DE19921506A1 - Metallform zur Formung einer Bienenwabenstruktur und Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents

Metallform zur Formung einer Bienenwabenstruktur und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number
DE19921506A1
DE19921506A1 DE19921506A DE19921506A DE19921506A1 DE 19921506 A1 DE19921506 A1 DE 19921506A1 DE 19921506 A DE19921506 A DE 19921506A DE 19921506 A DE19921506 A DE 19921506A DE 19921506 A1 DE19921506 A1 DE 19921506A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
grooves
metal mold
honeycomb structure
slot
channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19921506A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19921506B4 (de
Inventor
Masayoshi Fujita
Mitsutoshi Miyazaki
Yosiyasu Andou
Toru Takeno
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP12791298A external-priority patent/JP3924916B2/ja
Priority claimed from JP12791198A external-priority patent/JP3924915B2/ja
Priority claimed from JP19885298A external-priority patent/JP3402206B2/ja
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Publication of DE19921506A1 publication Critical patent/DE19921506A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19921506B4 publication Critical patent/DE19921506B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/20Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein the material is extruded
    • B28B3/26Extrusion dies
    • B28B3/269For multi-channeled structures, e.g. honeycomb structures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

Eine Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur hat Zufuhrlöcher (11) zum Zuführen eines Materials, Kanalnuten (2), die in der Gestalt eines Dreieckgitters gebildet sind und mit den Zufuhrlöchern in Verbindung stehen, und Schlitznuten (3), die in der Gestalt eines Hexagonalgitters gebildet sind und mit den Kanalnuten in Verbindung stehen. Jedes Hexagon im Gitter der Schlitznuten ist derart gebildet, daß es in Übereinstimmung mit einem Hexagon liegt, das gestaltet worden ist durch eine Kombination von sechs Dreiecken im Gitter der Kanalnuten. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Metallform zur Formung einer Haxagonalbienenwabenstruktur, und zwar mit Zufuhrlöchern (11) zum Zuführen eines Materials, Kanalnuten (2), die in der Gestalt eines Dreieckgitters gebildet sind und Schlitznuten (3), die in der Gestalt eines Hexagonalgitters gebildet sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Metallform zur Formung einer Bienenwabenstruktur, wobei die Schlitznuten mittels einer Elektroerosion gebildet sind, die in einer Vielzahl von Durchläufen unter Anwendung einer kleinen Elektrode (81) für eine Elektroerosion durchgeführt wird, die eine Arbeitsoberfläche eines Bereiches hat, der kleiner ist als der Bereich der Nutbildungsoberfläche (43).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Metallform zur Formung einer Bienenwabenstruktur, die als ein Katalysatorträger oder dergleichen in beispielsweise einer Vorrichtung zur Reinigung des Abgases von einem Kraftfahrzeug verwendet wird, und auf ein Verfahren zur Herstellung der Metallform.
Eine Keramikbienenwabenstruktur mit beispielsweise Cordierit als eine Hauptkomponente wird durch Extrusionsformung eines Materials unter Anwendung einer Metallform hergestellt. Die Bienenwabenstruktur bildet eine Anzahl von Zellen dadurch aus, daß die Trennwände in einer Gitterform ausgebildet sind und die Zellen beispielsweise eine Hexagonalform annehmen.
Um eine Bienenwabenstruktur mit Zellen mit einer Hexagonalform (nachstehend als Hexagonalbienenwabe bezeichnet) herzustellen, muß eine Metallform mit Schlitznuten der Gestalt eines Hexagonalgitters verwendet werden und müssen die Trennwände in der Gestalt eines Hexagonalgitters gebildet werden.
Eine herkömmliche Metallform zur Herstellung einer Hexagonalbienenwabenstruktur hat, wie in den Fig. 1A und 1B gezeigt, Zufuhrlöcher 11 zur Zufuhr eines Materials und Schlitznuten 3, die in einer Hexagonalgitterform gebildet sind und mit den Zufuhrlöchern 11 in Verbindung stehen.
Um diese Metallform 1 herzustellen, werden die Zufuhrlöcher 11 gebildet, indem ausgehend von einer Oberfläche des Metallformrohkörpers gebohrt wird, während ausgehend von dessen anderer Oberfläche die Schlitznuten in der Hexagonalgitterform gebildet werden, und zwar mittels solcher Behandlungsmittel, wie einer Elektroerosion. Anschließend werden, wie in Fig. 1 gezeigt, die Überschneidungspunkte der Schlitznuten der Hexagonalgitterform mit den Zufuhrlöchern 11 in Verbindung gebracht, wodurch die Metallform 1 erhalten wird.
Allerdings weist die herkömmliche Metallform 1 zur Herstellung der Hexagonalbienenwabenstruktur Probleme auf, wie sie nachstehend beschrieben sind.
D. h., um die Trennwände der Hexagonalbienenwabenstruktur unter Anwendung der vorerwähnten herkömmlichen Metallform 1 gleichmäßig zu bilden, muß die Tiefe der Schlitznuten der Hexagonalgitterform so gewählt werden, daß sie nicht kleiner als das zehnfache der Breite der Nuten ist. Dadurch ist eine verlängerte Zeitdauer zur Formung der Schlitznuten notwendig.
Wenn ferner versucht wird, basierend auf beispielsweise der Elektroerosion, die Schlitznuten zu bilden, werden die Elektroden während der Behandlung oftmals verschlissen, wodurch eine Streuung in der Tiefe der Schlitznuten verursacht wird. In diesem Fall verlieren daher die Trennwände der erhaltenen Hexagonalbienenwabenstruktur ihre Gleichmäßigkeit.
Um die Metallform 1 herzustellen, wird ferner ein Metallformrohstück 4 mit einer Lochbildungsoberfläche 41 hergestellt, in der die Zufuhrlöcher 11 ausgebildet werden und die eine Nutbildungsoberfläche 43 hat, in der die Schlitznuten 3 gebildet werden (siehe Fig. 14). Die Zufuhrlöcher 11 werden gebildet, indem in die Lochbildungsoberfläche gebohrt wird, wobei die Schlitznuten 3 der Hexagonalgitterform durch die Elektroerosion in der Nutbildungsoberfläche gebildet werden und die Schlitznuten 3 sowie die Zufuhrlöcher 11 miteinander in Verbindung gebracht werden, um die Metallform 1 zu erhalten.
Mit Bezug auf Fig. 2 wird die Elektroerosion durchgeführt unter Anwendung einer Elektrode 81 für die Elektroerosion, die mit einer Arbeitsoberfläche 80 von einer Gitterform entsprechend der gesamten Oberflächen der zu bildenden Schlitznuten 3 vorgesehen ist, und unter Wiederholung der Elektroerosion zwischen der Elektrode 81 für die Elektroerosion und der Nutbildungsoberfläche 43 des Metallformrohstücks 4 in einer Arbeitslösung. Die Arbeitslösung wird von einer Arbeitslösungszufuhrleitung 95 einer Arbeitslösungszufuhrspannvorrichtung 9 zugeführt, die an der hinteren Oberflächenseite der Elektrode 81 für die Elektroerosion angeordnet ist.
Allerdings hat das vorerwähnte herkömmliche Verfahren zur Herstellung der Metallform zur Formung einer Bienenwabenstruktur die nachstehend beschriebenen Probleme.
D. h., die Schlitznuten 3 sind bislang durch die Elektroerosion unter Anwendung einer Elektrode für die Elektroerosion gebildet worden, die die Gitterform in Übereinstimmung aller zu bildenden Schlitznuten hat. Während der Elektroerosion wird die Elektrode für die Elektroerosion oftmals deformiert oder in unterschiedlichen Ausmaßen verschlissen und verformt. In einem solchen Fall variiert die Tiefe der Schlitznuten, wodurch vom Qualitätsstandpunkt her ein Problem verursacht wird.
Andererseits ist die Elektrode für die Elektroerosion aus einem sehr harten Material angefertigt, wie etwa einer Wolframlegierung oder dergleichen, und wird unter Inanspruchnahme einer langen Zeitdauer, beispielsweise mehrere zehn Tage, hergestellt. Wenn versucht wird, eine Metallform zum Gießen einer Bienenwabenstruktur neu herzustellen, sind daher zunächst mehrere zehn Tage erforderlich zur Erzeugung der Elektrode für die Elektroerosion und anschließend nochmals mehrere 10 Tage zur Formung der Schlitznuten durch die Elektroerosion, was eine sehr lange Vorbereitungsphase ist.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorerwähnten Probleme, die dem Stand der Technik eigen sind, bewerkstelligt, wobei es ihre Aufgabe ist, eine Metallform zur Formung einer Bienenwabenstruktur zu schaffen, die in der Lage ist, die Schlitznuten innerhalb einer kurzen Vorbereitungsphase und unter Darlegung einer guten Gießbarkeit präzise und effizient zu formen, und ein Verfahren zur Herstellung derselben zu schaffen.
Eine erste Erfindung bezieht sich auf eine Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur mit Zufuhrlöchern zum Zuführen eines Materials, Kanalnuten, die in der Gestalt eines Dreieckgitters gebildet sind und mit den Zufuhrlöchern in Verbindung stehen, und Schlitznuten, die in der Gestalt eines Hexagonalgitters gebildet sind und mit den Kanalnuten in Verbindung stehen.
In dieser Erfindung besteht der wichtigste Punkt darin, daß die Kanalnuten in der Gestalt eines Dreieckgitters zwischen den Zufuhrlöchern und den Schlitznuten gebildet sind.
Die Kanalnuten sind in der Gestalt eines Dreieckgitters gebildet, und zwar beispielsweise in den entgegengesetzten Richtungen durch regelmäßig oder alternierend angeordnete gleichseitige Dreiecke.
Weiterhin ist erwünscht, daß die Kanalnuten und die Zufuhrlöcher miteinander an den Überschneidungspunkten im Dreieckgitter der Kanalnuten in Verbindung stehen. Dies gestattet dem Material, leichtgängig von den Zufuhrlöchern in die Kanalnuten zu fließen. In diesem Falle müssen die Zufuhrlöcher nicht notwendigerweise an jedem Überschneidungspunkt der Kanalnuten mit diesen in Verbindung stehen, sondern können sie in verschiedenartigen Weisen ausgebildet werden unter Berücksichtigung der Größe der zu formenden Bienenwabenstruktur und der Gießfähigkeit. Beispielsweise können die Zufuhrlöcher mit jedem zweiten Überschneidungspunkt oder mit jedem dritten Überschneidungspunkt in Verbindung stehen.
Es ist erwünscht, daß jedes Hexagon im Gitter der Schlitznuten derart gebildet ist, um in Übereinstimmung mit einem Hexagon zu kommen, das durch eine Kombination von sechs Dreiecken im Gitter der Kanalnuten gestaltet ist.
In diesem Falle ist es möglich, das Material während der Extrusionsformung gleichmäßiger und leichtgängiger zu bewegen.
Hierbei steht das Hexagon, das durch eine Kombination von sechs Dreiecken im Gitter der Kanalnuten gestaltet ist, für dasjenige, das - sofern die sechs Dreiecke als eine Einheit betrachtet werden, in der die sechs Dreiecke radial einander benachbart um einen Überschneidungspunkt der Kanalnuten angeordnet sind - deren äußere Gestalt ausmacht.
