DE19932883C1

DE19932883C1 - Foaming of a molding made of a mixture of metal powder and a gas-splitting propellant powder comprises adjusting the walls of the foam mold so that they lie flat on the sides of the molding facing the mold during foaming

Info

Publication number: DE19932883C1
Application number: DE19932883A
Authority: DE
Inventors: Frank Baumgaertner
Original assignee: Schunk Sintermetalltechnik GmbH
Current assignee: Schunk Sintermetalltechnik GmbH
Priority date: 1999-07-16
Filing date: 1999-07-16
Publication date: 2000-10-12
Anticipated expiration: 2019-07-17
Also published as: DE50010626D1; EP1081241A2; EP1081241A3; ATE298808T1; EP1081241B1

Abstract

The walls of the foam mold can be adjusted so that they lie flat on the sides of the molding facing the mold during foaming. The heat required for foaming is transferred via the walls. Foaming of a molding (semi-finished material) (10) made of a mixture of metal powder and a gas-splitting propellant powder comprises arranging the molding between opposite-lying walls of a foam mold, whose geometry corresponds to end-contoured sides of the foamed molding, and then heating. The walls of the foam mold can be adjusted so that they lie flat on the sides of the molding facing the mold during foaming. The heat required for foaming is transferred via the walls. An Independent claim is also included for a device for foaming a molding (semi-finished material) made of a mixture of metal powder and a gas-splitting propellant powder. Preferred Features: The molding is provided with a covering layer (14, 16) before foaming.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufschäumen eines aus einer Mischung aus Metallpulver und einem gasabspaltenden Treibmittelpulver bestehenden Presslings (Halb zeug), wobei der Pressling zwischen gegenüberliegenden Wandungen einer Aufschäumform angeordnet wird, deren Geometrien endkonturierten Seiten des aufgeschäumten Presslings entsprechen, und sodann mit zum Aufschäumen erforderlicher Wärme einer Heizeinrichtung beaufschlagt wird.The invention relates to a method for foaming a mixture compacts consisting of metal powder and a gas-releasing propellant powder (half stuff), with the compact between opposite walls of a foaming mold is arranged, the geometries of the end-contoured sides of the foamed compact correspond, and then with a heater required for foaming heat is applied.

Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Aufschäumen eines aus einer Mischung aus Metallpulver und einem gasabspaltenden Treibmittelpulver bestehenden Presslings (Halbzeug) umfassend eine den Pressling aufnehmenden und mit Wärme beauf schlagbare Aufschäumform, von der gegenüberliegende Wandungen Geometrien von endkon turierten Seiten des aufgeschäumten Presslings aufweisen.Furthermore, the invention relates to a device for foaming one out of a Mixture of metal powder and a gas-releasing blowing agent powder Compacts (semifinished product) comprising a product which receives the compact and is heated beatable foaming form, from the opposite walls geometries of endkon tured sides of the foamed compact.

Ein diesbezügliches Verfahren sowie eine Vorrichtung sind der DE 196 12 781 C1 zu entneh men. Ein Halbzeug wird durch Verdichten und Verfestigung einer Mischung aus Metallpulver und Treibmittel hergestellt. Anschließend wird das Halbzeug zumindest auf einer Seite mit einem massivmetallischen Blech versehen, um sodann im Verbund umgeformt zu werden. Hierbei kommen Tiefziehen und einseitige Umformverfahren wie etwa das Fluidzellverfahren in Frage. Durch diese Maßnahmen kann das Halbzeug eine dreidimensionale Formgebung mit gekrümmten Flächenbereichen erfahren. Um das so umgeformte Halbzeug aufzuschäumen, wird das Halbzeug in eine Aufschäumform eingelegt, von der eine Wandung eine Seite des Formhalbzeuges im Wesentlichen flächendeckend abstützt, also bereits ihre Endkontur aufweist. Gegegebenenfalls kann auch die gegenüberliegende Wandung die Geometrie der gewünschten Endform des aufgeschäumten Halbzeuges aufweisen. Die Wandungen selbst sind im festen Abstand zueinander angeordnet, um auf diese Weise das Maß der Ausdehnung des Presslings definiert begrenzen zu können.A relevant method and a device can be found in DE 196 12 781 C1 men. A semi-finished product is made by compacting and solidifying a mixture of metal powder and blowing agents. Then the semi-finished product is at least on one side a solid metal sheet, in order to then be formed in the composite. This involves deep drawing and one-sided forming processes such as the fluid cell process in question. These measures allow the semifinished product to have a three-dimensional shape experienced curved surface areas. In order to foam the semi-finished product, the semi-finished product is placed in a foam form, of which one wall is one side of the Supports the semi-finished product essentially covering the entire surface, i.e. its final contour having. If necessary, the opposite wall can also change the geometry of the have the desired final shape of the foamed semi-finished product. The walls themselves are arranged at a fixed distance from each other in order to measure the extent of the expansion of the compact can be defined.

