DE202021001848U1 - Device for pressure-assisted vertical gravity casting (DVSG) of metallic materials - Google Patents
Device for pressure-assisted vertical gravity casting (DVSG) of metallic materials Download PDFInfo
- Publication number
- DE202021001848U1 DE202021001848U1 DE202021001848.4U DE202021001848U DE202021001848U1 DE 202021001848 U1 DE202021001848 U1 DE 202021001848U1 DE 202021001848 U DE202021001848 U DE 202021001848U DE 202021001848 U1 DE202021001848 U1 DE 202021001848U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- component
- possibility
- sand
- cast
- components
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
- B22D18/04—Low pressure casting, i.e. making use of pressures up to a few bars to fill the mould
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C21/00—Flasks; Accessories therefor
- B22C21/04—Upset frames; Bottom boards or mould boards
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/06—Permanent moulds for shaped castings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
- B22D18/02—Pressure casting making use of mechanical pressure devices, e.g. cast-forging
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
- B22D27/04—Influencing the temperature of the metal, e.g. by heating or cooling the mould
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
Geschützt werden soll eine Vorrichtung zur Herstellung metallischer Bauteile, vorzugsweise für die Leichtbauwerkstoffe Aluminium und Magnesium, welche gekennzeichnet wird durch:
1. die Verwendung einer nach oben geöffneten Sand-, Fein- oder Stahlgussform in Kombination mit einem beheizbaren / kühlbaren metallischen Stempel - nach Anspruch 1, 2, 3.
2. die Verwendung eines temperierbaren (beheiz- / kühlbaren), metallischen Stempels, welcher mithilfe einer hydraulischen / mechanischen Presse von oben in die offene, horizontalen Teilungsebenen der Sand-, Fein- oder Stahlgussform auf das Ausgangsmaß (~ Bauteildicke) abgesenkt werden kann - nach Anspruch 2, 3.
3. die langsame, händische oder mittels Dosiereinrichtung gesteuerte Füllung der Sand-, Fein- oder Stahlgussform zur Vermeidung von Verwirbelungen. Durch die laminare Füllung wird eine geringere Gasaufnahme der Schmelze und damit verbesserte Qualität des Bauteils gewährleistet - nach Anspruch 4.
4. die Möglichkeit zur Steuerung des Wärmehaushaltes des Gesamtsystems über den metallischen Stempel => (1) Durch die zusätzliche Einbringung von Wärme über das gesamte Bauteil lassen sich schwer zu vergießende Legierungen bzw. sehr komplexen Bauteil Geometrien realisieren. (2) Durch Kühlung des gesamten Bauteil wird aufgrund rascher Erstarrung der Schmelze ein feinkörnigeren Gefüges erzeugt - nach Anspruch 5, 6.
5. die Reduzierung / Vermeidung von Porosität des Bauteil aufgrund der Volumenschrumpfung beim Übergang flüssig <=> fest, durch gezieltes Absenken des Stempels und Aufbringung eines definierten Drucks bis zur vollständigen Erstarrung des Gussbauteils - nach Anspruch 7, 8.
6. die Möglichkeit zur Herstellung komplexer, dünnwandiger Leichtbauteile (inkl. Hinterschnitte) mit z.B. Sandguss-Struktur - nach Anspruch 1, 2.
7. die Möglichkeit zur Herstellung (1) dünner / leichte, (2) nahezu porenfreie/ druckdichte, (3) schweißbare und (4) maßhaltige Gussbauteile - nach Anspruch 2, 3, 8.
8. die Möglichkeit zur zeitgleichen Füllung mehrerer Formen und der damit verbundenen Herstellung mehrerer Gussbauteile mit einem Hub - nach Anspruch 9.
9. die Möglichkeit zum Auswerfen der Bauteile aus der Form durch die Verwendung eines Abstreiferrings oben und Auswerfer bei Verwendung von Pressen mit Unterlufttisch.
10. die Möglichkeit der Strukturierung von Sichtflächen des Bauteiles als Designelemente => erhebliche Vorteile für Stylinganwendungen.
A device for the production of metallic components, preferably for the lightweight materials aluminum and magnesium, is to be protected, which is characterized by:
1. the use of an upwardly open sand, precision or steel casting mold in combination with a heatable / coolable metallic stamp - according to claim 1, 2, 3.
2. The use of a temperature-controlled (heatable / coolable), metallic stamp, which can be lowered from above into the open, horizontal parting planes of the sand, precision or steel casting mold to the initial dimension (~ component thickness) using a hydraulic / mechanical press - according to claim 2, 3.
3. the slow filling of the sand, precision or steel casting mold, either manually or by means of a dosing device, in order to avoid turbulence. The laminar filling ensures that the melt absorbs less gas and thus improves the quality of the component—according to claim 4.
4. The possibility of controlling the heat balance of the entire system via the metallic die => (1) The additional introduction of heat across the entire component makes it possible to produce alloys that are difficult to cast or very complex component geometries. (2) By cooling the entire component, a fine-grained structure is produced due to rapid solidification of the melt - according to claim 5, 6.
5. the reduction / avoidance of porosity of the component due to the volume shrinkage during the transition from liquid <=> solid, through targeted lowering of the stamp and application of a defined pressure until the cast component has completely solidified - according to claim 7, 8.