Wenn daher in diesem Falle die Schlitznuten und die Kanalnuten von vorne betrachtet werden, sind die Kanalnuten an Abschnitten angeordnet, über die die Hexagonalschlitznuten gelagert sind, und an den Randabschnitten der durch eine Kombination ihrer Scheitel und ihrer Zentren bzw. Grundlinien gebildeten sechs Dreiecke angeordnet.
Eine zweite Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur, mit Zufuhrlöchern zum Zuführen eines Materials, Kanalnuten, die in der Gestalt eines Dreieckgitters gebildet sind und mit den Zufuhrlöchern in Verbindung stehen, und Schlitznuten, die in der Gestalt eines Hexagonalgitters gebildet sind und mit den Kanalnuten in Verbindung stehen, wobei jedes Hexagon im Gitter der Schlitznuten derart gebildet wird, daß es mit einem, durch eine Kombination von sechs Dreiecken im Gitter der Kanalnuten gestalteten Hexagon in Übereinstimmung gebracht wird;
wobei eine Metallformbasis zur Ausbildung der Zufuhrlöcher und ein Nutbildungselement mit einer Kanalnutbildungsoberfläche sowie einer Schlitznutbildungsoberfläche hergestellt werden;
die Zufuhrlöcher in der Metallformbasis derart gebildet werden, daß sie durch diese hindurchdringen, und eine Vielzahl von Kanalnuten, die sich in einem Winkel von etwa 60° relativ zueinander überschneiden, in der Gestalt eines Dreieckgitters in der Kanalnutbildungsoberfläche des Nutbildungselements gebildet werden;
die Kanalnutbildungsoberfläche des Nutbildungselements mit der Metallformbasis verbunden wird; und
die Schlitznuten der Gestalt eines Hexagonalgitters in der Schlitznutbildungsoberfläche des Nutbildungselements derart gebildet werden, daß diese mit den Kanalnuten in Verbindung stehen.
In dieser Erfindung besteht der wichtigste Punkt darin, daß die Kanalnuten der Gestalt eines Dreieckgitters in der Kanalnutbildungsoberfläche des Kanalnutbildungselements (Metallformrohstück) gebildet werden, wobei die Kanalnutbildungsoberfläche des Nutbildungselements mit der Metallformbasis verbunden ist, die mit den Zufuhrlöchern versehen ist, und anschließend die Schlitznuten in der Gestalt eines Hexagonalgitters in der Schlitznutbildungsoberfläche des Nutbildungselements gebildet werden.
Die Zufuhrlöcher werden in der Metallformbasis durch verschiedenartige Behandlungsverfahren gebildet, wie etwa Bohren, Elektroerosion oder dergleichen.
Ferner sind die Kanalnuten in dem Nutbildungselement mit Hilfe eines solchen Verfahrens gebildet, wonach die Arbeitsgänge zur Formung einer Vielzahl von zueinander parallelen geraden Nuten in drei Richtungen durchgeführt werden, um sich in einem Winkel von etwa 60° zu überschneiden. In diesem Falle können die geraden Kanalnuten durch ein Schneiden oder Schleifen unter Anwendung eines eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit aufweisenden Drehwerkzeugs effizient gebildet werden.
Die Schlitznuten werden in dem Nutbildungselement gebildet, nachdem das Nutbildungselement und die Metallformbasis miteinander verbunden worden sind. Die Verbindung wird in diesem Falle durch eine Vielzahl von Verfahren bewerkstelligt, wie etwa einem Diffusionsverbund, einem Schweißen, einem Kleben mit einem Klebstoff, etc.
Da die Schlitznuten nach dem Verbund gebildet werden, kann verhindert werden, daß das Nutbildungselement zu dem Zeitpunkt gespaltet wird, zu dem die Schlitznuten und die Kanalnuten miteinander in Verbindung gebracht werden.
Die Schlitznuten können durch jegliches Behandlungsverfahren gebildet werden, wie etwa einer Elektroerosion, einem Schneiden oder ein Laserstrahlbehandlung. Da die Tiefe der Schlitznuten kleiner sein kann als im Stand der Technik, können verschiedenartige Behandlungsverfahren angewendet werden, ohne vom Verschleiß der Werkzeuge beeinträchtigt zu werden.
Hierbei ist die Elektroerosion ein Behandlungsverfahren, das bekanntermaßen auf der elektrischen Entladung zwischen einer Elektrode und einem Werkstück basiert. Das Schneiden kann unter Anwendung eines stabartigen Schneidewerkzeugs bewerkstelligt werden, das eine Schneideseitenfläche hat, und unter Bewegung des Schneidewerkzeugs bewerkstelligt werden, während sich dieses dreht. Die Laserstrahlbehandlung ist ein Behandlungsverfahren, das mittels einer Bestrahlung der Arbeitsoberfläche mit einem Laserstrahl durchgeführt wird.
Eine dritte Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur mit Zufuhrlöchern zum Zuführen eines Materials, Kanalnuten, die in der Gestalt eines Dreieckgitters gebildet sind und mit den Zufuhrlöchern in Verbindung stehen, und Schlitznuten, die in der Gestalt eines Hexagonalgitters gebildet sind und mit den Kanalnuten in Verbindung stehen, wobei jedes Hexagon im Gitter der Schlitznuten derart gebildet wird, daß es mit einem, durch eine Kombination von sechs Dreiecken im Gitter der Kanalnuten gestalteten Hexagon in Übereinstimmung gebracht wird;
wobei ein Metallformrohstück mit einer Zufuhrlochbildungsoberfläche und einer Schlitznutbildungsoberfläche hergestellt wird;
Zufuhrlöcher einer vorbestimmten Tiefe in der Zufuhrlochbildungsoberfläche des Metallformrohstücks gebildet werden; und
eine Vielzahl von Kanalnuten, die sich in einem Winkel von etwa 60° relativ zueinander überschneiden, in der Gestalt eines Dreieckgitters in der Schlitznutbildungsoberfläche des Metallformrohstücks gebildet wird, und die Kanalnuten - mit Ausnahme jener des Hexagonalgitterabschnitts, in welchem die Schlitznuten anzuordnen sind - verschlossen werden, wodurch die Schlitznuten gebildet werden.
In dieser Erfindung besteht der wichtigste Punkt darin, daß die Kanalnuten und die Schlitznuten in einer Weise gebildet werden, wonach zunächst die Kanalnuten in der Gestalt eines Dreieckgitters gebildet werden, und dann einige der Kanalnuten verschlossen werden, um die Schlitznuten zu bilden. Hierbei kann der Verschluß bewirkt werden, indem das Innere der Kanalnuten mit einem Verschlußmittel gefüllt wird oder die Öffnungsabschnitte der Kanalnuten abgedeckt werden.
Die Zufuhrlöcher können in dem Metallformrohstück mittels verschiedenartiger Behandlungsverfahren gebildet werden, wie etwa einem Bohren, einer Elektroerosion, etc. Die Tiefe der Zufuhrlöcher ist derart ausgewählt, daß diese mit den Kanalnuten in Verbindung stehen können. Hierbei können die Zufuhrlöcher gebildet werden, bevor oder nachdem die Kanalnuten oder die Schlitznuten gebildet sind.
Die Kanalnuten können in der Schlitznutbildungsoberfläche gebildet werden, und zwar mit Hilfe eines solchen Verfahrens, in dem die Arbeitsvorgänge zur Bildung einer Vielzahl von zueinander parallelen geraden Nuten von drei Richtungen durchgeführt werden, um sich in einem Winkel von etwa 60° zu überschneiden. Hierbei ist die Tiefe der Kanalnuten die Summe der Tiefe der zu bildenden Schlitznuten und der Tiefe der Kanalnuten.
Zur Ausbildung der Schlitznuten werden die Kanalnuten mittels verschiedenartiger Verfahren, die später beschrieben werden, verschlossen. Der Verschluß wird in diesem Falle bewerkstelligt, um eine Festigkeit zu verleihen, die groß genug ist, um dem Schiebedruck zu dem Zeitpunkt standzuhalten, zu dem die Extrusionsformung unter Anwendung der Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur praktisch durchgeführt wird.
Es ist wünschenswert, daß gemäß der dritten Erfindung die Kanalnuten in der Gestalt eines Dreieckgitters durch Schneiden oder Schleifen gebildet werden. Dies macht es möglich, die Kanalnuten sehr effizient zu bilden. Das Arbeitswerkzeug ist in diesem Falle ein Drehwerkzeug, wie etwa eine dünne kreisförmige Schleifklinge.
Die Kanalnuten können mittels einer Laserstrahlschweißung verschlossen werden. In diesem Falle können die Positionen der Verschlußabschnitte leicht dadurch bestimmt werden, daß das Strahlungsmuster des Laserstrahls geregelt wird, um die Verschlußbearbeitung durchzuführen, während eine große Präzision aufrechterhalten wird. Die Laserstrahlschweißung kann entweder mit Hilfe eines Verfahrens durchgeführt werden, mit dem die Öffnungsabschnitte durch ein Schmelzkleben von beiden Wänden der zu schließenden Kanalnuten verschlossen werden, oder mit Hilfe eines Verfahrens, mit dem die Öffnungsabschnitte durch Schweißen eines weiteren Elements, wie etwa eines Schweißstabes, verschlossen werden.
Ferner werden die Kanalnuten zunächst durch ein Einfüllen eines Verschlußmittels in allen Kanalnuten der Gestalt eines Dreieckgitters verschlossen, wobei dem Verschlußmittel gestattet wird, selektiv in den Kanalnuten zu koagulieren, und zwar mit Ausnahme jener des Hexagonalgitterabschnittes, in welchem die Schlitznuten anzuordnen sind, und das nicht koagulierte Verschlußmittel von den Schlitznutabschnitten entfernt wird. In diesem Falle wird die Verschlußtiefe der Verschlußabschnitte in Abhängigkeit von der Menge des Verschlußmittels eingestellt. Daher kann die Tiefe der Kanalnuten leicht eingestellt werden.
Ein Metallpulver oder ein wärmehärtendes Harz werden als das Verschlußmittel verwendet, wobei das Verschlußmittel selektiv koaguliert wird, und zwar unter Verfestigung oder Sinterung durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl. Auch in diesem Falle können die Positionen der Verschlußabschnitte leicht bestimmt werden, indem das Strahlungsmuster des Laserstrahls geregelt wird, um die Verschlußbehandlung durchzuführen, während eine große Präzision aufrechterhalten wird.
Ferner kann ein lichthärtendes Harz als das Verschlußmittel verwendet werden, wobei das Verschlußmittel durch die Bestrahlung mit Licht selektiv koaguliert wird, und zwar in einem Zustand, in welchem der Schlitznutbildungsabschnitt maskiert ist. In diesem Falle wird Wärme nicht in großen Mengen während der Verschlußbehandlung erzeugt, wobei zuverlässig verhindert wird, daß die Metallform durch Wärme beeinträchtigt wird.
Überdies werden die Kanalnuten verschlossen, indem zunächst die gesamten Kanalnuten in der Gestalt eines Dreieckgitters mit einem falschen Verschlußmittel gefüllt werden, das falsche Verschlußmittel selektiv in den Kanalnuten in dem Hexagonalgitterabschnitt koaguliert wird, in welchem die Schlitznuten anzuordnen sind, das nicht koagulierte falsche Verschlußmittel von den Schlitznutabschnitten entfernt wird, die Kanalnuten verschlossen werden, von welchen das falsche Verschlußmittel entfernt worden ist, und zwar mit einem Verschlußmittel, und das falsche Verschlußmittel von dem Schlitzbildungsabschnitt entfernt wird.
Es ist wünschenswert, daß das Verschlußmittel eine plattierte Schicht ist. Dies ermöglicht es, die Verschlußbehandlung leicht zu bewerkstelligen. In diesem Fall ist es wünschenswert, das falsche Verschlußmittel anzuwenden, das den Effekt zur Verhinderung der Bildung der plattierten Schicht darlegt. Nach dem Plattieren kann daher das falsche Verschlußmittel leicht entfernt werden.