Die Aufschäumformen mit dem Pressling werden z. B. in einem Kammerofen eingebracht und auf die gewünschte Temperatur derart erwärmt, dass das Metall durch Zersetzung des Treibmittels eine schaumige Konsistenz entwickelt, ohne dass eine gegebenenfalls vorhandene Deckschicht schmilzt. Nach dem Aufschäumen wird der Körper sodann vorzugsweise an Luft abgekühlt.The foaming molds with the pellet are z. B. introduced in a chamber furnace and heated to the desired temperature so that the metal by decomposing the Blowing agent develops a foamy consistency, without any existing Cover layer melts. After foaming, the body is then preferably in air cooled down.

Entsprechende Schaumwerkstoffe weisen bei geringer Masse eine hohe Steifigkeit auf, so dass ein Einsatz z. B. im tragenden Bereich von Karosserien von Fahrzeugen oder zu Verkleidungs- und Abschirmzwecken eingesetzt werden.Corresponding foam materials with a low mass have a high rigidity, so that use z. B. in the load-bearing area of vehicle bodies or for cladding and shielding purposes.

Aus der DE 197 44 300 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Schaum werkstoffs zu entnehmen, wobei ein Pressling außerhalb einer Form induktiv bis kurz vor Beginn des Aufschäumens erwärmt und sodann in eine Kokille eingebracht wird, in der das Aufschäumen erfolgt. Die Innengeometrie der Kokille gibt die Endform des Schaumkörpers vor.DE 197 44 300 A1 describes a method for producing a metallic foam material, whereby a compact outside of a form inductively until shortly before The beginning of the foaming is heated and then placed in a mold in which the Foaming takes place. The inner geometry of the mold gives the final shape of the foam body in front.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren oder eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass eine Rationalisierung des Aufschäumens bei gleichzeitiger Erhöhung der Qualität und Reproduzierbarkeit der hergestellten Körper ermöglicht wird. Auch soll der erforderliche Energiebedarf zum Aufschäumen reduziert werden.The present invention is based on the problem of a method or a device of the type mentioned at the outset in such a way that rationalization of foaming while increasing the quality and reproducibility of the manufactured body is made possible. The required energy requirement for foaming should also be reduced become.

Verfahrensmäßig wird das Problem im Wesentlichen dadurch gelöst, dass die Wandungen der Aufschäumform verstellbar zueinander derart angeordnet werden, dass diese während des Aufschäumens zumindest bereichsweise flächig auf zugewandten Seiten des Presslings aufliegen und dass die zum Aufschäumen erforderliche Wärme über die Wandungen als die Heizeinrichtung übertragen wird. Insbesondere weisen die Wandungen eine Geometrie auf, die der der anliegenden Seiten des Presslings entsprechen. Bevorzugterweise weist der Pressling zumindest eine Deckschicht auf, so dass diese auf einer Wandung während des Aufschäumens aufliegen kann.In terms of the method, the problem is essentially solved in that the walls of the Foam mold adjustable to each other so that they can Foaming, at least in some areas, on facing sides of the compact and that the heat required for foaming over the walls as the Heating device is transferred. In particular, the walls have a geometry which correspond to that of the adjacent sides of the compact. Preferably, the Pressling at least one cover layer, so that this on a wall during the Foaming can rest.

Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, dass nur eine Seite des Presslings im Wesentlichen flächig an einer Wandung der Aufschäumform anliegt, wohingegen die gegenüberliegenden Seite nur bereichsweise in Kontakt mit der weiteren Wandung steht. Durch diese Maßnahme ergibt sich der Vorteil, dass beim Aufschäumen und der damit verbundenen Volumenvergrößerung und der sich ergebenden Verstellung der weiteren Wandung aufzuschäumendes Material sich in entsprechende Freiräume der Wandung ausdehnt, wodurch der aufgeschäumte Pressling eine gezielte Endgeometrie aufweist, die von dem Verlauf zumindest einer Seite her von der ursprünglichen Geometrie des Presslings abweicht. Gegebenenfalls können auch beide Wandungen zu Beginn des Aufschäumens nur abschnittsweise entlang zugewandter Seiten des Presslings sich mit diesem in Kontakt befinden, um bei beiden Seiten eine der Geometrie der Wandungen entsprechende Formge bungen zu erzielen.Of course there is also the possibility that only one side of the compact in the Bears essentially flat against a wall of the foaming mold, whereas the opposite side is only partially in contact with the other wall. This measure has the advantage that when foaming and with it connected volume increase and the resulting adjustment of the other Wall material to be foamed into corresponding free spaces in the wall expands, whereby the foamed compact has a targeted end geometry that of the course of at least one side from the original geometry of the compact deviates. If necessary, both walls at the beginning of the foaming can only in sections along facing sides of the compact in contact with it are in order to form the geometry of the walls on both sides to achieve exercises.

