DE19943161A1

DE19943161A1 - Verfahren zum Spritzformen von Metallabscheidungen unter Verwendung eines Metall-Spritzform-Modelles

Info

Publication number: DE19943161A1
Application number: DE19943161A
Authority: DE
Inventors: Jeffrey Alan Kinane; Grigoriy Grinberg; David Robert Collins; Paul Earl Pergande
Original assignee: Ford Motor Co
Current assignee: Ford Motor Co
Priority date: 1998-11-04
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2000-05-18
Also published as: GB2343396A; GB9925924D0; US6155330A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spritzformen einer Metallabscheidung, die ein Master-Modell repliziert. Das Verfahren umfaßt (a) Vorlegen des Master-Modells; (b) Ausbildung des Spritzform-Modells aus einem ersten Metall mit einem Schmelzpunkt bei einer ersten Temperatur, das eine Oberfläche, die einen Hohlraum im Spritzform-Modell der Form des Master-Modells einschließt; (c) Spritzen von Metallpartikeln eines anderen als des ersten Metalls auf das Spritzform-Modell, um eine Abscheidung auf dem Spritzform-Modell herzustellen und (d) Erhitzen der Abscheidung und des Spritzform-Modells auf eine zweite Temperatur, die höher als die erste Temperatur ist, um das Spritzform-Modell von der Abscheidung abzuschmelzen; die resultierende Abscheidung besitzt die allgemeine Form des Master-Modells.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Spritzformen einer Metallabscheidung, die ein Master-Modell repliziert, insbesondere für das Herstellen von Prototypwerkzeugen.

Die Formherstellung mittels Spritzverfahren ist eine anerkannte Technik zur Her stellung von Stahlprototypwerkzeugen (wie Formen und Gußformen) in einem Bruchteil der Zeit, die dazu benötigt würde, um konventionell Stahlwerkzeuge her zustellen. Heutige Spritzformtechniken verwenden die folgenden Schritte:

a) Gießen und Verfestigen eines Keramik-Spritzmodells um ein Kunststoff- Master-Modell des herzustellenden Werkzeuges;
b) Spritzen von Metallpartikeln auf das Keramik-Modell;
c) Abkühlen der gespritzten Metallpartikel unter Bildung einer Metall abscheidung der allgemeinen Form des Master-Modells; und
d) Entformen der Metallabscheidung aus dem Keramik-Formmodell.

Während obiges Verfahren akzeptable Abscheidungen liefert, ist das Verfahren relativ zeitaufwendig und teuer. Beispielsweise kann es bis zu vier Tage dauern, um das Keramik-Spritzmodell zu bilden. Das Entfernen der Abscheidung aus den Keramik-Spritzmodellen ist ein relativ umständliches und zeitaufwendiges Verfah ren. Es benötigt üblicherweise eine Schneidvorrichtung, wie einen Wasserstrahl, um zunächst den Hauptteil des Keramik-Spritzmodells von der Abscheidung zu entfernen. Danach werden die kleineren Keramikteile, die auf der Abscheidung verbleiben, von der Abscheidung abgefräst. Danach wird die Abscheidung kugel gestrahlt, um sicher zu stellen, daß alle Keramik entfernt ist.

Demzufolge ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Me tallabscheidungen zu schaffen, das zur Herstellung von Stahlprototypwerkzeugen eingesetzt werden kann, das preiswerter und weniger zeitaufwendig ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Dabei wird das erfindungsgemäße Ziel sowie die Vorteile dadurch erreicht, indem ein Verfahren zur Metallabscheidung durch Spritzen geschaffen wird, das aufweist:

a) Vorlegen eines Master-Modells;
b) Ausbildung eines Spritzform-Modells eines ersten Metalls mit einem Schmelzpunkt einer ersten Temperatur, wobei das Spritzform-Modell eine Oberfläche besitzt, die einen Hohlraum umgrenzt, der die Form des Master-Modells hat;
c) Spritzen von Metallpartikeln, deren Metall sich vom ersten Metall unterscheidet, auf das Spritzform-Modell, um eine Abscheidung auf dem Spritzform-Modell zu bilden;
d) Erhitzen der Abscheidung und des Spritzform-Modells auf eine zweite Temperatur, die höher als die erste Temperatur ist, um die Form für das thermische Spritzen von der Abscheidung abzuschmelzen, wo bei die verbleibende Abscheidung die allgemeine Form des Master- Modells besitzt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der begleitenden Zeichnung näher erläutert, die bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung, auf die diese keinesfalls eingeschränkt ist, darstellt. Darin zeigt:

Fig. 1 ein schematisches Flußdiagramm der erfindungsgemäßen Verfah rensschritte; und

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, die in einem der Verfah rensschritte der Fig. 1 einsetzbar ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt mindestens vier Grundschritte:

a) Vorlegen eines Master-Modells;
b) Ausbilden eines Spritzform-Modells eines ersten Metalls mit einem Schmelzpunkt einer ersten Temperatur, wobei das Spritzform-Modell eine Oberfläche besitzt, die einen Hohlraum im Spritzform-Modell definiert, der die allgemeine Form des Master-Modells besitzt;
c) Spritzen von Metallteilchen aus einem anderen Material als dem ersten Metall auf das Spritzform-Modell, um eine Abscheidung auf dem Spritzform-Modell zu bilden;
d) Erhitzen der Abscheidung und des Spritzform-Modells auf eine zweite Temperatur, die höher als die erste Temperatur ist, um das Spritzform-Modell von der Abscheidung abzuschmelzen, wobei die resultierende Abscheidung die allgemeine Form des Mastermodells besitzt.

Das Mastermodell 10, das schematisch in Fig. 1 dargestellt ist, ist bevorzugt ein Polymer und unter Verwendung einer feststofffreien Formherstellungstechnik, ge steuert durch ein CAD/CAM Modell, hergestellt. Die Freiform-Verfahren können Stereolithographie, kubitale Verfahren, Laminieren oder Schäumen, 3-D Drucken und stratifizierte Extrusion umfassen. Stereolithographie ist bevorzugt, da sie ein plastisches Modell direkt aus einer Lösung eines flüssigen photohärtbaren Polyme ren durch selektive Verfestigung unter Verwendung eines Laserscannerstrahls schafft. Das Master-Modell 10 kann auch gefräst oder auf andere Weise aus Holz, Metall, Laminatmaterialien, Vollmaterial (Renboard) und dergleichen hergestellt werden. Das Master-Modell 10 wird im wesentlichen durch eine Basisoberfläche 12 und eine obere Oberfläche 14 definiert. Da das Master-Modell 10 relativ schwach ist, sollte bevorzugt ein widerstandsfähiges Modell hergestellt werden, um das er findungsgemäße Verfahren durchzuführen. Ein nicht einschränkendes Verfahren zur Herstellung eines relativ widerstandsfähigen Modells besteht darin, eine Guß form der allgemeinen Form des Master-Modells zu gießen. Ein bevorzugtes Verfah ren zur Herstellung einer Gußform umfaßt das Anordnen des Master-Modells 10 in einem Gußhalter 18. Der Gußhalter 18 besitzt eine Aufnahmeoberfläche 20, die dieselbe Form wie die Basisoberfläche 12 des Master-Modells 10 zur Unterstüt zung des Master-Modells 10 aufweist. Ein verflüssigtes Polymermaterial 24 wird sodann in den Formhalter 18 um das Kunststoff-Master-Modell gegossen. Das Po lymermaterial bildet, nachdem es sich verfestigt hat, eine Gußform 26, die eine Peripherie oder Außenoberfläche 28 besitzt, die der oberen Oberfläche 14 des Master-Modells 10 ähnelt.