Eine vierte Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur, mit einer Vielzahl von Zufuhrlöchern zum Zuführen eines Materials und Schlitznuten, die in der Gestalt eines Gitters gebildet sind und mit den Zufuhrlöchern in Verbindung stehen, um das Material in eine Bienenwabenstruktur zu formen, wobei die Schlitznuten in der Nutbildungsoberfläche des Metallformrohstücks durch eine Elektroerosion gebildet werden, die in einer Vielzahl von Durchläufen unter Anwendung einer kleinen Elektrode zur Elektroerosion durchgeführt wird, die eine Arbeitsoberfläche eines Bereichs hat, der kleiner ist als der Bereich der Nutbildungsoberfläche.
In dieser Erfindung besteht der wichtigste Punkt darin, daß die Schlitznuten durch die Elektroerosion gebildet werden, die in einer Vielzahl von Durchläufen unter Anwendung einer Elektrode für die Elektroerosion durchgeführt wird, die eine Arbeitsoberfläche eines Bereiches hat, der kleiner ist als der Bereich der Nutbildungsoberfläche des Metallformrohstückes.
Nach Vorbeschreibung hat die Elektrode für die Elektroerosion eine Arbeitsoberfläche eines Bereiches, der kleiner ist als der der Nutbildungsoberfläche und kleiner ist als die herkömmliche Elektrode für die Elektroerosion.
Die Elektroerosion kann in einer Vielzahl von Durchläufen wiederholt durchgeführt werden unter Anwendung der oben erwähnten kleinen Elektrode für die Elektroerosion oder unter Anwendung einer weiteren kleineren Elektrode für die Elektroerosion nach jedem Durchlauf oder nach einer Vielzahl von Durchläufen.
Gemäß der vierten Erfindung ist es wünschenswert, daß die Arbeitsoberfläche der Elektrode für die Elektroerosion von einer Größe ist, die in der Lage ist, eine Region unter n Regionen der Nutbildungsoberfläche zu bearbeiten, die in der Breitenrichtung in n Regionen aufgeteilt ist, wobei die Elektroerosion durchgeführt wird, indem in einer Vielzahl von Durchläufen eine Einheitsbehandlung wiederholt wird, die die n Regionen behandelt, um eine vorbestimmte Tiefe unter Anwendung der Elektrode für die Elektroerosion zu bewerkstelligen.
Das heißt, daß die Regionen nicht in einem Durchlauf der Elektroerosion bis zu einer vorbestimmten Tiefe behandelt werden, sondern anstelle dessen die gesamte Nutbildungsoberfläche durch die vorerwähnte Einheitsbehandlung bis zu einer vorbestimmten Tiefe behandelt wird, während die Einheitsbehandlung wiederholt wird, um die Tiefe der Nuten zu erhöhen. Somit wird die Elektroerosion durch eine Aufteilung in eine Vielzahl von Durchläufen nicht nur in der Breitenrichtung, sondern auch in der Tiefenrichtung bewirkt, wodurch eine örtliche Schwankung in der Behandlung unterdrückt wird und eine Genauigkeit zur Behandlung der Schlitznuten erhöht wird.
Es ist wünschenswert, daß die Einheitsbehandlung in einer derartigen Weise durchgeführt wird, daß zunächst die unter den n Regionen nahe dem Zentrum angeordnete Zentrumsregion einer Elektroerosion unterworfen wird, und dann die Regionen nacheinander, sich von der Zentrumsregion entfernend behandelt werden. In diesem Falle können Änderungen in der Breite der Schlitznuten aufgrund einer sehr kleinen Schwankung in der Behandlung symmetrisch in der Richtung nach rechts und nach links festgelegt werden. Dies ermöglicht es, die Gießfähigkeit zu dem Zeitpunkt der Formung der Bienenwabenstruktur unter Anwendung der erhaltenen Metallform zur Formung einer Bienenwabenstruktur zu verbessern.
Es ist wünschenswert, daß in der Arbeitsoberfläche der Elektrode für die Elektroerosion jeder Abschnitt, der zu der Behandlung beiträgt, die Gestalt eines Gitters hat, das der Gittergestalt der Schlitznuten entspricht, und keine unvollständige Seite bzw. keinen offenen Rand hat, der/die nicht das Gitter bildet. In diesem Falle ist es möglich, die Behandlungspräzision an den Grenzen der benachbarten Elektroerosionsabschnitte zu verbessern.
Es ist ferner wünschenswert, daß unter der Vielzahl von Durchläufen von Elektroerosionen die zweite und nachfolgende Elektroerosionen durchgeführt wird, indem die Elektrode für die Elektroerosion derart bewegt wird, daß zumindest eines der Gitter der Arbeitsoberfläche das Gitter überlagert, das mittels der vorangegangenen Elektroerosion gebildet wurde. In diesem Falle wird es ermöglicht, Abweichungen in Positionen der Gitter der gebildeten Schlitznuten zu verhindern.
Es ist ferner wünschenswert, daß die Elektrode für die Elektroerosion mit einer Arbeitslösungszufuhrspannvorrichtung zum Zuführen einer Arbeitslösung für die Elektroerosion versehen ist, und die Arbeitslösungszufuhrspannvorrichtung zwei oder mehrere Arbeitslösungseinspritzanschlüsse hat. In diesem Falle wird die Arbeitslösung gleichmäßig auf die Arbeitsoberfläche geführt, um den Schlamm zu entfernen, wodurch die elektrische Entladung vergleichmäßigt wird. Daher trägt dies zu einer weiteren Verbesserung der Präzision zur Formung der Schlitznuten bei.
Die vorliegende Erfindung ist nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung ausführlich beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1A eine Ansicht eines Hauptabschnitts der Anordnung von Schlitznuten in einer herkömmlichen Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur in einer Draufsicht;
Fig. 1B eine Schnittansicht entlang der Linie E-E aus Fig. 1A der Anordnung von Schlitznuten in der herkömmlichen Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur;
Fig. 2 ein Schaubild einer Elektrode für die Elektroerosion gemäß einem Stand der Technik;
Fig. 3A eine Ansicht eines Hauptabschnitts der Anordnung von Schlitznuten in einer Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel einer ersten Erfindung in Draufsicht;
Fig. 3B eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus Fig. 3A der Anordnung von Schlitznuten in einer Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der ersten Erfindung;
Fig. 4 eine Ansicht zur Veranschaulichung der Schritte zur Herstellung der Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel einer zweiten Erfindung;
Fig. 5 eine Raumansicht einer Nutbearbeitungsvorrichtung zur Formung der Kanalnuten gemäß dem Ausführungsbeispiel;
Fig. 6 eine Ansicht eines Verfahrens zur Formung der Kanalnuten gemäß dem Ausführungsbeispiel;
Fig. 7A ein Schaubild der Kanalnutbildungsoberfläche des Nutbildungselements (Metallformrohstück) gemäß dem Ausführungsbeispiel der zweiten Erfindung in Draufsicht;
Fig. 7B eine Schnittansicht entlang der Linie B-B aus Fig. 7A der Kanalnutbildungsoberfläche des Nutbildungselements gemäß dem Ausführungsbeispiel der zweiten Erfindung;
Fig. 8 eine Ansicht eines Zustands, in welchem das Nutbildungselement und die Metallformbasis gemäß dem Ausführungsbeispiel der zweiten Erfindung verbunden werden;
Fig. 9 eine Ansicht eines Materialflusses gemäß dem Ausführungsbeispiel;
Fig. 10A eine Ansicht eines Hauptabschnitts der Anordnung von Schlitznuten in der Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel einer dritten Erfindung in Draufsicht;
Fig. 10B eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus Fig. 10A der Anordnung von Schlitznuten in der Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur gemäß dem Ausführungsbeispiel der dritten Erfindung;
Fig. 11 eine Ansicht zur Veranschaulichung der Schritte zur Herstellung der Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur gemäß dem Ausführungsbeispiel der dritten Erfindung;
Fig. 12A eine Vorderansicht der Kanalnuten, die in dem Metallformrohstück gemäß dem Ausführungsbeispiel der dritten Erfindung gebildet sind;
Fig. 12B eine Schnittansicht entlang der Linie B-B aus Fig. 12A der Kanalnuten, die in dem Metallformrohstück gemäß dem Ausführungsbeispiel der dritten Erfindung gebildet sind;
Fig. 13A eine Teilschnittraumansicht der Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel einer vierten Erfindung;
Fig. 13B eine Vorderansicht eines Hauptabschnitts der Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur gemäß dem Ausführungsbeispiel der vierten Erfindung;
Fig. 14 eine Raumansicht zur Veranschaulichung einer Herstellungsprozedur für die Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur gemäß dem Ausführungsbeispiel der vierten Erfindung;
Fig. 15 eine Raumansicht einer Elektrode für die Elektroerosion gemäß dem Ausführungsbeispiel der vierten Erfindung;
Fig. 16 eine Ansicht eines Beispiels (a) ohne unvollständige Seite bzw. ohne offenem Rand und eines Beispiels (b) mit unvollständiger Seite bzw. mit offenem Rand in dem Ausführungsbeispiel der vierten Erfindung;
Fig. 17 eine Ansicht eines Zustands, in welchem die Elektrode für die Elektroerosion mit einer Arbeitslösungszufuhrspannvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vierten Erfindung verbunden ist;
Fig. 18 eine Ansicht der Elektroerosionsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vierten Erfindung;
Fig. 19 eine Ansicht der aufgeteilten Regionen, die einer Elektroerosion zu unterwerfen sind, gemäß dem Ausführungsbeispiel der vierten Erfindung;
Fig. 20(a) und (b) Ansichten von Positionen einer sich im Einsatz befindlichen Elektrode für die Elektroerosion gemäß dem Ausführungsbeispiel der vierten Erfindung; und
Fig. 21 eine Ansicht des Effekts einer Verkürzung der Vorbereitungsphase gemäß dem Ausführungsbeispiel der vierten Erfindung.
Die Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur und ein Verfahren zur Herstellung derselben gemäß den Ausführungsbeispielen der ersten und zweiten Erfindungen wird nachstehend anhand der Fig. 3 bis 9 beschrieben.
Eine Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur gemäß der ersten Erfindung hat, wie in Fig. 3 gezeigt ist, Zufuhrlöcher 11 zum Zuführen eines Materials, Kanalnuten 2, die in der Form eines Dreieckgitters gebildet sind und mit den Zufuhrlöchern 11 in Verbindung stehen, und Schlitznuten 3, die in der Gestalt eines Hexagonalgitters bzw. -rasters gebildet sind und mit den Kanalnuten 2 in Verbindung stehen. Jedes Hexagon im Hexagonalgitter der Schlitznuten 3 ist in Übereinstimmung gebildet mit einer Kombination von sechs Dreiecken im Gitter bzw. Raster der Kanalnuten 2.
D. h., wenn die Schlitznuten 3 und die Kanalnuten 2 der Metallform 1 zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur von vorne betrachtet werden, wie in Fig. 3A gezeigt, sind die Kanalnuten 2 an Abschnitten angeordnet, über die die Schlitznuten 3 in der Hexagonalgestalt gelagert sind, und an den Randabschnitten der sechs Dreiecke angeordnet, die durch eine Kombination ihrer Scheitel und ihrer Zentren bzw. Grundlinien gebildet sind.
Die Tiefe D der Schlitznuten 3 ist nicht größer als das zehnfache der Breite W der Schlitznuten 3.