Auch ist die Möglichkeit gegeben, die Presslinge in Werkstückträger, sogenannten Caddys einzubringen, die ihrerseits flächig an einer Wandung der Aufschäumform anliegen, wobei der Pressling mit keiner Seite flächig oder weitgehend flächig mit dem Werkstückträger bzw. dessen Boden in Kontakt steht. Die gegenüberliegende Seite steht sodann im Kontakt mit der weiteren Wandung der Aufschäumform. It is also possible to place the compacts in workpiece carriers, so-called caddies bring in, which in turn lie flat against a wall of the foaming mold, wherein the compact with no side flat or largely flat with the workpiece carrier or the bottom of which is in contact. The opposite side is then in contact with the further wall of the foaming mold.

Erfindungsgemäß wird die zum Aufschäumen erforderliche Wärme unmittelbar über die Aufschäumform übertragen, die die eigentliche Heizeinrichtung ist. Hierdurch wird ein gezielter Wärmeübergang erreicht, so dass das Aufschäumen im Vergleich zu der Ver wendung von Kammeröfen energetisch günstiger abläuft. Zudem kann eine gezielte Beein flussung der Endgeometrie des Körpers erreicht werden, so dass sich eine definierte Schaum struktur mit hoher Qualität und hoher Reproduzierbarkeit ergibt. Die ansonsten bei Kammer- oder Durchlauföfen auftretende Wärmeabstrahlung aufgrund voluminiöser Bauweise kann reduziert werden.According to the invention, the heat required for foaming is generated directly via the Transfer foam form, which is the actual heating device. This will be a targeted heat transfer achieved, so that the foaming compared to the Ver the use of chamber furnaces is more energy efficient. It can also be a targeted leg Flow of the final geometry of the body can be achieved, so that a defined foam structure with high quality and high reproducibility. The otherwise at Chamber or continuous heat radiation can occur due to voluminous construction be reduced.

Insbesondere ist vorgesehen, dass der Abstand nach Beendigung des Aufschäumens zur Einstellung einer gewünschter Dicke des aufgeschäumten Presslings eingestellt wird. Es kann folglich durch gesteuerte Verstellung der Wandungen der Aufschäumform ein Kalibrieren der Endgeometrie erzielt werden.In particular, it is provided that the distance from the foaming to the Setting a desired thickness of the foamed compact is set. It can consequently calibration of the walls of the foam mold by controlled adjustment Final geometry can be achieved.

In hervorzuhebender Ausgestaltung der Erfindung besteht des Weiteren die Möglichkeit, den Abstand der zueinander verstellbaren Wandungen, insbesondere die obere Wandung derart gezielt in ihrer Bewegung zu beeinflussen, dass ein Gegendruck bis kurz vor der Beendigung des Aufschäumens auf den aufschäumenden Pressling ausgeübt wird, um sodann ein gezieltes und abruptes Beabstanden zu dem Pressling vorzunehmen. Hierdurch werden globulare Poren mit gleichmäßiger Homogenität in Form, Größe und Verteilung in dem aufgeschäumten Pressling erzielt. Anschließend kann ein Kalibrieren des aufgeschäumten Körpers in zuvor beschriebener Weise erfolgen.In an embodiment of the invention to be emphasized, there is also the possibility of Distance between the mutually adjustable walls, in particular the upper wall purposefully influence in their movement that a counter pressure until shortly before the termination of the foaming is exerted on the foaming compact, in order then a targeted and abruptly spacing from the compact. This creates globular pores with uniform homogeneity in shape, size and distribution in the foamed Compact achieved. You can then calibrate the foamed body in advance described manner.

Unabhängig hiervon passt sich der Abstand der Wandungen während des Aufschäumens selbstätig oder durch gezielte Regelung auf den Fortgang des aufschäumenden Presslings an, wobei gegebenenfalls das zur Expansion vorliegende Formvolumen in kritischen Zuständen gehalten werden kann.Regardless of this, the distance between the walls adjusts during foaming automatically or through targeted regulation on the progress of the foaming compact, where appropriate, the mold volume available for expansion in critical states can be held.