Das flüssige Polymermaterial 24, das dazu verwendet werden kann, die Gußform 26 auszuformen, kann jedes im Fachgebiet bekannte geeignete Polymer sein, das einen relativ widerstandsfähigen Gegenstand dann, wenn es verfestigt ist, bildet und die erste Temperatur ohne Zersetzung oder Schmelzen überstehen kann. Bei spiele geeignete Polymere umfassen, sind aber keinesfalls beschränkt auf Epoxid harze, Polyurethane, Polyacrylate, ungesättigte Polyester und Silikone.

Die Gußform 26 kann ein Verstärkungsmaterial, wie Glas umfassen, welches mit den flüssigen Polymermaterial 24 gemischt ist. Eine besonders bevorzugte Guß form 26 ist aus einem zweiteiligen Laminat hergestellt, das von Ciba Geigy erhält lich ist und einen Epoxidgelüberzug sowie ein Laminat mit Glasfasersträngen in einer Epoxidmatrix besitzt. Die Gußform 26 kann auch aus Holz, Metall, Brettmate rial (Renboard) usw. gefräst sein.

Die Gußform 26 wird dann vom Gußhalter 28 entfernt: und in den offenen Kasten 30 (Holzlaminat) eingebracht. Beim obigen Gußschritt wird ein Entformmittel, wie Silikon oder Wachs, bevorzugt auf die obere Oberfläche 14 des Master-Modells 10 und des Gußhalters 18 vor dem Eingießen des flüssigen Polymermaterlals 24 auf gebracht, um das Entformen der Gußform 26 vom, Master-Modell 10 und dem Gußhalter 28 zu vereinfachen.

Ein verflüssigtes metallisches Material 34 wird sodann in den Kasten 30 gegossen und es ihm erlaubt, sich um die Gußform 26 zu verfestigen, um ein Spritzform-Mo dell 36 zu bilden. Das verflüssigte Metallmaterial, das zur Herstellung des Spritz form-Modells 36 eingesetzt werden kann, kann jedes Metall sein, das eine Schmelztemperatur unter 500°C, bevorzugt von etwa 250°C und ganz besonders bevorzugt von etwa 150°C besitzt. Die Verwendung eines Metalls mit einem Schmelzpunkt oberhalb etwa 500°C ist nicht erwünscht, da Dimensionsungenauig keiten oder Oberflächenoxide bei Temperaturen oberhalb von 500°C auftreten können.

Beispiele geeigneter flüssiger Metallmaterialien umfassen, sind aber nicht begrenzt auf Zinn, Blei, Zink, deren Legierungen und Legierungen von Aluminium. Ein be sonders bevorzugtes flüssiges Metallmaterial ist eine Legierung von Zinn/Wismut und ganz besonders bevorzugt verflüssigtes METSPEC-281 von MCP (Mining and Chemical Products) aus Fairfield, Connecticut, Vereinigte Staaten von Amerika. METSPEC-281 ist besonders bevorzugt; da es einen Schmelzpunkt von 138.5°C besitzt sowie vernachlässigbares Schrumpfen. Ein "vernachlässigbares Schrump fen" ist erwünscht, um Probleme zu vermeiden, die mit dem Schrumpfen des Me talls beim Abkühlen von einer erhöhten Temperatur verbunden sind.

Nach Verfestigung des Metalls wird das Spritzform-Modell 36 aus dem Kasten 30 und der Gußform 26 entfernt. Bevorzugt wird ein Entformmittel auf die Außenober fläche 28 der Gußform 26 vor dem Eingießen des verflüssigten Metallmaterials 34 in den Kasten 30 aufgebracht. Das Spritzform-Modell 36 besitzt eine Basisoberflä che 38 und eine obere Oberfläche 40, die die Form der oberen Oberfläche 14 des Master-Modells 10 besitzt. Die obere Oberfläche 40 des Spritzform-Modells 36 be grenzt einen Hohlraum 42. Die obere Oberfläche 40 besitzt die gleiche Kontur wie die obere Oberfläche 14 des Master-Modells 10. Das Spritzform-Modell 36 ist so dann fertig als Aufnahme für das Metallspritzformen.