Um die Metallform 1 zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur gemäß der zweiten Erfindung herzustellen, werden, wie in den Fig. 4(a) und 4(b) gezeigt, zunächst eine Metallformbasis 10 zur Formung der Zufuhrlöcher 11 und ein, eine Kanalnutbildungsoberfläche 42 und eine Schlitznutbildungsoberfläche 43 aufweisendes Nutbildungselement (Metallformrohstück) 4 hergestellt.
Dann werden, wie in den Fig. 4(c) und 4(d) gezeigt, die Zufuhrlöcher 11 in der Metallformbasis 10 so geformt, daß sie durch diese hindurchdringen, während eine Vielzahl von Kanalnuten, die sich in einem Winkel von 60° relativ zueinander überschneiden, in der Gestalt eines Dreieckgitters in der Kanalnutbildungsoberfläche 42 des Nutbildungselements 4 gebildet werden.
Anschließend wird, wie in Fig. 4(e) gezeigt, die Nutbildungsoberfläche 42 des Nutbildungselements 4 mit der Metallformbasis 10 verbunden. Darauffolgend werden Schlitznuten 3 der Gestalt eines Hexagonalgitters in der Schlitznutbildungsoberfläche 43 des Nutbildungselements 4 derart gebildet, daß sie mit den Kanalnuten 2 in Verbindung stehen.
Die Zufuhrlöcher 11 werden in der Metallformbasis 10 durch Bohrung gebildet.
Die Kanalnuten 2 werden in dem Nutbildungselement 4 unter Anwendung einer Nutbearbeitungsvorrichtung 5 gemäß Fig. 5 gebildet. Die Nutbearbeitungsvorrichtung 5 hat einen Tisch 52, auf dem die Nutbildungselemente 4 festgelegt werden, und einen Werkzeugstützabschnitt 53 zum drehbaren Stützen eines Drehwerkzeugs 7. Der Werkzeugstützabschnitt 53 stützt das Drehwerkzeug 7 über eine Drehwelle 54. Der Tisch 52 ist derart ausgebildet, daß er sich in den Längs- und Querrichtungen und nach oben sowie nach unten gemäß eines vorgegebenen Befehls bewegen kann. Als das Drehwerkzeug 7 wird eine dünne kreisförmige Schleifklinge mit einer Dicke von 150 µm verwendet.
Ferner werden gemäß Fig. 6 Kanalnuten 2 in einer Vielzahl parallel in der Kanalnutbildungsoberfläche 42 des Nutbildungselements 4 in der Richtung eines Pfeils A gebildet. In diesem Fall beträgt, wie in Fig. 7B gezeigt, die Tiefe der Kanalnut 2 etwa 70% der Dicke des Nutbildungselements 4. Gleichermaßen werden anschließend die Kanalnuten 2 in einer Vielzahl parallel in der Richtung eines Pfeils B gebildet, der um 60° bezüglich der Richtung des Pfeils A geschwenkt ist. Gleichermaßen werden weiterhin die Kanalnuten 2 in einer Vielzahl parallel in der Richtung eines Pfeils C gebildet, der um 60° bezüglich des Pfeils A und der Richtung des Pfeils B geschwenkt ist.
Gemäß den Fig. 7A und 7B sind daher die Kanalnuten 2 in der Form eines Dreieckgitters gebildet, die die oben erwähnte Tiefe in der Kanalnutbildungsoberfläche des Nutbildungselements 4 haben.
Anschließend werden die Kanalnutbildungsoberfläche 42 des Nutbildungselements 4 und die Metallformbasis 10 miteinander verbunden, und zwar unter Anwendung des Diffusionsverbundverfahrens. Genauer gesagt werden die Metallbasisform 10 und das Nutbildungselement 4 in einem Zustand druckbeaufschlagt, in welchem sie zueinander in Berührung stehen, und zwar bei einer Temperatur von nicht weniger als 1000°C in Vakuum.
Gemäß Fig. 8 sind daher die Kanalnuten 2 und die Zufuhrlöcher 11 miteinander in Verbindung.
Die Schlitznuten 3 werden mittels der Elektroerosion gebildet. Genauer gesagt wird eine Elektrode hergestellt, die die gleiche Gestalt wie das herzustellende Hexagonalgitter hat und eine Dicke hat, die kleiner ist als die Breite der Schlitznuten. Unter Anwendung dieser Elektrode wird die Elektroerosion der Schlitznutbildungsoberfläche 43 des Nutbildungselements 4 bewirkt. Hierbei wird jedes Hexagon im Gitter der Elektrode derart positioniert, daß es in Übereinstimmung mit einem Hexagon ist, das durch eine Kombination von sechs Dreiecken im Gitter der Kanalnuten gebildet ist.
Als ein Ergebnis der Elektroerosion werden, wie in Fig. 3 gezeigt, die Schlitznuten 3 in der Gestalt eines Hexagonalgitters gebildet, die in Verbindung mit den Kanalnuten 2 stehen, wodurch die Metallform 1 zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur erhalten wird.
Anschließend wird in diesem Ausführungsbeispiel die Form der Schlitznutbildungsoberfläche 42 der Metallform 1 zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur durch ein Schneiden gebildet, wobei ein (nicht gezeigter) Führungsring eingerichtet wird. Anschließend wird das Material durch die Zufuhrlöcher 11 der Metallform 11 zugeführt, um mittels Extrusion praktisch eine Hexagonalbienenwabenstruktur zu formen. Als ein Ergebnis hat, wenngleich die Tiefe der Schlitznuten kleiner als das zehnfache der Breite der Schlitznuten ist, was kleiner ist als die Tiefe gemäß dem vorbeschriebenen Stand der Technik, die geformte Hexagonalbienenwabenstruktur eine gleichmäßige Dicke der Trennwände und eine gleichmäßige Zellularform. Es ist somit verständlich, daß die Metallform 1 zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur dieses Ausführungsbeispiels eine herausragende Gießbarkeit bzw. Formungsfähigkeit zur Schau stellt.
Die Gründe sind nachstehend beschrieben.
Gemäß dem Stand der Technik nach Fig. 9(a) strömt ein Material 88 ausgehend von den Zufuhrlöchern 11 unmittelbar in die Schlitznuten 3 der Form eines Hexagonalgitters. Gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 9 (b) fließt andererseits das Material 88 in die Schlitznuten 3, nachdem es erst einmal in die Kanalnuten 2 von der Form eines Dreieckgitters geflossen ist. Daher wird der Fluß des Materials 88 stufenweise eingestellt, wodurch es ermöglicht wird, daß das in den Schlitznuten 3 fließende Material gleichmäßiger als jemals zuvor wird.
Nach Vorbeschreibung hat die Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur der ersten Erfindung die zwischen den Schlitznuten gebildeten Kanalnuten und Zufuhrlöcher.
Daher strömt das durch die Zufuhrlöcher eingespeiste Material während einer Formung der Bienenwabenstruktur zunächst in einer verteilten Weise in die Kanalnuten der Gestalt eines Dreieckgitters und anschließend ausgehend von den Kanalnuten in die Schlitznuten der Gestalt eines Hexagonalgitters. Demgemäß unterliegt der Materialfluß einer Wandlung bzw. Änderung in zwei Stufen, und zwar wenn er in die Kanalnuten eingetreten ist und wenn er in die Schlitznuten eingetreten ist.
Genauer gesagt haben die Kanalnuten die Gestalt eines Dreieckgitters, wobei das Material an dem Überschneidungspunkt der Dreiecke im Gitter radial in sechs Richtungen verteilt wird und durch die Kanalnuten vorrückt. Anschließend wird zum Zeitpunkt des Eintritts in die Schlitznuten der Gestalt eines Hexagonalgitters der Verteilungszustand in die sechs Richtungen in den Verteilungszustand in die drei Richtungen geändert.
Da der Materialfluß stufenweise eingestellt wird, strömt das Material in die Schlitznuten gleichmäßiger als jemals zuvor, wodurch einer Verbesserung der Gießbarkeit bzw. Formungsfähigkeit der Bienenwabenstruktur Beitrag geleistet wird.
Da nach Vorbeschreibung der Materialfluß in die Schlitznuten gleichmäßig ist, wird ein ausreichender Grad an Gießbarkeit aufrechterhalten, trotzdem die Schlitznuten mit einer Tiefe ausgebildet sind, die kleiner ist als die des Standes der Technik. Demgemäß kann die Tiefe der Schlitznuten, die bislang auf um das zehnfache der Breite der Schlitznuten festgelegt worden ist, nunmehr auf unter das zehnfache der Breite der Schlitznuten verringert werden. Dies ermöglicht es verglichen mit dem Stand der Technik, die Zeitdauer zur Formung der Schlitznuten in großem Maße zu verringern und die Formungsgenauigkeit zu verbessern.
Gemäß dem Herstellungsverfahren der zweiten Erfindung wird ferner die Metallform 1 zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur unter Anwendung von zwei Elementen hergestellt, d. h. dem Nutbildungselement 4 und der Metallformbasis 10, wie vorbeschrieben ist. Dies ermöglicht es, das Nutbildungselement 4 von seinen beiden Oberflächen zu bearbeiten. D. h., die Kanalnuten 2 werden in der Kanalnutbildungsoberfläche 42 des Nutbildungselements gebildet, woraufhin die Schlitznuten 3 in der Schlitznutbildungsoberfläche 43 gebildet werden. Demgemäß werden die Kanalnuten 2 durch Schneiden gebildet, während die Nuten 3 mittels der Elektroerosion gebildet werden, die jeweils die am besten dafür geeigneten Behandlungsverfahren sind.
Nach einer Ausbildung der Kanalnuten 2 nach Vorbeschreibung kann ferner die Tiefe D der Schlitznuten 3 derart ausgewählt werden, daß sie kleiner ist als die des Standes der Technik. Obwohl die Schlitznuten 3 mittels Elektroerosionbehandlung geformt werden, kann daher die zur Behandlung erforderliche Zeitdauer in großem Maße verringert werden im Vergleich zum Stand der Technik, wobei außerdem die Behandlungspräzision verbessert werden kann.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann daher eine Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur, die eine gute Gießfähigkeit darlegt, leicht erhalten werden, und zwar mit Hilfe des vorerwähnten herausragenden Herstellungsverfahrens.
Das Herstellungsverfahren für die Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der dritten Erfindung ist nachstehend anhand der Fig. 10 bis 12 beschrieben.
Die Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur, die gemäß diesem Ausführungsbeispiel hergestellt wurde, hat, wie in Fig. 10 gezeigt, Zufuhrlöcher 11 zum Zuführen eines Materials, Kanalnuten 2, die in der Form eines Dreieckgitters gebildet sind und mit den Zufuhrlöchern 11 in Verbindung stehen, und Schlitznuten 3, die in der Gestalt eines Hexagonalgitters gebildet sind und mit den Kanalnuten 2 in Verbindung stehen.
Jedes Hexagonalgitter der Schlitznuten 3 ist derart gebildet, daß es mit einem, durch eine Kombination von sechs Dreiecken im Gitter der Kanalnuten 2 gebildeten Hexagon übereinstimmt.
D. h., wenn die Schlitznuten 3 und die Kanalnuten 2 der Metallform 1 zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur dieses Ausführungsbeispiels von vorne betrachtet werden, wie in Fig. 10 gezeigt, sind die Kanalnuten 2 an Abschnitten angeordnet, die von Schlitznuten 3 der Hexagonalform überlagert sind, und an den Randabschnitten der sechs Dreiecke angeordnet, die durch eine Kombination ihrer Scheitel und ihrer Zentren bzw. Grundlinien gebildet wurden.
Um die Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur herzustellen, wird gemäß der Fig. 11(a) ein Metallformrohstück (Nutbildungselement) 4 vorbereitet, das eine Zufuhrlochbildungsoberfläche 41 und eine Schlitznutbildungsoberfläche 43 hat.
Dann werden, wie in Fig. 11(b) gezeigt, die Zufuhrlöcher 11 einer vorbestimmten Tiefe in der Zufuhrlochbildungsoberfläche 41 des Metallformrohstücks 4 gebildet. Die Zufuhrlöcher 11 werden in dem Metallformrohstück 4 durch Bohrung gebildet.