Um eine gezielte Bewegung der Aufschäumformteile sicherzustellen, ist insbesondere vorgesehen, dass als Wandungen Begrenzungen von beheizbaren Stempeln verwendet werden, die entlang von Säulen verschiebbar sind. Dabei kann die Anordnung ein Gesenk zur Auf nahme des Halbzeugs sowie in diesem verstellbaren Stempel umfassen, der halbzeugseitig gegebenenfalls Aussparungen aufweisen kann, in die sich der aufschäumende Pressling ausdehnt, so dass der Schaumkörper eine Endgeometrie aufweist, der von dem Verlauf des Halbzeugs abweicht.In order to ensure a targeted movement of the foamed molded parts, it is particularly important provided that the walls of heatable punches are used as walls, that can be moved along columns. The arrangement can be a die for opening take of the semi-finished product and in this adjustable stamp include the semi-finished product can optionally have recesses into which the foaming compact expands so that the foam body has an end geometry that depends on the course of the Semi-finished product deviates.

Erfindungsgemäß werden die nach dem Stand der Technik getrennte Aufschäumform und der Heizofen als Einheit ausgebildet, so dass bei geringem Platzbedarf eine direkte Kontrollier- und Steuerbarkeit des Prozesses gegeben ist. Dabei kann durch den Wärmeübergang zwischen den Wandungen der Aufschäumform und dem Pressling eine gezielte Geometriebeeinflussung derart erfolgen, dass Bereiche der Wandungen durch z. B. Kühlkanäle von den verbleibenden Bereichen eine abweichende Temperatur mit der Folge aufweisen, dass das Aufschäumen in den kühleren Bereichen der Aufschäumform geringer als in den übrigen ist, welches zu sogenannten gradierten Dichteprofilen über das Gesamtvolumen führt, und zwar reproduzier bar.According to the state of the art, the foaming mold and the The heater is designed as a unit, so that direct control and controllability of the process is given. The heat transfer between the geometry of the foam and the compact have a targeted influence on the geometry done such that areas of the walls by z. B. cooling channels from the remaining Areas have a different temperature with the result that the foaming in the cooler areas of the foaming mold is less than in the rest, which is too so-called graded density profiles over the total volume, reproducibly bar.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Lehre können im Prozess Parameter kontrolliert und definiert beeinflusst werden. Auch können beim Kalibrierungsschritt unterschiedliche Bauteilhöhen gezielt hergestellt werden, so dass sogenannte tailored blanks gewünschter Geometrie gezielt herstellbar sind.Based on the teaching according to the invention, parameters can be controlled and be influenced in a defined manner. Different ones can also be used in the calibration step Component heights can be produced specifically, so that tailored blanks are more desirable Geometry can be produced specifically.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zeichnet sich dadurch aus, dass die Wandungen Begrenzungen von entlang gemeinsamer Säulen verstellbaren beheizbaren Stempeln als die Heizeinrichtung sind, die sich im flächigen Kontakt mit dem Pressling bzw. dessen Deck schicht oder Deckschichten befinden. Dabei kann der Abstand der Wandungen in Abhängig keit von gewünschter Endgeometrie des aufgeschäumten Presslings kontrolliert einstellbar sein.A device of the type mentioned is characterized in that the walls Limits of heatable stamps adjustable along common columns than that Heating devices are in flat contact with the compact or its deck layer or top layers. The distance between the walls can vary depending The desired final geometry of the foamed compact can be adjusted in a controlled manner his.

Um bei kleiner Baugröße einen hohen Durchsatz von aufschäumbaren Presslingen zu erreichen, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Vorrichtung zumindest drei entlang gemeinsamer Säulen verschiebbarer Stempel umfasst, wobei ein innerer Stempel Begrenzungen von zwei aufschäumbaren Presslingen ist.To ensure a high throughput of foamable compacts with a small size achieve, a further development of the invention provides that the device has at least three Includes stamp slidable along common columns, an inner stamp Limitations of two foamable compacts is.

Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of preferred exemplary embodiments.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Aufschäumen eines Metallkörpers, Fig. 1 is a schematic representation of a first embodiment of an apparatus for foaming of a metal body,

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsform, Fig. 2 is a schematic representation of a second embodiment,

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung einer dritten Ausführungsform, Fig. 3 is a schematic representation of a third embodiment,

Fig. 4 einen aufgeschäumten Körper, Fig. 4 is a foamed body,

Fig. 5 eine Prinzipdarstellung einer vierten Ausführungsform und Fig. 5 is a schematic diagram of a fourth embodiment and

Fig. 6 eine Prinzipdarstellung einer fünften Ausführungsform. Fig. 6 is a schematic diagram of a fifth embodiment.