Thermische Spritzdüsen 50, die schematisch in Fig. 1 dargestellt sind, werden dazu verwendet, um Metaüpartikel 52 auf das Spritzform-Modell 36 aufzuspritzen und insbesondere in den Hohlraum 42. Die thermischen Spritzdüsen 50 können vom Sauerstoffacetylen Flammtyp sein, wobei ein Metalldraht- oder Metallpulver zugeführt wird, oder bevorzugt ein oder zwei Düsen vom Lichtbogentyp, wobei die Spitze der Drähte in den Lichtbogen eingeführt wird. Kaltspritzdüsen können an Stelle von thermischen Sprühdüsen 50 eingesetzt werden, um Metallpartikel auf das Spritzform-Modell 36 aufzuspritzen.

Bei einer Zweidraht-Lichtbogenspritzdüse wird ein elektrischer Lichtbogen in einer Zone zwischen zwei sich verzehrenden Drahtelektroden ausgebildet; wenn die Elektroden schmelzen, wird der Bogen durch kontinuierliche Zuführung der Elek troden in die Lichtbogenzone aufrechterhalten. Das Metall an den Elektrodenspit zen wird durch einen Strom allgemein kalten komprimierten Gases atomisiert. Das atomisierte Metall wird sodann durch den Gasstrom auf ein Substrat überführt und bildet darauf eine Abscheidung.

Bei einer Lichtbogenvorrichtung mit einem einzelnen Draht wird ein Einzeldraht entweder durch die Mittelachse der Flamme oder in einem Winkel zu einem Plas mastrom zugeführt, der sich innerhalb in der Flamme bildet. Der Einzeldraht wirkt als verzehrbare Elektrode, die in die Lichtbogenkammer eingebracht wird. Der Lichtbogen wird zwischen der Kathode, der Plasmaflamme und dem Einzeldraht als Anode gebildet, wodurch die Spitze des Drahtes geschmolzen wird. Gas wird in die Lichtbogenkammer, koaxial zur Kathode, eingebracht, wo es durch den elektri schen Lichtbogen expandiert, und einen hocherhitzten Gasstrom hervorruft (der Metalltröpfchen von der Elektrodenspitze fördert), der durch die Düse fließt. Ein weiterer Hochtemperaturgasfluß kann dazu verwendet werden, den Nebel ge schmolzenen Metalls zu umhüllen oder zu umgeben, so daß die Tröpfchen einer weiteren Atomisierung und Beschleunigung unterworfen werden.

Es können auch noch andere Drahtlichtbogen-Düsen verwendet werden, die ein übertragenes Lichtbogenplasma verwenden, wobei ein erster Lichtbogen zwischen einer Kathode und einer Düse, die die Kathode umgibt, ausgebildet wird; das Plasma aus diesen Lichtbogen zu einer sekundären Anode (außerhalb der Düsen spitze) in Form eines Einzel- oder Doppeldrahtvorrats überführt wird, wodurch das Schmelzen der Spitze dieses Drahtvorrats bewirkt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform, wie in Fig. 2 gezeigt, werden drei Düsen verwendet, um die Metallpartikel auf dem Spritzform-Modell 36 niederzuschlagen. Eine erste thermische Sprühdüse 54 besitzt eine Sprühdüsenspritze 54a, die ent lang einer Achse 55 orientiert ist, die senkrecht zur im allgemeinen ebenen Er streckung der oberen Oberfläche 40 des Spritzform-Modells 36 verläuft, wobei die Spritze 54a im allgemeinen etwa 17,8 cm-35,6 cm (7-14 Inches) von der Oberflä che 40 entfernt angeordnet ist. Die Sprühdüse 54 besitzt eine Energieversorgung 56, die bei einer Spannung von etwa 30 betrieben wird.

