Stirnseiten (B) der Matrizen beim Erreichen der Endkontur des Formteiles direkt aneinander schließen.

2. Formgebungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Matrizen (7 bis 12), deren Stirnseiten (B) die Kontur des Formteils beinhalten, durch Führungen (1 bis 6) Winkel einschließen, wobei die Flächen der Stirnseiten (B) der Matrizen beim Erreichen der Endkontur das Formteil allseitig umschließen (Fig. 2).

3. Formgebungsverfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Werkstoffe im Bereich (C) der Laufführungen und der Matrizen eingelassen werden.

4. Formgebungsverfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine entsprechend abgewogene Menge an Werkstoffen dem Formgebungsprozess zugeordnet wird, z. B. durch ein Vorrats- und Versorgungsbehältnis, an dem entsprechend den Taktanforderungen des Durchlaufs von Formteilen mehrere untergeordnete, z. B. nacheinander zu befüllende Dosierbehälter angeschlossen sind

5. Formgebungsverfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zweckentsprechend zur erstellenden Kontur des Formteils, Matrizen auf unterschiedliche Durchmesser des Formteils unterteilt werden und daß die Anordnung dieser Unterteilungen entsprechend zum Durchmesser gegeneinander so verschoben sind, daß die verschieden langen Verdichtungswege die Druckverhältnisse des Formteils regulieren.

6. Formgebungsverfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zweckentsprechend Matrizen oder deren Unterteilungen vor der Befüllung, Verdichtung oder Sinterung komplett ausgefahren sind, um z. B. Hohlräume und Gewinde subtrahieren zu können.

7. Formgebungsverfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff unter dem Einfluß von Rüttelbewegungen in den Formgebungsprozeß transportiert wird und sich homogen bis zu den formgebenden Konturen anreichert.

8. Formgebungsverfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstoffe z. B. in den Dosierbehältern entsprechend nacheinander entlüftet werden und die gesamte abgewogene Menge vor dem Verdichten der Werkstoffauslesen in die ebenfalls hermetisch abgeschlossene Formgebungsvorrichtung eingelassen wird.

9. Formgebungsverfahren nach Anspruch 1, 2, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen zur Entnahme zurückgefahren werden und das Formteil entsprechend dem Händling z. B. von der Matrize gehalten wird, die das Formteil entgegen der Schwerkraft in der Abnahmeposition hält.

10. Formgebungsverfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei zurückgefahrener Führung sich eine Matte, die auch unterteilt sein kann, zwischen der Stirnseite der Matrize und der Kontur des Formteils positioniert wird. Anschließend wird die Matte in die Endkontur des Formteils gepreßt.

11. Formgebungsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Endkontur ausschließlich erst nach Einlegen der Matte oder deren Unterteilungen vorgenommen wird. Vorzugsweise ist eine Vorverdichtung vorgeschlagen, die bis zu den Stirnseiten der Führungen 3a und 5a, zweckentsprechend der Anzahl der Matten, die das Formteil erhalten soll, senkrecht dazu verdichtet wird.

12. Formgebungsverfahren nach Anspruch 1, 2, 10, 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilität entsprechend Komponenten mit Matten so zusammengesetzt werden, daß eine genaue innere Position einer oder mehrerer Matten im Inneren erfolgt.

13. Formgebungsverfahren nach Anspruch 1, 2, 10, 11, 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine von außen durch Komponenten zusammengesetzte Flächenabdeckung von Matten erfolgt.

14. Formgebungsverfahren nach Anspruch 1, 2, 10, 11, 12, dadurch gekennzeichnet, daß Formteile entnommen z. B. im erwärmten, vom Sinterprozeß erkaltenden Zustand und als Preßpassungen zu Baugruppen zusammengesetzt werden.

15. Formgebungsverfahren nach Anspruch 1 bis 3, 5 bis 7, 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Führungen aus mehreren Teilen gefräst und dann zusammengeschraubt werden.

16. Formgebungsverfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechende Inlays an den Stirnseiten der Führungen 3a, 4a, 5a, 6a, angebracht sind. An diese Inlays können vom Inneren der Führungen weitere direkt anschließen. Die Führungen 1 bis 6 können dann bis an die Kanten zum Formteil hin bestückt sein. Die Führungen können vorzugsweise mit faserverstärkten Inlays ausgestattet sein, die aus Keramik bestehen z. B. Siliziumcarbit.