Gemäß Fig. 11(c) und Fig. 6 wird andererseits eine Vielzahl von Kanalnuten 2, die sich in einem Winkel von etwa 60° relativ zueinander überschneiden, in der Form eines Dreieckgitters in der Schlitznutbildungsoberfläche 43 des Metallformrohstücks 4 gebildet. Anschließend werden die Kanalnuten 2 verschlossen, und zwar ausgenommen diejenigen des Hexagonalgitterabschnitts, in welchen die Schlitznuten 3 einzurichten sind, wodurch die Schlitznuten 3 gebildet werden.
Die Kanalnuten 2 werden gemäß Fig. 5 unter Anwendung einer Nutbearbeitungsvorrichtung 5 in der Schlitznutbildungsoberfläche 43 des Metallformrohstücks 4 gebildet. Die Nutbearbeitungsvorrichtung 5 hat einen Tisch 52, auf dem das Metallformrohstück 4 festgelegt wird, und einen Werkzeugstützabschnitt 53 zum drehbaren Stützen eines Drehwerkzeugs 7. Der Werkzeugstützabschnitt 53 stützt das Drehwerkzeug 7 mittels einer Drehwelle 54. Der Tisch 52 ist derart ausgebildet, daß er sich in den Längs- und Querrichtungen und nach oben und unten gemäß einem voreingestellten Befehl bewegen kann. Als das Drehwerkzeug 7 wird eine dünne kreisförmige Schleifklinge verwendet, der eine Dicke von 150 µm hat.
Weiterhin werden gemäß Fig. 6 Kanalnuten 2 in einer Vielzahl parallel in der Schlitznutbildungsoberfläche 43 des Metallformrohstücks 4 in der Richtung eines Pfeils A gebildet. In diesem Fall sind, wie in Fig. 12A gezeigt, die Kanalnuten 2 tief genug, um in dem Metallformrohstück 4 mit den Zufuhrlöchern 11 in Verbindung zu stehen. Anschließend werden gleichermaßen die Kanalnuten 2 in einer Vielzahl parallel in der Richtung eines Pfeils B gebildet, der um 60° bezüglich der Richtung des Pfeils A geschwenkt ist. Gleichermaßen werden die Kanalnuten 2 in einer Vielzahl parallel in der Richtung eines Pfeils C gebildet, der um 60° bezüglich des Pfeils A und der Richtung B geschwenkt ist.
Gemäß den Fig. 12A und 12B sind daher die Kanalnuten 2 der Gestalt eines Dreieckgitters ausgebildet, das die vorerwähnte Tiefe in der Schlitznutbildungsoberfläche 43 des Metallformrohstücks 4 hat.
Anschließend werden in diesem Ausführungsbeispiel die Kanalnuten 2 verschlossen, indem alle Kanalnuten 2 der Form des Dreieckgitters mit einem Verschlußmittel 6 gefüllt werden. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Metallpulver als das Verschlußmittel 6 verwendet.
Dann wird das Verschlußmittel 6 selektiv in den Kanalnuten 2 koaguliert, und zwar mit Ausnahme derjenigen in dem Hexagonalgitterabschnitt, in welchem die Schlitznuten 3 einzurichten sind. Genauer gesagt wird das Verschlußmittel 6 selektiv mit einem Laserstrahl bestrahlt und beheizt sowie gesintert, um den selektiven Verschluß zu bewerkstelligen.
Anschließend wird das nicht koagulierte Verschlußmittel in den Schlitznuten entfernt. Somit dienen die Kanalnuten 2, die nicht verschlossen sind, als Schlitznuten 3, um Trennwände zu bilden.
Nach einem Ausbilden der Schlitznuten 3 wird eine Metallform 1 zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur erhalten, die gemäß Fig. 10 ausgebildet ist.
Gemäß dem vorbeschriebenen dritten Ausführungsbeispiel sind die Schlitznuten 3 der Gestalt eines Hexagonalgitters mittels eines Verschlußmittels der Kanalnuten 2 der Form des Dreieckgitters ausgebildet. Daher brauchen die Kanalnuten der Form des Dreieckgitters nur in dem Metallformrohstück 4 ausgebildet werden. Überdies können die Kanalnuten 2 mittels eines Verfahrens gebildet werden, in welchem der Betrieb zur Ausbildung einer Vielzahl von geraden Nuten parallel zueinander ausgehend von den drei Richtungen derart durchgeführt wird, daß sie sich in einem Winkel von etwa 60° überschneiden.
Daher besteht kein Bedarf, ein in geringem Maße effizientes Elektroerosionsverfahren anzuwenden, das bislang angewendet wurde, wodurch die Zeitdauer zur Ausbildung der Nuten in großem Maße verringert werden kann.
Da nach Vorbeschreibung die Schlitznuten 3 mittels eines Verschlußmittels der Kanalnuten 2 ausgebildet werden, ist jedes Hexagon im Gitter der Schlitznuten 3 derart gebildet, daß es in Übereinstimmung mit einem, durch eine Kombination von sechs Dreiecken im Gitter der Kanalnuten 2 gebildeten Hexagon liegt. Es ist daher möglich, die Gießbarkeit gegenüber dem Stand der Technik in der Ausbildung einer Hexagonalbienenwabenstruktur unter Anwendung der Metallform 1 zu verbessern.
Dies liegt in den gleichen Gründen wie jene, die anhand der Fig. 9 beschrieben worden sind.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Kanalnuten dadurch verschlossen worden, daß sie mit dem Verschlußmittel 6, das aus einem Metallpulver besteht, gefüllt worden sind, das anschließend selektiv durch eine Bestrahlung mit einem Laserstrahl, wie oben beschrieben, koaguliert wird. Anstelle dessen ist es auch möglich, verschiedenartige andere Verfahren, wie etwa ein Laserstrahlschweißen und dergleichen, zu verwenden.
Das Herstellungsverfahren für die Metallform 1 zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vierten Erfindung ist nachstehend anhand der Fig. 13 bis 21 beschrieben.
Wie in Fig. 13 gezeigt, betrifft dieses Beispiel ein Verfahren zur Herstellung der Metallform 1 zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur mit einer Vielzahl von Zufuhrlöchern 11 zum Zuführen eines Materials und Schlitznuten 3, die in der Form eines Gitters gebildet sind, das mit den Zufuhrlöchern 11 in Verbindung steht, um das Material in einer Bienenwabenform auszubilden.
Mit Bezug auf die Fig. 15 bis 18 sind die Schlitznuten 3 mittels einer Elektroerosion der Nutbildungsoberfläche 43 des Metallformrohstücks 4 gebildet, und zwar in einer Vielzahl von Durchläufen unter Anwendung einer kleinen Elektrode 81 für die Elektroerosion, die eine Arbeitsoberfläche 80 eines Bereiches hat, der kleiner ist als der Bereich der Nutbildungsoberfläche 43.
Gemäß Fig. 13 hat die Metallform 1 zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur, die mittels dieses Ausführungsbeispiels hergestellt worden ist, Schlitznuten 3 der Form eines Hexagonalgitters.
Um die Metallform 1 zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur herzustellen, wird gemäß Fig. 14(a) zunächst ein, mit einer Nutbildungsoberfläche 43 und einer Lochbildungsoberfläche 41 versehenes Metallformrohstück 4 vorbereitet.
Anschließend wird, wie in Fig. 14(b) gezeigt, eine Anzahl von Zufuhrlöchern 11 in der Lochbildungsoberfläche 41 des Metallformrohstücks 4 durch Bohrung gebildet.
Dann werden, wie in Fig. 14(c) und Fig. 18 gezeigt, die Schlitznuten 3 der Gestalt eines Hexagonalgitters mittels Elektroerosion gebildet.
In der Elektroerosion gemäß den Fig. 15 und 16 wird von einer kleinen Elektrode 81 für die Elektroerosion Gebrauch gemacht. In der Elektrode 81 für die Elektroerosion dieses Ausführungsbeispiels hat die Arbeitsoberfläche 80 die Länge L, die größer ist als die Breite (Durchmesser) R der Nutbildungsoberfläche 43 des Metallformrohstücks 4, und hat eine Breite W, die kleiner ist als die Breite R der Nutbildungsoberfläche 43.
Zur noch genaueren Beschreibung hat die Arbeitsoberfläche 80 Hexagonalgitter 82 aus fünfzehn Säulen in der Richtung der Breite, die ein Ausmaß W hat. Das Ausmaß W der Breite beträgt etwa 1/9 der Breite R der Nutbildungsoberfläche 43.
An der Arbeitsoberfläche 80 der Elektrode 81 für die Elektroerosionsbehandlung hat ferner jeder Abschnitt, der zu der Behandlung beiträgt, die Gestalt eines Hexagonalgitters 82 und hat dieser keine unvollständige bzw. keine offene Seite bzw. Rand, die/der kein Hexagon bildet. Genauer gesagt hat, wie in Fig. 16(a) gezeigt, die Elektrode die Gestalt eines Hexagonalgitters 82, und zwar selbst an den Enden der Arbeitsoberfläche 80, wobei diese jedoch keine unvollständigen Seiten 821 hat, die kein Hexagon ausbilden, wie es in Fig. 16(b) gezeigt ist.
Die Hexagonalgitter 82 sind in der Arbeitsoberfläche 80 der Elektrode 81 für die Elektroerosion gebildet, um durch diese bis zur Rückoberfläche 83 durchzudringen.
Mit Bezug auf Fig. 17 ist ferner eine Spannvorrichtung 9 zum Zuführen einer Arbeitslösung an der Rückoberfläche 83 der Elektrode 81 für die Elektroerosion angeordnet.
Sieben Zufuhrleitungen 95 zum Zuführen der Arbeitslösung sind mit der Spannvorrichtung 9 verbunden, um die Arbeitslösung zuzuführen, wobei sieben (nicht gezeigte) Arbeitslösungseinspritzanschlüsse in der Berührungsoberfläche der Elektrode gebildet sind, um mit diesen Zufuhrleitungen übereinzustimmen. Die sieben Zufuhrleitungen 95 sind an ihrer stromaufwärtigen Seite mit einer Abzweigspannvorrichtung 96 verbunden, die die Verteilungs- und Flußrate der Arbeitslösung zu den Zufuhrleitungen 95 einstellt. Die Abzweigspannvorrichtung 96 ist mit einer Einspeiseleitung 98 verbunden, durch die die Arbeitslösung ausgehend von der stromaufwärtigen Seite eingeführt wird, und ist mit sieben Knöpfen 97 zur Einstellung der Flußrate für die Zufuhrleitungen 95 versehen.
Mit Bezug auf Fig. 18 ist ferner die Elektrode 81 für die Elektroerosion, auf der die Arbeitsflüssigkeitszufuhrspannvorrichtung 9 angeordnet ist, auf einer Elektroerosionsvorrichtung 8 festgelegt und in Anwendung.
Die Elektroerosionsvorrichtung 8 hat einen Tisch 84, auf dem das Metallformrohstück 4 festgelegt wird, und einen Kopf 85 zum Halten der Elektrode 81 für die Elektroerosion. Gemäß Fig. 17 bewegt sich der Kopf 85 nach oben und nach unten sowie nach rechts und nach links in einem Zustand, in welchem die Elektrode 81 für die Elektroerosion und die Arbeitslösungszufuhrspannvorrichtung an das Ende des Kopfes 85 gesichert sind.
Nachstehend wird anhand der Fig. 19 eine Prozedur zur Ausbildung der Schlitznuten in der Nutbildungsoberfläche 43 des Metallformrohstücks 4 beschrieben.
Wie gezeigt wird die Nutbildungsoberfläche 43 in neun Regionen S1 bis S9 in der Breitenrichtung aufgeteilt. Diese Regionen S1 bis S9 haben eine Breite, die etwas kleiner ist als die Breite W der Arbeitsoberfläche 80 der Elektrode 81 für die Elektroerosion.
Die neun Regionen S1 bis S9 werden einer Elektroerosion unterworfen, indem die Elektrode 81 für die Elektroerosion verwendet wird.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird eine Region einer Elektroerosion unterworfen, und zwar bis zu einer erwünschten Tiefe der Schlitznuten, wobei anschließend die Elektrode 81 für die Elektroerosion zu der benachbarten Region bewegt wird, in welcher die Elektroerosion durchgeführt wird, um eine erwünschte Tiefe D (Fig. 13A) der Schlitznuten zu bewerkstelligen. Die Elektroerosion wird neunmal wiederholt, um die Ausbildung der Schlitznuten 3 abzuschließen.