Eine zweite Düse 58 wird so gehalten, daß ihre Düsenspitze 58a sich in einem Winkel von 45°C von der ersten Düsenachse 55 erstreckt. Sie besitzt eine Ener gieversorgung 60, die bei etwa 30 Volt betrieben wird. Die Düsenspitze 58a ist ebenfalls 17,8 cm-36,6 cm (7-14 Inches) gegenüber der freiliegenden Oberfläche 40 angeordnet.

Die dritte Sprühdüse 62 besitzt eine Sprühdüsenspritze 62a, die so orientiert ist, daß ihre Achse 63 ebenfalls in einem 45° Winkel zur Achse 55 der ersten Düse verläuft und in einer Ebene liegt, die allgemein senkrecht zu der Ebene verläuft, die die Düsen 54 und 58 schneidet. Die dritte Düse 62 besitzt eine Energieversorgung 64, die kontinuierlich bei etwa 30 Volt betrieben wird. Die Düsenspitze 62a wird in einer Position etwa 17,8 cm-35,6 cm (7-14 Inches) von der oberen Oberfläche 40 gehalten.

Jede Düse 54, 58 und 62 wird mit Hochdruckgas von entsprechenden Vorräten, bestehend aus Stickstoff, Luft oder einer Mischung derselben bei einem Druck von etwa 40-120 psi beliefert; wobei das Gas die Atomisierung der Drahttröpfchen be wirkt. Bei typischen Metallspritzoperationen wird das Metall auf einem Keramikmo dell abgeschieden und die Stromversorgung der thermischen Düsen beträgt etwa 175 Ampere. Da das Metallspritzformmodell 36 einen Schmelzpunkt unter etwa 500°C besitzt, muß die Stromversorgung der thermischen Spritzdüsen 54, 58 und 62 ausreichend niedrig sein, daß die Temperatur der Oberfläche 40 des Modells 36 beim Spritzformschritt weniger als oder im wesentlichen gleich dem Schmelzpunkt des zur Herstellung des Modells 36 verwendeten Metalls beträgt. Die Oberflä chentemperatur des Modells 36 während des Spritzformschrittes hängt wesentlich von der Temperatur der darauf abgeschiedenen Metallpartikel ab, die hauptsäch lich von den Betriebsparametern der Düsen 54, 58 und 62 abhängt. Falls das Me tallmaterial des Modells 36 eine Schmelzpunkttemperatur von etwa 138,5°C be sitzt, wie bei der METSPEC-281 Legierung, sollte die Stromversorgung der Spritzdüsen 54, 58 und 62 bei etwa 80-120 Ampere gehalten werden.

Die Düsen 54, 58 und 62 können mittels eines Roboters, wie durch die Roboter 66 und 67, bewegt werden und das Spritzform-Modell 36 kann auf einem Drehtisch 68 angebracht und durch einen Motor 69 gedreht werden, um eine relative Bewegung zwischen den Sprühdüsen und der Oberfläche 40 zu erzielen; wiederholte Durch läufe des Spritzmaterials scheiden eine dicke Abscheidung 70 (Fig. 1) mit einer Dicke von mindestens etwa 1,27 cm (0,5 Inches) ab, bevorzugt von 3,8 cm-5,1 cm (1,5-2,0 Inches) auf der Oberfläche 40.

Der thermische Spritzschritt dauert bevorzugt etwa 3 Stunden und führt zu Ab scheidungen 70 mit einer Dicke von etwa 3,8 cm-5,1 cm (1,5-2,0 Inches), für Ab scheidungen von etwa 61 cm × 61 cm (2 feet × 2 feet). Größere Abscheidungen können dickere Abschnitte und häufigere Durchläufe erfordern.