Um einen Pressling oder ein Halbzeug bestimmt für einen metallischen Verbundkörper herzustellen, wird eine Mischung aus zumindest einem Metallpulver und mindestens einem gasabspaltenden Treibmittelpulver gepresst. Als Treibmittelpulver kommen übliche Treib mittel in Frage wie Metallhydride wie z. B. Titanhydrid oder Carbonate wie z. B. Calcium carbonat, Kaliumcarbonat, Natriumcarbonat, Natriumbicarbonat oder Hydrate wie z. B. Aluminiumsulfathydrat, Alaun, Aluminiumhydroxid oder leichtverdampfende Stoffe wie z. B. Quecksilberverbindungen oder pulverisierte organische Substanzen.Around a compact or semi-finished product intended for a metallic composite body To produce, a mixture of at least one metal powder and at least one compressed gas propellant powder. Common blowing agents come as blowing agent powder medium in question like metal hydrides such. B. titanium hydride or carbonates such. B. Calcium carbonate, potassium carbonate, sodium carbonate, sodium bicarbonate or hydrates such as. B. Aluminum sulfate hydrate, alum, aluminum hydroxide or easily evaporating substances such as B. Mercury compounds or powdered organic substances.

Als Metallpulver können insbesondere Aluminiumpulver, Aluminiumpulver mit Si- und/oder Cu, Si-Pulver oder jegliche verdüste Aluminium-Basislegierungen verwendet werden. Hier durch erfolgt jedoch eine Beschränkung der Erfindung nicht. In particular, aluminum powder, aluminum powder with Si and / or Cu, Si powder or any atomized aluminum base alloy can be used. Here however, the invention is not restricted.

Die Mischung wird sodann z. B. durch kaltisostatisches Pressen zu Pressbarren gewünschter Geometrie abgepresst. Dabei kann das Halbzeug insbesondere als offenporiger Pressling hergestellt werden. Sodann kann auf einer Seite des Presslings, insbesondere auf gegenüber liegenden Seiten dieses eine Deckschicht aufgebracht werden. Als Materialien kommen solche Metalle in Frage, die z. B. auch Bestandteil der Mischung sind. Deckschichten aus Aluminium oder Stahl sind gleichfalls möglich.The mixture is then z. B. desired by cold isostatic pressing to pressed bars Geometry pressed. The semi-finished product can in particular be an open-pore compact getting produced. Then can on one side of the compact, in particular on the opposite lying sides of this one cover layer can be applied. As materials come such metals in question, the z. B. are also part of the mixture. Cover layers Aluminum or steel are also possible.

Ein so hergestelltes Halbzeug ist in den Fig. 1 und 2 rein prinzipiell mit den Bezugszeichen 10 versehen. Der Pressling 10 besteht folglich aus dem aufschäumbaren, aus dem Metallpul ver und dem gasabspaltenden Treibmittelpulver bestehenden Kern 12 sowie im Ausführungs beispiel aus gegenüberliegende Seiten des Kerns 12 abdeckenden Deckschichten 14, 16 aus Metall. Der Pressling 10 wird sodann zwischen Stempeln 18, 20 einer Aufschäumform angeordnet. Dabei weisen die dem Pressling 10 zugewandten Flächen der Stempel 18, 20 eine Geometrie auf, die der der zugewandten Seiten des Presslings 10 entsprechen. Somit liegen die Stempel 18, 20 flächig auf dem Pressling 10 auf. Die Stempel 18, 20 selbst sind beheiz bar, um auf den Pressling 10 die erforderliche Wärme zu übertragen, damit der Kern 12 aufgeschäumt wird. Die Temperatur wird dabei so eingestellt, dass die Deckschichten 14, 16 nicht schmelzen.A semi-finished product produced in this way is provided with the reference number 10 in principle in FIGS. 1 and 2. The compact 10 consequently consists of the foamable core consisting of the metal powder and the gas-releasing blowing agent powder core 12 and, for example, in the embodiment from opposite sides of the core 12 covering layers 14 , 16 made of metal. The compact 10 is then arranged between stamps 18 , 20 of a foaming mold. In this point the compact 10 the facing surfaces of the punches 18, 20 has a geometry corresponding to that of the facing sides of the compact 10th The punches 18 , 20 thus lie flat on the compact 10 . The stamps 18 , 20 themselves are heated to transfer the required heat to the compact 10 so that the core 12 is foamed. The temperature is set so that the cover layers 14 , 16 do not melt.

Die Stempel 18, 20 sind gegeneinander verstellbar. Dies ist durch Pfeile 22, 24 angedeutet. Vorzugsweise ist der untere Stempel 18 ortsfest und der obere Stempel 20 zu diesem verstellbar angeordnet. Hierzu ist der obere Stempel 20 entlang nicht dargestellter Säulen verstellbar.The stamps 18 , 20 are mutually adjustable. This is indicated by arrows 22 , 24 . The lower punch 18 is preferably fixed in position and the upper punch 20 is adjustable relative to the latter. For this purpose, the upper punch 20 is adjustable along columns, not shown.