Die Elektrode 1 für die Elektroerosion wird derart bewegt, daß sich zumindest eine Säulenreihe des Gitters der Arbeitsoberfläche 80 mit den Gittern überlagert, die mittels der vorangegangenen Elektroerosion ausgebildet worden sind. Genauer gesagt wird, wenn die Gitter B der Schlitznuten (Fig. 20(b)) an der Seite der Gitter A von mittels der vorangegangenen Elektroerosion gebildeten Schlitznuten (Fig. 20(A)) neu zu bilden sind, die Elektrode 81 für die Elektroerosion derart bewegt, daß sich die beiden Gruppen in einer Säulenreihe des Gitters C überlagern.
Wenn sie verschlissen ist, wird die Elektrode 81 für die Elektroerosion durch eine neue ersetzt. Wenn beispielsweise die Elektrode 81 für die Elektroerosion immer nach zwei Elektroerosionsvorgängen zu ersetzen ist, dann werden insgesamt vier Elektroden 81 für die Elektroerosion verwendet.
Die Wirkungen und Effekte des Ausführungsbeispiels werden nachstehend beschrieben.
Gemäß dem Herstellungsverfahren für die Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur der vierten Erfindung wird im Vergleich mit dem Stand der Technik das Ausmaß der Arbeitsoberfläche 80 der Elektrode 81 für die Elektroerosion in großem Maße verringert. Daher wird im Vergleich mit dem Stand der Technik die Elektrode 81 für die Elektroerosion nur wenig durch eine Verformung deformiert, wobei die örtliche Verteilung bzw. Zerstreuung in dem Elektroerosionszustand während der Elektroerosion verringert werden kann. Dies macht es möglich, die Verformung, den Verschleiß und die Verteilung der Elektrode 81 für die Elektroerosion zu verringern.
Da gemäß diesem Ausführungsbeispiel insbesondere die Arbeitslösungseinspritzanschlüsse an sieben Stellen gebildet sind, kann die Arbeitslösung gleichmäßig in hinreichenden Mengen zu den Arbeitsabschnitten gespeist werden. Dies verbessert den Effekt zur Entfernung des Schlammes und den Effekt, die Elektroerosion während der Elektroerosionsbehandlung gleichmäßig zu gestalten. Demgemäß wird verhindert, daß die Elektrode in einer abweichenden Weise verschlissen wird, wobei die Tiefe der Schlitznuten präzise steuerbar ist.
In diesem Ausführungsbeispiel hat die Arbeitsoberfläche 80 der Elektrode 81 für die Elektroerosion ferner keine unvollständige bzw. offene Seite. Unter der Vielzahl von Durchläufen der Elektroerosionen werden ferner die zweiten und darauffolgenden Elektroerosionen durchgeführt, indem die Elektrode 81 für die Elektroerosion derart bewegt wird, daß sich die Gitter einer Säule der Arbeitsoberfläche mit den mittels der vorangegangenen Elektroerosion gebildeten Gittern überlagern. Es ist daher möglich, die Positionsabweichung der Gitter der erhaltenen Schlitznuten zu verhindern und die Behandlungsgenauigkeit an den Randabschnitten der Elektroerosion zu verbessern, die wiederholt durchgeführt wird.
Ferner ist es nach Vorbeschreibung im Vergleich zum Stand der Technik möglich, eine Dispersion bzw. Zerstreuung in der Elektroerosion, die von den Stellen abhängt, während der Elektroerosion zu verringern.
Da nach Vorbeschreibung ferner der Bereich der Arbeitsoberfläche 80 derart verringert wird, daß er kleiner ist als im Stand der Technik, kann die während der Elektroerosion verwendete Arbeitslösung leichtgängiger und hinreichender als im Stand der Technik eingespeist und abgezogen werden. Daher kann der Schlamm, der durch die Elektroerosion gebildet wird und der den darauffolgenden Elektroerosionsbetrieb behindert, effizienter entfernt werden als im Stand der Technik. Demgemäß findet die Erosionserscheinung zwischen der Elektrode und dem Metallformrohstück stärker statt als im Stand der Technik, wodurch die Behandlungsrate erhöht werden kann.
Da die Elektrode für die Elektroerosion kleiner ist als im Stand der Technik, kann im Vergleich zum Stand der Technik die Zeitdauer für deren Herstellung in großem Maße verkürzt werden. Demgemäß kann verglichen mit dem Stand der Technik eine Behandlung zur Ausbildung der Schlitznuten zu einem früheren Zeitpunkt gestartet werden, und kann verglichen mit dem Stand der Technik außerdem die Vorbereitungsphase zur Herstellung der Metallform zum Formen einer Bienenwabenstruktur in großem Maße verkürzt werden.
Der Effekt zur Verkürzung der Vorbereitungsphase wird mit Bezug auf Fig. 21 konkret beschrieben.
In Fig. 21 stellt die Abszisse die verstrichenen Tage dar, wobei die Schritte mittels Pfeilen in einer Zeitabfolge dargestellt sind. Der obere Abschnitt stellt den Fall dar, in welchem eine herkömmliche (normierte) Elektrode für die Elektroerosion herzustellen ist, wobei der untere Abschnitt den Fall darstellt, in welchem eine kleine Elektrode 81 für die Elektroerosion des Ausführungsbeispiels herzustellen ist.
Im Falle des Standes der Technik beträgt, wie aus Fig. 21 ersichtlich ist, die Herstellung A der Elektrode für die Elektroerosion 50 Tage, die Behandlung (Rohstückbehandlung) B zur Herstellung des Metallformrohstücks 4 und zur Formung der Zufuhrlöcher 15 Tage sowie die Behandlung C1 zur Formung der Schlitznuten 55 Tage. Hierbei kann die Rohstückbehandlung B parallel zur Herstellung A der Elektrode für die Elektroerosion durchgeführt werden. Daher beträgt die Vorbereitungsphase zur Herstellung der Metallform zur Formung einer Bienenwabenstruktur A + C1, d. h. 105 Tage.
Im Falle dieses Ausführungsbeispiels wird andererseits davon ausgegangen, daß vier Elektroden 81 für die Elektroerosion verwendet werden. Dann betragen die Herstellungsdauern A1 bis A4 der Elektroden 81 für die Elektroerosion jeweils sieben Tage, die Behandlung (Rohstückbehandlung) B zur Herstellung des Metallformrohstücks 4 und zur Formung der Zufuhrlöcher 15 Tage sowie die Behandlung C2 zur Formung der Schlitznuten 28 Tage. Hierbei kann die Behandlung zur Formung der Schlitznuten zu einem Zeitpunkt gestartet werden, zu dem die Herstellung A1 einer Elektrode 81 für die Elektroerosion sowie die Rohstückbehandlung B abgeschlossen sind. Daher beträgt die Vorbereitungsphase zur Herstellung der Metallform zur Formung einer Bienenwabenstruktur gemäß diesem Ausführungsbeispiel B + C2, d. h. 43 Tage.
In diesem Ausführungsbeispiel wird daher die Vorbereitungsphase um 60 Tage verkürzt.
Die Zeitdauer der Behandlung C2 zur Ausbildung der Schlitznuten wird im Vergleich zum Stand der Technik verkürzt, da der Effekt zur Entfernung des Schlammes verbessert wird, und zwar in Begleitung von einer Verbesserung in der Fähigkeit zum Zuführen und Ausstoßen der Arbeitslösung aufgrund einer Senkung in der Größe der Arbeitsoberfläche, wie vorbeschrieben ist.
Gemäß diesem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zur Herstellung einer Metallform zur Formung einer Bienenwabenstruktur vorgesehen, das in der Lage ist, die Schlitznuten zu bilden, und zwar unter Aufrechterhaltung einer großen Präzision und einer kurzen Vorbereitungsphase.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel wird realisiert, indem die Reihenfolge der Vielzahl der Elektroerosionen in dem vorerwähnten Ausführungsbeispiel geändert werden.
D. h., in diesem Ausführungsbeispiel wird eine Einheitsbehandlung durchgeführt, in der die vorerwähnten neun Regionen S1 bis S9 einer Elektroerosion unterworfen worden sind, und zwar bis zu einer Tiefe von ¼ der erwünschten Tiefe D (Fig. 13) der Schlitznuten. Die Einheitsbehandlung wird dann weitere dreimal wiederholt, um die erwünschte Tiefe D der Schlitznuten 3 zu bewerkstelligen.
Die Elektrode 81 für die Elektroerosion wird nach jeder Einheitsbehandlung ausgewechselt, wobei insgesamt vier Elektroden 81 verwendet werden.
In diesem Ausführungsbeispiel wird ferner die Einheitsbehandlung derart durchgeführt, daß die Elektroerosion zunächst für die Mittelregion S5 bewirkt wird, die in dem Zentrum unter den neun Regionen angeordnet ist, und anschließend die Behandlung aufeinanderfolgend so bewirkt wird, daß sie sich von der Mittelregion entfernt. Genauer gesagt wird in Fig. 19 die Behandlung in der Reihenfolge S5, S4, S6, S3, S7, S2, S8, S9 bewirkt.
Im Falle dieses Ausführungsbeispiels werden die vorerwähnten Regionen S1 bis S9 nicht in einem Durchlauf der Elektroerosion bis zu der erwünschten Tiefe behandelt, sondern wird die vorerwähnte Einheitsbehandlung wiederholt, um die Tiefe der Nuten zu erhöhen. Aufgrund der stufenweisen Elektroerosion wird eine Dispersion bzw. Zerstreuung in den örtlich behandelten Abschnitten unterdrückt, wodurch die Schlitznuten unter Aufrechterhaltung einer verbesserten Präzision behandelt werden.
Durch die Durchführung der Einheitsbehandlung in der vorbeschriebenen Reihenfolge können ferner Änderungen in der Breite der Schlitznuten, die durch eine Feindispersion bzw. -zerstreuung in der Behandlung verursacht wurden, in der Richtung nach rechts und links symmetrisch festgelegt werden. Dies verbessert die Gießfähigkeit und die Formzeitdauer einer Bienenwabenstruktur unter Anwendung der Metallform zur Formung.
In anderen Hinsichten sind die Wirkungen und Effekte die gleichen wie jene des vorerwähnten Ausführungsbeispiels.
Obwohl die vorerwähnten Ausführungsbeispiele sich mit dem Fall beschäftigt haben, in welchem die Schlitznuten die Gestalt eines Hexagonalgitters haben, werden die gleichen Wirkungen und Effekte erhalten, selbst wenn die Schlitznuten von einer rechteckigen Form, einer oktagonalen Form oder einer anderen Form sind.
Während die Erfindung mit Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, die zum Zwecke einer Veranschaulichung gewählt worden sind, sollte offensichtlich sein, daß der Fachmann zahllose Abwandlungen bewerkstelligen kann, ohne vom Grundkonzept und dem Bereich der Erfindung abzuweichen.
Eine Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur hat Zufuhrlöcher 11 zum Zuführen eines Materials, Kanalnuten 2, die in der Gestalt eines Dreieckgitters gebildet sind und mit den Zufuhrlöchern in Verbindung stehen, und Schlitznuten 3, die in der Gestalt eines Hexagonalgitters gebildet sind und mit den Kanalnuten in Verbindung stehen. Jedes Hexagon im Gitter der Schlitznuten ist derart gebildet, daß es in Übereinstimmung mit einem Hexagon liegt, das gestaltet worden ist durch eine Kombination von sechs Dreiecken im Gitter der Kanalnuten. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur, und zwar mit Zufuhrlöchern 11 zum Zuführen eines Materials, Kanalnuten 2, die in der Gestalt eines Dreieckgitters gebildet sind und Schlitznuten 3, die in der Gestalt eines Hexagonalgitters gebildet sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Metallform zur Formung einer Bienenwabenstruktur, wobei die Schlitznuten mittels einer Elektroerosion gebildet sind, die in einer Vielzahl von Durchläufen unter Anwendung einer kleinen Elektrode 81 für eine Elektroerosion durchgeführt wird, die eine Arbeitsoberfläche eines Bereiches hat, der kleiner ist als der Bereich der Nutbildungsoberfläche 43.