Während es wichtig ist, daß die Oberflächentemperatur des Spritzform-Modells 36 und so die bevorzugte Temperatur der auf dem Spritzform-Modell 36 abgeschie denen Metallpartikel bevorzugt geringer als die Schmelzformtemperatur des' Mate rials das zur Herstellung des Modells 36 verwendet wird, ist es unnötig, daß die Oberflächentemperatur des Modells 36 oder die Temperatur der abgeschiedenen Metallpartikel unter dem Schmelzpunkt des Materials zur Herstellung des Modells liegt. Dies ist deshalb, da die Dicke der Abscheidung 70 wächst, wobei ein Metall puffer auf dem Modell 36 gebildet wird, das als "Hitzepuffer" wirkt, um das darunter liegende Modell 36 vor den thermischen Wirkungen der geschiedenen Metallparti kel abzuschirmen. Tatsächlich wird dann, nachdem eine erste Metallschicht ausrei chender Dicke auf dem Modell 36 ausgeformt wurde, das Modell 36 weniger emp findlich gegenüber den thermischen Wirkungen der Metallpartikel. Demzufolge darf, falls die Dicke der Formabscheidung 70 wächst, die Temperatur der abge schiedenen Metallpartikel über die Schmelzpunkttemperatur des das Modell 36 bildenden Metalls ohne schmelzendes Modell 36 steigen. Es ist bemerkenswert, daß das Modell 36 auf Grund seiner Metallnatur als Wärmesenke durch schnelle Übertragung der während des dynamischen Spritzens generierten Wärme von der Oberfläche 40 des Modells 36, die Dissipation derselben durch das gesamte Mo dell 36 und jegliche Metallbefestigungen, die sich in Kontakt mit dem Modell 36 befinden, dient.

Bevorzugt werden, wenn ein Metall mit einer Schmelztemperatur von etwa 135°C eingesetzt wird, um das Modell 36 herzustellen, die Ströme der thermischen Spritzdüsen auf etwa 80-120 Ampere gehalten und bei Beginn des thermischen Spritzens etwa 30 Minuten bevorzugt bei 100 Ampere über etwa 30 Minuten; einen Zeitraum, der ausreichend ist, um zu einer Schicht abgeschiedene Metallpartikel von etwa 0,15875 cm-0,3175 cm (1/16 Inch bis etwa 1/8 Inch) zu führen. Die Oberflächentemperatur des Spritzform-Modells 36, wenn Stahl mit 0,8% C gespritzt wird, beträgt weniger als etwa 80°C und bevorzugt etwa 37°C bis etwa 66°C, (durch ein Infrarot Pyrometer gemessen), bei einem Ström von etwa 80-120 Am pere. Nachdem die erste Schicht Metallpartikel hergestellt wurde, kann der Strom der thermischen Spritzdüsen schrittweise hochgefahren werden, falls gewünscht.

Der für jede Spritzdüse verwendete Drahtvorrat besitzt eine Chemie, die aus koh lenstoffhaltigem Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt vom 0,01-0,9 Gew.-%. % be steht. Die Schmelztemperatur von kohlenstoffhaltigen Stahl beträgt etwa 1500°C. Die Abscheidung 70 des Spritzmodells 36 wird dann durch Erhitzen der Abschei dung 70 und des Modells 36 bevorzugt in einem Ofen 72, auf eine Temperatur, die höher als der Schmelzpunkt des zur Herstellung des Modells 36 verwendeten Ma terial ist, durchgeführt. Bei METSPEC-281 beträgt diese Temperatur etwa 138.5°C. Die Temperatur im Ofen 72 muß ausreichend niedrig sein, um die Abscheidung 70, nicht zu schmelzen oder zu zersetzen. Die resultierende abgetrennte Abscheidung 70 ist ein exaktes Negativ des Laminats 36 und kann dann als Form oder Formteil eingesetzt werden.