Das durch die Wärmeübertragung über die Stempel 18, 20 erfolgende Aufschäumen des Kerns 12 bewirkt, dass der Stempel 20 in Richtung des Pfeils 22 anhebbar ist, und zwar in Abhängigkeit von dem Grad des Fortgangs des Aufschäumens des Kerns 10. Hierdurch ist sichergestellt, dass der Pressling 10 bzw. dessen Deckschichten 14, 16 stets flächig mit den Stempeln 18, 20 in Berührung gelangt, wodurch eine optimale Energieübertragung erfolgt. Nach Abschluss des Aufschäumens kann der obere Stempel 20 in Richtung des unteren Stempels 18 gezielt verstellbar sein, um einen abgekühlten aufgeschäumten Pressling gewünschter Dicke zur Verfügung zu stellen. Durch diesen Kalibrierschritt ist sichergestellt, dass die aufgeschäumten erstarrten Presslingen die gewünschte Endgeometrie aufweisen. Dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind Stempel 18, 20 zu entnehmen, deren einanderzuge wandte Flächen, die sich im flächigen Kontakt mit dem Pressling 10, d. h. dessen Deck schichten 14, 16 befinden, plan ausgebildet sind. Die entsprechenden Flächen können jedoch bereits eine Geometrie aufweisen, die der eines Presslings gewünschter z. B. durch Tiefziehen oder durch einseitiges Umformverfahren wie Fluidzellverfahren erzielter räumlicher Geome trie entsprechen.The foaming of the core 12 by the heat transfer via the stamps 18 , 20 causes the stamp 20 to be liftable in the direction of the arrow 22 , depending on the degree of expansion of the core 10 . This ensures that the compact 10 or its cover layers 14 , 16 always come into contact with the plungers 18 , 20 across the surface, as a result of which optimal energy transfer takes place. After the foaming has been completed, the upper punch 20 can be specifically adjusted in the direction of the lower punch 18 in order to provide a cooled, foamed compact of the desired thickness. This calibration step ensures that the foamed solidified compacts have the desired final geometry. The embodiment of Fig. 1 stamp 18 , 20 can be seen, the mutually facing surfaces, which are in flat contact with the compact 10 , ie the cover layers 14 , 16 are formed flat. However, the corresponding surfaces can already have a geometry that the desired of a compact z. B. by deep drawing or by one-sided forming process such as fluid cell process spatial geometry achieved correspond.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform eine Vorrichtung zum Aufschäumen von Press lingen 10 dargestellt. Dabei umfasst die Vorrichtung 26 insgesamt drei Stempel 28, 30, 32, über die die erforderliche Wärme auf die Presslinge 10 zu deren Aufschäumen übertragen wird. Die Stempel 28, 30, 32 sind entlang gemeinsamer Säulen 34, 36 verstellbar, wobei nach dem eigentlichen Aufschäumvorgang eine gezielte Verstellung derart erfolgt, dass jeder der aufgeschäumten Presslinge 10 eine gewünschte Enddicke aufweist. Entsprechend der Dar stellung wird über den mittleren Stempel 30 Wärme sowohl auf den oberen als auch den unteren Pressling 10 übertragen. Hierdurch ergibt sich eine Energieoptimierung.In Fig. 2, another embodiment of a device for foaming press pieces 10 is shown. The device 26 comprises a total of three punches 28 , 30 , 32 , via which the heat required is transferred to the compacts 10 for their foaming. The punches 28 , 30 , 32 can be adjusted along common columns 34 , 36 , with a specific adjustment taking place after the actual foaming process in such a way that each of the foamed compacts 10 has a desired final thickness. According to the Dar position, heat is transferred to both the upper and the lower compact 10 via the central stamp 30 . This results in energy optimization.

Den Fig. 3 und 5 sind weitere Ausführungsformen von Vorrichtungen zum Aufschäumen eines Presslings 38 zu entnehmen, der als Ausgangsform eine Quaderform aufweist, wobei der Pressling 38 Abschnitt eines streifenförmigen Halbzeugs sein kann. Um den Pressling 38 gezielt aufzuschäumen und dabei eine gewünschte Volumenendgeometrie zu erzielen, die von der Grundgeometrie, also der Quaderform abweicht, wird gemäß Fig. 3 eine Vorrichtung 40 mit einem als Gesenk ausgebildeten Unterstempel 42 und einem zu diesem entlang des Pfeils 44 bewegbaren Stempels 46 benutzt, der seinerseits Aussparungen 48, 50 aufweist. FIGS. 3 and 5 are further embodiments of devices can be seen for foaming a compact 38 which has as an output form of a cuboid shape, wherein the compact 38 may be part of a strip-shaped semifinished product. In order to foam the pellet 38 in a targeted manner and thereby achieve a desired final volume geometry that differs from the basic geometry, that is to say the cuboid shape, a device 40 according to FIG. 3 is used with a lower punch 42 designed as a die and a punch 46 that can be moved along this arrow 44 used, which in turn has recesses 48 , 50 .