Claims (18)

1. Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur mit Zufuhrlöchern (11) zum Zuführen eines Materials, Kanalnuten (2), die in der Gestalt eines Dreieckgitters gebildet sind und mit den Zufuhrlöchern in Verbindung stehen, und Schlitznuten (3), die in der Gestalt eines Hexagonalgitters gebildet sind und mit den Kanalnuten in Verbindung stehen.
2. Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur nach Anspruch 1, wobei jedes Hexagon im Gitter der Schlitznuten derart gebildet ist, daß es in Übereinstimmung mit einem, durch eine Kombination von sechs Dreiecken im Gitter der Kanalnuten gestalteten Hexagon ist.
3. Verfahren zur Herstellung einer Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur, mit Zufuhrlöchern (11) zum Zuführen eines Materials, Kanalnuten (2), die in der Gestalt eines Dreieckgitters gebildet sind und mit den Zufuhrlöchern in Verbindung stehen, und Schlitznuten (3), die in der Gestalt eines Hexagonalgitters gebildet sind und mit den Kanalnuten (2) in Verbindung stehen, wobei jedes Hexagon im Gitter der Schlitznuten derart gebildet wird, daß es mit einem, durch eine Kombination von sechs Dreiecken im Gitter der Kanalnuten gestalteten Hexagon in Übereinstimmung gebracht wird;
wobei eine Metallformbasis (10) zur Ausbildung der Zufuhrlöcher und ein Nutbildungselement (4) mit einer Kanalnutbildungsoberfläche (42) sowie einer Schlitznutbildungsoberfläche (43) hergestellt werden;
die Zufuhrlöcher in der Metallformbasis (10) derart gebildet werden, daß sie durch diese hindurchdringen, und eine Vielzahl von Kanalnuten, die sich in einem Winkel von etwa 60° relativ zueinander überschneiden, in der Gestalt eines Dreieckgitters in der Kanalnutbildungsoberfläche des Nutbildungselements gebildet werden;
die Kanalnutbildungsoberfläche (42) des Nutbildungselements mit der Metallformbasis verbunden wird; und
die Schlitznuten in der Gestalt eines Hexagonalgitters in der Schlitznutbildungsoberfläche des Nutbildungselements derart gebildet werden, daß diese mit den Kanalnuten in Verbindung stehen.
4. Verfahren zur Herstellung einer Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur nach Anspruch 3, wobei die Schlitznuten mittels eines Behandlungsverfahrens gebildet werden, wie etwa einer Elektroerosion, einem Schneiden oder einer Laserstrahlbehandlung.
5. Verfahren zur Herstellung einer Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur mit Zufuhrlöchern (11) zum Zuführen eines Materials, Kanalnuten (2), die in der Gestalt eines Dreieckgitters gebildet sind und mit den Zufuhrlöchern in Verbindung stehen, und Schlitznuten (3), die in der Gestalt eines Hexagonalgitters gebildet sind und mit den Kanalnuten in Verbindung stehen, wobei jedes Hexagon im Gitter der Schlitznuten derart gebildet wird, daß es mit einem, durch eine Kombination von sechs Dreiecken im Gitter der Kanalnuten gestalteten Hexagon in Übereinstimmung gebracht wird;
wobei ein Metallformrohstück (4) mit einer Zufuhrlochbildungsoberfläche (42) und einer Schlitznutbildungsoberfläche (43) hergestellt wird;
Zufuhrlöcher (11) einer vorbestimmten Tiefe in der Zufuhrlochbildungsoberfläche des Metallformrohstücks gebildet werden; und
eine Vielzahl von Kanalnuten (2), die sich in einem Winkel von etwa 60° relativ zueinander überschneiden, in der Gestalt eines Dreieckgitters in der Schlitznutbildungsoberfläche (43) des Metallformrohstücks (4) gebildet wird, und die Kanalnuten (2) - mit Ausnahme jener des Hexagonalgitterabschnitts, in welchem die Schlitznuten anzuordnen sind - verschlossen werden, wodurch die Schlitznuten gebildet werden.
6. Verfahren zur Herstellung einer Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur nach Anspruch 5, wobei die Kanalnuten in der Gestalt eines Dreieckgitters durch ein Schneiden oder Schleifen gebildet werden.
7. Verfahren zur Herstellung einer Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Kanalnuten durch Laserstrahlschweißen verschlossen werden.
8. Verfahren zur Herstellung einer Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur nach Anspruch 5 oder 6, wobei
die Kanalnuten verschlossen werden, indem zunächst alle Kanalnuten der Gestalt eines Dreieckgitters mit einem Verschlußmittel (6) gefüllt werden,
es gestattet wird, daß das Verschlußmittel selektiv in den Kanalnuten koaguliert, und zwar mit Ausnahme jener des Hexagonalgitterabschnitts, in welchem die Schlitznuten anzuordnen sind, und
das nicht koagulierte Verschlußmittel von den Schlitznutabschnitten entfernt wird.
9. Verfahren zur Herstellung einer Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur nach Anspruch 8, wobei als das Verschlußmittel ein Metallpulver oder ein wärmehärtendes Harz verwendet wird, und das Verschlußmittel selektiv nach einem Verfestigen oder einem Sintern koaguliert wird, indem es mit einem Laserstrahl bestrahlt wird.
10. Verfahren zur Herstellung einer Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur nach Anspruch 8, wobei als das Verschlußmittel ein lichthärtendes Harz verwendet wird, und das Verschlußmittel selektiv koaguliert wird durch die Bestrahlung mit Licht, und zwar in einem Zustand, in welchem der Schlitznutbildungsoberfläche maskiert ist.
11. Verfahren zur Herstellung einer Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur nach Anspruch 5 oder 6, wobei
die Kanalnuten zunächst verschlossen werden, indem alle Kanalnuten der Gestalt eines Dreieckgitters mit einem falschen Verschlußmittel gefüllt werden,
es gestattet wird, daß das falsche Verschlußmittel in den Kanalnuten im Hexagonalgitterabschnitt selektiv koaguliert wird, in welchem die Schlitznuten anzuordnen sind,
das nicht koagulierte falsche Verschlußmittel von den Schlitznutabschnitten entfernt wird,
die Kanalnuten, von denen das falsche Verschlußmittel entfernt worden ist, mit einem Verschlußmittel verschlossen werden, und
das falsche Verschlußmittel von dem Schlitznutbildungsabschnitt entfernt wird.
12. Verfahren zur Herstellung einer Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur nach Anspruch 11, wobei das Verschlußmittel eine plattierte Schicht ist.
13. Verfahren zur Herstellung einer Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur, mit einer Vielzahl von Zufuhrlöchern (11) zum Zuführen eines Materials und Schlitznuten (3), die in der Gestalt eines Gitters gebildet sind und mit den Zufuhrlöchern in Verbindung stehen, um das Material in eine Bienenwabenstruktur zu formen, wobei die Schlitznuten (3) in der Nutbildungsoberfläche (43) des Metallformrohstücks (4) durch eine Elektroerosion gebildet werden, die in einer Vielzahl von Durchläufen unter Anwendung einer kleinen Elektrode (81) zur Elektroerosion durchgeführt wird, die eine Arbeitsoberfläche eines Bereichs hat, der kleiner ist als der Bereich der Nutbildungsoberfläche (43).
14. Verfahren zur Herstellung einer Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur nach Anspruch 13, wobei die Arbeitsoberfläche der Elektrode (81) für die Elektroerosion von einer Größe ist, damit sie in der Lage ist, eine Region unter n Regionen der Nutbildungsoberfläche zu bearbeiten, die in der Breitenrichtung in n Regionen aufgeteilt ist, wobei die Elektroerosion durchgeführt wird, indem in einer Vielzahl von Durchläufen eine Einheitsbehandlung wiederholt wird, die die n Regionen behandelt, um eine vorbestimmte Tiefe unter Anwendung der Elektrode für die Elektroerosion zu bewerkstelligen.
15. Verfahren zur Herstellung einer Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur nach Anspruch 14, wobei die Einheitsbehandlung in einer derartigen Weise durchgeführt wird, daß zunächst die unter den n Regionen nahe dem Zentrum angeordnete Zentrumsregion einer Elektroerosion unterworfen wird, und dann die Regionen nacheinander, sich von der Zentrumsregion entfernend behandelt werden.
16. Verfahren zur Herstellung einer Metallform zur Formung einer Hexagonalbienenwabenstruktur nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei in der Arbeitsoberfläche der Elektrode für eine Elektroerosion jeder zu der Behandlung beitragende Abschnitt die Gestalt eines Gitters hat, das der Gittergestalt der Schlitznuten entspricht, und keine unvollständige Seite hat, die nicht das Gitter bildet.
17. Verfahren zur Herstellung einer Metallform zur Formung einer Bienenwabenstruktur nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei unter der Vielzahl von Durchläufen von Elektroerosionen die zweite und nachfolgende Elektroerosionen durchgeführt werden, indem die Elektrode (81) für die Elektroerosion derart bewegt wird, daß zumindest eines der Gitter der Arbeitsoberfläche das Gitter überlagert, das mittels der vorangegangenen Elektroerosion gebildet wurde.
18. Verfahren zur Herstellung einer Metallform zur Formung einer Bienenwabenstruktur nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei die Elektrode (81) für die Elektroerosion mit einer Arbeitslösungszufuhrspannvorrichtung (9) zum Zuführen einer Arbeitslösung für die Elektroerosion versehen ist, und die Arbeitslösungszufuhrspannvorrichtung zwei oder mehrere Arbeitslösungseinspritzanschlüsse hat.
DE19921506A 1998-05-11 1999-05-10 Metallform zur Formung einer Bienenwabenstruktur und Verfahren zur Herstellung derselben Expired - Lifetime DE19921506B4 (de)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12791298A JP3924916B2 (ja) 1998-05-11 1998-05-11 六角ハニカム構造体成形用金型及びその製造方法
JPP10-127912 1998-05-11
JPP10-127911 1998-05-11
JP12791198A JP3924915B2 (ja) 1998-05-11 1998-05-11 六角ハニカム構造体成形用金型の製造方法
JP19885298A JP3402206B2 (ja) 1998-07-14 1998-07-14 ハニカム構造体成形用金型の製造方法
JPP10-198852 1998-07-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19921506A1 true DE19921506A1 (de) 1999-11-18
DE19921506B4 DE19921506B4 (de) 2012-04-19