Die Verwendung des Metalls zur Herstellung des Spritzform-Modells 36 an Stelle von üblicher Keramik ermöglicht, daß das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber dem konventionellen Verfahren Zeit spart, da es bis zu vier Tage dauern kann, um das Keramikmodell herzustellen, während das Metall-Spritzform-Modell 36 in nur vier Stunden hergestellt werden kann. Es können auch Kosteneinsparungen inso fern erzielt werden, als das Metall zur Herstellung des Spritzform-Modells 36 wie derverwendet wird, nachdem es geschmolzen wurde. Beim Stand der Technik konnte, sobald die Keramik aus der Abscheidung entfernt wurde, die Keramik da nach nicht mehr wiederverwendet werden.

Während die Erfindung an Hand bevorzugter Ausführungsformen detailliert beschrieben wurde, ist dem Fachmann ersichtlich, daß verschiedene Varia tionen und Ausführungsformen zur Durchführung der Erfindung, wie sie unter den Schutzumfang der Ansprüche fallen, möglich sind.

Bezugszeichenliste

10

Mastermodell

10

12

Basisoberfläche von

10

14

obere Oberfläche

18

Formhalter

20

Aufnahmeoberfläche von

18

24

verflüssigtes Polymermaterial

26

Gußform

28

Peripherie oder Außenoberfläche von

26

30

Kasten

34

verflüssigtes metallisches Material

34

36

Spritzformmodell

38

Basisoberfläche des Gußformmodell

36

40

obere Oberfläche des Gußformmodells

36

42

Hohlraum

50

thermische Spritzdüsen

50

52

Metallpartikel

54

erste thermische Sprühdüse

54

a Sprühdüsenspritze

55

Achse von

54

56

Energieversorgung

68

zweite Düse

58

a Düsenspitze

58

a

60

Energieversorgung

62

dritte Sprühdüse

62

a Sprühdüsenspritze

62

a

63

Achse von

62

66

Roboter

67

Roboter

68

Tisch

69

Motor

70

dicke Abscheidung

72

Ofen

Claims

1. Verfahren zum Spritzformen einer Metallabscheidung, die ein Master-Modell repliziert, mit den Schritten:
Vorlegen des Master-Modells;
Ausbildung des Spritzform-Modells aus einem ersten Metall mit einem Schmelz punkt einer ersten Temperatur, das eine Oberfläche besitzt, die einen Hohlraum im Spritzform-Modell umschließt, der die Form des Master-Modells hat;
Spritzen von Metallpartikeln auf das Spritzform-Modell, um eine Abscheidung auf dem Spritzform-Modell zu bilden; und
Erhitzen der Abscheidung und des Spritzform-Modells auf eine zweite Temperatur, die höher als die erste Temperatur ist, um das Spritzform-Modell von der Abschei dung abzuschmelzen, wobei die Abscheidung die allgemeine Form des Master- Modells besitzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Temperatur niedriger als etwa 500°C ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Metall eine Legierung von Wismut ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zur Her stellung eines Spritzform-Modells:
Herstellung einer Gußform der allgemeinen Form des Master-Modells, Vorlegen der Gußform in einem Behälter,
Eingießen des ersten Metalls in flüssiger Form in den Behälter um die Gußform; und
Abkühlenlassen des ersten Metalls und Verfestigung unter Bildung des Spritzform- Modells,
umfaßt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ofen für den Verfahrensschritt (d) vorgesehen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallpartikel in Schritt (c) kohlenstoffhaltigen Stahl umfassen.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des ther mischen Spritzens (c) die Verwendung mehrerer Drahtlichtbogendüsen umfaßt, um die Metallpartikel zu spritzen, wobei die Düsen bei einer Spannung von etwa 30 Volt und einem Strom zwischen etwa 80-120 Ampere über mindestens einen Teil des Schrittes (c) betrieben werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Spritz formmodell in Kontakt kommenden Metallpartikel zu einer Oberflächentemperatur von weniger als etwa 80°C führen.