In den Innenraum des Gesenks 42 wird der Pressling 38 eingebracht, der sich flächig entlang der Bodenfläche 52 des Gesenks erstreckt. Der Stempel 46 liegt zu Beginn des Aufschäu mens, also bevor Wärme über das Gesenk 42 bzw. den Stempel 46 in den Pressling 38 eingeleitet wird, auf der zugewandten Fläche des Presslings 38 mit Ausnahme der Bereiche auf, die durch die Aussparung 48, 50 gebildet werden. Sodann wird im erforderlichen Umfang Wärme zugeführt, um den Aufschäumprozess durchzuführen. Dabei dehnt sich das aufschäumbare Material beim gleichzeitigen Anheben des Stempels 44 in die Aussparung 48, 50 hinein aus, so dass sich ein aufgeschäumter Körper 54 einer Endgeometrie ergibt, wie diese der Fig. 4 zu entnehmen ist.The compact 38 is introduced into the interior of the die 42 and extends flatly along the bottom surface 52 of the die. The stamp 46 lies at the beginning of the expansion, that is, before heat is introduced via the die 42 or the stamp 46 into the compact 38 , on the facing surface of the compact 38, with the exception of the regions formed by the recess 48 , 50 become. Heat is then added to the extent necessary to carry out the foaming process. The foamable material expands into the recess 48 , 50 when the punch 44 is lifted at the same time, so that a foamed body 54 of an end geometry results, as can be seen in FIG. 4.

Durch die Ausbildung des Gesenks 42 und des Stempels 46 kann gezielt ein Volumenbauteil aus Metallschaum hergestellt werden, wobei in zuvor beschriebener Weise eine Kalibrierung erfolgen kann. Somit muss abweichend von dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 das Halbzeug nicht die Endgeometrie in verkleinerten Abmessungen aufweisen, die der aufge schäumte Körper besitzen soll.The formation of the die 42 and the punch 46 allows a volume component to be produced from metal foam, and calibration can be carried out in the manner described above. Thus, in deviation from the embodiment of FIGS. 1 and 2, the semi-finished product does not have to have the final geometry in reduced dimensions that the foamed body should have.

Entsprechend der Fig. 5 wird der Pressling 38 in den zwischen einem Stempel 54 und einem Gesenk 56 gebildeten Raum eingebracht, wobei sowohl der Stempel 54 als auch das Gesenk 56 in den dem Halbzeug 38 zugewandten Flächen Aussparungen 58, 60, 62 aufweisen, durch die eine gewünschte Endvolumengeometrie des aufgeschäumten Körpers erzielbar ist.According to the Fig. 5 is the compact introduced 38 into between a punch 54 and a die 56 space formed, in which both the punch 54 and the die 56 facing in the semifinished product 38 faces recesses 58, 60, 62 have, by the a desired final volume geometry of the foamed body can be achieved.

Der Fig. 6 ist eine Weiterbildung der Vorrichtungen gemäß der Fig. 3 und 5 insoweit zu entnehmen, als dass in einem Gesenk 64 ein Schiebeelement wie Stempel oder Schieber 66 angeordnet ist, die zueinander verstellbar sind. Folglich umfasst die Vorrichtung ein mehr teiliges Gesenk, wodurch die Formgebung des aufzuschäumenden Presslings 38 eine zusätz lich gewünschte Volumengeometrie erfahren kann. Zu dem Gesenk 64 ist in gewohnter Weise ein Stempel 68 verstellbar, der - wie bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 3 und 5 - eine Aussparung 70 aufweisen kann, in die sich der aufzuschäumende Pressling 38 bei dessen Erwärmung ausdehnen kann. Bezüglich der Verfahrensweise selbst wird auf die Ausführun gen der zuvor wiedergegebenen Beispiele verwiesen. FIG. 6 shows a further development of the devices according to FIGS. 3 and 5 to the extent that a sliding element, such as a punch or slide 66 , is arranged in a die 64 and is adjustable relative to one another. Consequently, the device comprises a multi-part die, whereby the shape of the foam 38 to be foamed can experience an additional desired volume geometry. A stamp 68 can be adjusted to the die 64 in the usual way, which - as in the exemplary embodiments in FIGS. 3 and 5 - can have a recess 70 into which the compact 38 to be foamed can expand when it is heated. With regard to the procedure itself, reference is made to the explanations of the examples given above.