Family

ID=27315644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19921506A Expired - Lifetime DE19921506B4 (de) 1998-05-11 1999-05-10 Metallform zur Formung einer Bienenwabenstruktur und Verfahren zur Herstellung derselben

Country Status (3)

Country Link
US (2) US6448530B1 (de)
BE (1) BE1014387A3 (de)
DE (1) DE19921506B4 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1017633A5 (fr) * 2001-02-05 2009-02-03 Denso Corp Procede de production de filiere de formage de structure en nid d'abeille et filiere ainsi obtenue.

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4453117B2 (ja) * 1998-09-29 2010-04-21 株式会社デンソー 六角ハニカム構造体の製造方法
US6570119B2 (en) * 2001-08-30 2003-05-27 Corning Incorporated Method of making extrusion die with varying pin size
FR2853572B1 (fr) * 2003-04-10 2005-05-27 Snecma Moteurs Procede de fabrication d'une piece mecanique creuse par soudage-diffusion et formage superplastique
TWI232159B (en) * 2003-09-24 2005-05-11 Benq Corp Process to improve injection mold cavity outline after polishing
JP2005254345A (ja) * 2004-03-09 2005-09-22 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体成形用口金の製造方法
EP2085198B1 (de) * 2006-10-27 2018-05-16 Hitachi Metals, Ltd. Matrize zur formung eines wabenstrukturobjekts und verfahren zu deren herstellung
JP2008139184A (ja) * 2006-12-04 2008-06-19 Denso Corp 微小間隙溝保有物体の検査方法及びその物体の修正方法
JP4337882B2 (ja) * 2007-01-16 2009-09-30 株式会社デンソー ハニカム構造体成形用金型の製造方法
JP4394714B2 (ja) * 2007-09-20 2010-01-06 日本碍子株式会社 成形型加工電極、成形型の製造方法及び成形型
US8525074B2 (en) * 2008-12-26 2013-09-03 Denso Corporation Machining method and machining system for micromachining a part in a machine component
JP5324507B2 (ja) * 2009-03-27 2013-10-23 日本碍子株式会社 ハニカム構造体成形用口金、及びその製造方法
US8263895B2 (en) * 2009-08-28 2012-09-11 Corning Incorporated Electro-discharge electrode and method of use
US20110053757A1 (en) * 2009-08-28 2011-03-03 Stephen John Caffery Methods for Making Aluminum Titanate Bodies and Minimizing Shrinkage Variability Thereof
US8591287B2 (en) * 2010-02-26 2013-11-26 Corning Incorporated Methods of fabricating a honeycomb extrusion die from a die body
JP2012125882A (ja) * 2010-12-15 2012-07-05 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体成形口金用電極
JP2012125883A (ja) * 2010-12-15 2012-07-05 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体成形口金用電極の製造方法
JP5369085B2 (ja) * 2010-12-15 2013-12-18 日本碍子株式会社 ハニカム構造体成形口金用電極の製造方法
US9658033B1 (en) * 2012-05-18 2017-05-23 Armorworks Enterprises LLC Lattice reinforced armor array
CN104364062A (zh) * 2012-06-04 2015-02-18 日本碍子株式会社 蜂窝结构体成形用模头及其制造方法
US20140272889A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Career Education Center Computer implemented learning system and methods of use thereof
WO2016069573A1 (en) 2014-10-27 2016-05-06 Corning Incorporated Die body apparatus and methods
CN105149710B (zh) * 2015-09-28 2018-08-10 北京动力机械研究所 一种用于蜂窝加工的电极及整体蜂窝的制备方法
JP6613970B2 (ja) * 2016-03-09 2019-12-04 株式会社デンソー ハニカム構造体製造用の金型の製造方法、金型の製造装置及びハニカム構造体の製造方法
JP6615649B2 (ja) 2016-03-11 2019-12-04 日本碍子株式会社 ハニカム構造体成形用口金の製造方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3663787A (en) * 1969-06-25 1972-05-16 Walter T Haswell Electrically-assisted combustion cutting apparatus
FR2297690A2 (fr) * 1975-01-17 1976-08-13 Vial Sarl Tronconneuse par etincelage
US4118456A (en) * 1977-06-20 1978-10-03 Corning Glass Works Extrusion die
JPS5830804B2 (ja) * 1977-12-07 1983-07-01 日本碍子株式会社 ハニカム成型用ダイス
US4403131A (en) * 1981-07-30 1983-09-06 Corning Glass Works Electrical discharge machining utilizing a counter slot
JPS6078707A (ja) * 1983-10-07 1985-05-04 日本碍子株式会社 セラミツクハニカム構造体およびその製法ならびにこれを利用した回転蓄熱式セラミツク熱交換体およびその押出し成形金型
US4722819A (en) * 1986-04-28 1988-02-02 W. R. Grace & Co. Die and processes for manufacturing honeycomb structures
JPS6328523A (ja) 1986-07-16 1988-02-06 Ngk Insulators Ltd ハニカム・ダイスの製造方法
US4902216A (en) * 1987-09-08 1990-02-20 Corning Incorporated Extrusion die for protrusion and/or high cell density ceramic honeycomb structures
JPS63118228A (ja) * 1987-10-27 1988-05-23 Asahi Glass Co Ltd ハニカム押出成型用ダイの製造法
JP2643338B2 (ja) * 1988-08-16 1997-08-20 株式会社デンソー ハニカム成形用ダイスの製造方法
US5066215A (en) * 1988-08-29 1991-11-19 Corning Incorporated Extrusion die for forming thin-walled honeycomb structures
JP2502144B2 (ja) * 1989-03-20 1996-05-29 日本碍子株式会社 ハニカム・ダイス成形用放電加工電極の製造方法及びハニカム・ダイスの製造方法
US5238386A (en) * 1992-05-20 1993-08-24 Corning Incorporated Multi-part extrusion die
US5507925A (en) 1994-10-28 1996-04-16 Corning Incorporated Electrochemical drilling of substrates
JP3832515B2 (ja) * 1995-11-21 2006-10-11 株式会社デンソー ハニカム構造体押出方法
US6290837B1 (en) * 1997-06-09 2001-09-18 Denso Corporation Method for machining slots in molding die

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1017633A5 (fr) * 2001-02-05 2009-02-03 Denso Corp Procede de production de filiere de formage de structure en nid d'abeille et filiere ainsi obtenue.

Also Published As

Publication number Publication date
DE19921506B4 (de) 2012-04-19
BE1014387A3 (fr) 2003-10-07
US6448530B1 (en) 2002-09-10
US6641385B2 (en) 2003-11-04
US20020153356A1 (en) 2002-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19921506B4 (de) Metallform zur Formung einer Bienenwabenstruktur und Verfahren zur Herstellung derselben
EP2864108B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum schichtweisen herstellen eines dreidimensionalen objekts
DE69906425T2 (de) Verfahren zum Herstellen von Bürsten sowie Bürstenherstellungsmaschine zur Durchführung dieses Verfahrens
DE69823960T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Löcherrasiersystems
DE10344902B4 (de) Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
EP3216546A1 (de) Mikroschmieden bei einem generativen herstellungsverfahren
DE102013108604B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Erzeugen von Mikrostrukturen in zylindrischen Oberflächen
EP2886226A2 (de) Belichtung bei generativer Fertigung
DE4203418B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Formung einer äußeren Schicht bei Honigwabenstrukturen
EP3655235B1 (de) Verfahren zur additiven fertigung sowie substrateinheit-system
EP3085519A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines dreidimensionalen objekts
DE10042132B4 (de) Selektives Randschichtschmelzen
DE3726869A1 (de) Mundstuecke zum extrudieren von wabenkoerpern sowie verfahren zur herstellung derselben
DE19706220A1 (de) Verfahren und Vorrichtung für die Bearbeitung mittels elektrischer Entladung
DE2131633A1 (de) Suspensionssieb und Verfahren zu seiner Herstellung
WO2017097287A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur herstellung eines dreidimensionalen metallischen formkörpers
EP3568258B1 (de) Verfahren zum verkleinern oder vollständigen verschliessen einer öffnung einer werkstückinnenkontur mittels eines durch eine laser-auftragschweiss-vorrichtung aufgeschmolzenen materials
EP0202416A1 (de) Verfahren zum Herstellen von Spinndüsenplatten
DE1952888A1 (de) Verfahren zum Herstellen gleichfoermiger Widerstandsschweissverbindungen
DE102015216538B3 (de) Verfahren zum Herstellen eines mehrdimensional skalierbaren Werkzeugs
WO2021073675A1 (de) Verfahren und elektrode zum bearbeiten von bauteilen durch elektrochemisches abtragen
DE3435424A1 (de) Pressstempel und verfahren zu seiner herstellung
EP3538315B1 (de) Verfahren zur herstellung eines hohlraums in einer schaufelplattform ; entsprechender schaufel
DE2444236A1 (de) Schneidkopf fuer auf dem wege der materialabtragung erfolgende gesamtformbearbeitung von werkstuecken aus kohlenstoff oder dgl. sowie verfahren zu seiner herstellung
DE102017210345A1 (de) Herstellungsvorrichtung und Verfahren zum generativen Herstellen eines Bauteils

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8125 Change of the main classification

Ipc: B28B 3/26 AFI20051017BHDE

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final

Effective date: 20120720

R084 Declaration of willingness to licence
R071 Expiry of right