Mit den Anordnungen der Fig. 3 bis 6 - wie auch mit denen der Fig. 1 und 2 - lässt sich durch gezielte Beeinflussung der Bewegung des Oberstempels ein aufgeschäumter Endkörper erzielen, der sich durch eine Homogenität in Größe, Form und Verteilung der Poren auszeich net. Dies kann dadurch erzielt werden, dass beim Aufschäumen durch den jeweiligen beweglichen Stempel ein dem Aufschäumen entgegenwirkender Druck erzeugt wird, der kurz vor der Endstellung abrupt abgebaut wird, um sodann gegebenenfalls anschließend durch Aufeinanderzubewegen der Aufschäumformteile, also des Stempels 44, 54, 68 - im Ausfüh rungsbeispiel der Fig. 3, 5 und 6 - in Richtung des Gesenks 42, 56, 64 die erforderliche Kalibrierung durchzuführen.With the arrangements of Figures 3 to 6 -., As well as with those of Figures 1 and 2 -. Can be achieved the movement of the upper punch a foamed end body through specific influence, the net is auszeich by a uniformity in size, shape and distribution of the pores . This can be achieved in that, when the foam is foamed, a pressure which counteracts the foaming is generated by the respective movable die, which pressure is abruptly reduced shortly before the end position, in order to then subsequently optionally move the foamed molded parts, i.e. the die 44 , 54 , 68 - im exporting approximately example of Figure 3, 5 and 6 -. in the direction of the die 42, 56, 64 perform the required calibration.

Claims

1. A method for foaming a compact consisting of a mixture of metal powder and a gas-releasing blowing agent powder (semi-finished product), the compact being arranged between opposite walls of a foaming mold, the geometries of which correspond to the contoured sides of the foamed compact, and then with a heating required for foaming device is acted upon, characterized in that the walls of the foaming mold are arranged such that they can be adjusted relative to one another in such a way that they lie flat on facing sides of the compact at least in regions during the foaming and that the heat required for foaming is transferred via the walls as the heating device.

2. The method according to claim 1, characterized, that the presling is provided with at least one cover layer before foaming becomes.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that at least one wall of the foaming mold during foaming partially lies flat on the cover layer.

4. The method according to claim 1 or 3, characterized, that the walls have a geometry that that of the adjacent sides of the Presslings or the at least one top layer corresponds.

5. The method according to at least one of the preceding claims, characterized, that the compact is placed in a holder, one side of the Presslings extends over the entire surface of one of the walls of the foam mold and the the opposite wall, for its part, in areas on the compact lies on.

6. The method according to at least one of the preceding claims, characterized, that the distance between the walls after finishing foaming for adjustment a desired thickness of the foamed compact is set.

7. The method according to at least one of the preceding claims, characterized, that the walls of the up that are adjustable relative to each other when foaming foaming until shortly before foaming is completed generate targeted counteracting pressure before the foaming ends process is dismantled.

8. The method according to at least one of the preceding claims, characterized, that the pressure is abruptly reduced before the foaming process ends.

9. The method according to at least one of the preceding claims, characterized, that the distance between the walls during the foaming automatically on the foaming compact is adjusted.

10. The method according to at least one of the preceding claims, characterized, that the walls are bounded by heated stamps that can be moved along columns.

11. The method according to at least one of the preceding claims, characterized, that areas of walls deliberately deviate from different temperatures specifically have different foaming of the compact.

12. The device for foaming a mixture consisting of a mixture of metal powder and a gas-releasing propellant powder (semifinished product) to encompass a foam-receiving and pressurizable foam form, of which the opposite walls have a geometry of end-contoured sides of the foamed compact that the walls are limits of heatable stamps ( 18 , 20 , 28 , 30 , 32 ) adjustable along common columns ( 34 , 36 ) as the heating device, which at least in regions are in flat contact with the compact ( 10 ) and / or at least one cover layer ( 14 , 16 ) of this.

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the distance between the punches ( 18 , 20 , 28 , 30 , 32 ) is adjustable in a controlled manner depending on the desired end geometry of the foamed compact ( 10 ).

14. The device according to at least one of claims 12 and 13, characterized in that the device ( 26 ) comprises at least three stamps ( 28 , 30 , 32 ) which can be displaced along common columns ( 34 , 36 ), opposite surfaces of a central stamp ( 30 ) rest flat on a compact ( 10 ).

15. The device according to at least one of claims 12 to 14, characterized in that regions of the walls of the punches ( 18 , 20 , 28 , 30 , 32 ) have deliberately different temperatures.

16. The device according to at least one of claims 12 to 15, characterized in that the compact ( 10 ) is arranged in a workpiece carrier, which rests flat on a heatable foaming molding, the workpiece carrier having a height which is equal to or less than that of the compact is.

17. The device according to at least one of claims 12 to 16, characterized in that at least one of the walls has recesses ( 48 , 50 , 58 , 60 ) for the targeted shaping of the foamed compact ( 54 ).

18. The device according to at least one of claims 12 to 17, characterized in that at least one of the foamed molded parts ( 64 , 66 ) is formed in several parts.

19. The device according to at least claim 18, characterized in that a foamed molded part is designed as a multi-part die, which comprises sections which can be displaced relative to one another, such as slides ( 66 ), for the targeted shaping of the compact ( 38 ) to be foamed.