6. the possibility of producing complex, thin-walled lightweight components (including undercuts) with, for example, a sand-cast structure - according to claim 1, 2.
7. the possibility of producing (1) thinner/lightweight, (2) almost pore-free/pressure-tight, (3) weldable and (4) dimensionally stable cast components - according to claim 2, 3, 8.
8. the possibility of filling several molds at the same time and the associated production of several cast components with one stroke - according to claim 9.
9. Ability to eject the parts from the mold through the use of a top stripper ring and ejector when using presses with an air table.
10. the possibility of structuring visible surfaces of the component as design elements => considerable advantages for styling applications.
Description
Stand der Technik:State of the art:
Der kürzeste Weg vom Rohmetall zum fertigen Produkt geht mit Hilfe des Gießens. Hierbei wird unterschieden zwischen Verfahren, die mit „verlorenen Formen“ (Formen, welche nach jedem Guss zerstört werden => z. B. Sandguss) sowie mit Dauerformen arbeiten, mit denen eine große Anzahl von Gussstücke hergestellt werden können (=> z. B. Kokillen-, Nieder- bzw. Druckguss).The shortest way from the raw metal to the finished product is with the help of casting. A distinction is made between processes that work with "lost moulds" (moulds that are destroyed after each casting => e.g. sand casting) and with permanent molds with which a large number of castings can be produced (=> e.g permanent mold, low or high pressure die casting).
Allen gießtechnischen Verfahren ist gemeinsam, dass eine die Gestalt des Bauteils abbildende Form herzustellen ist, in welche das Metall eingegossen wird und in der es erstarrt.What all casting processes have in common is that a mold that reflects the shape of the component must be produced, into which the metal is poured and in which it solidifies.
Sandguss (=> verlorene Form)sand casting (=> lost form)
Sandguss ist eine der ältesten Fertigungstechniken und wird seit Jahrhunderten zur Herstellung von metallischen Komponenten eingesetzt. Das Sandgussverfahren ist ein manuelles Gussverfahren, bei dem geschmolzenes Metall in den Hohlraum einer Sandform gegossen wird. Sandguss ist die einfachste Art des Gießens und findet normalerweise Einsatz für die Herstellung von Prototypen und Kleinserien - für die Großserienfertigung werden meist vollautomatische Systeme, wie z.B. Kalt- oder Warmkammer-Druckgießen, Niederdruck- oder Kokillenguss bevorzugt. In Verbindung mit Kernen bieten die Sandgießverfahren sehr weitreichende Konstruktionsmöglichkeiten.Sand casting is one of the oldest manufacturing techniques and has been used to manufacture metal components for centuries. Sand casting is a manual casting process that involves pouring molten metal into the cavity of a sand mold. Sand casting is the simplest type of casting and is normally used for the production of prototypes and small series - for large series production, fully automatic systems such as cold or hot chamber die casting, low pressure or gravity die casting are usually preferred. In connection with cores, the sand casting process offers very extensive design possibilities.
Beim Sandguss wird ein Formsand-Binder-Gemisch in einen Formkasten gefüllt und anschließend verdichtet. Die Verdichtung kann von Hand (Handformguss) oder maschinell (Maschinenformguss) erfolgen. Durch das Zusammenlegen zweier Formhälften wird ein Hohlraum erzeugt, in den flüssiges Metall unter Schwerkraft (laminare Füllung) eingegossen werden kann, welches anschließend unter Normaldruck erstarrt. Der Sand kann in einem Kreislaufprozess aufbereitet (3-5x) und wiederverwertet werden.In sand casting, a molding sand and binder mixture is filled into a molding box and then compacted. Compaction can be done by hand (hand molding) or by machine (machine molding). By putting two mold halves together, a cavity is created into which liquid metal can be poured under gravity (laminar filling), which then solidifies under normal pressure. The sand can be processed (3-5x) and recycled in a cycle process.
Kokillenguss (=> Dauerform)Gravity die casting (=> permanent mold)
Beim Kokillenguss wird flüssiges Metall unter Schwerkraft in eine wiederverwendbare zweiteilige Metallform gegossen, wo dieses unter Normaldruck erstarrt. Aufgrund der höheren Wärmeleitfähigkeit der Metallkokille kann im Vergleich zum Sandguss in gleichem Zeitraum mehr Wärme abgeführt werden, was in der Regel ein dichteres und feinkörnigeres Gefüge zur Folge hat, das wiederum höhere Festigkeitswerte ermöglicht.In chill casting, liquid metal is poured under gravity into a reusable two-piece metal mold where it solidifies under normal pressure. Due to the higher thermal conductivity of the metal mold, more heat can be dissipated in the same period of time compared to sand casting, which usually results in a denser and finer-grained structure, which in turn enables higher strength values.
Bei kleinere Stückzahlen erfolgt die Bauteilherstellung mittels Kokillenguss per Handfüllung; bei höheren Stückzahlen kann dies auch maschinell / automatisiert erfolgen.In the case of smaller quantities, the components are manufactured using permanent mold casting by hand; in the case of larger quantities, this can also be done automatically.
Die langsame Füllung der Sandform bzw. Kokille unter Niederdruck gewährleistet eine laminare Strömung mit zusammenhängenden Fließfronten. Hierdurch lässt sich ein homogenes Gefüge mit geringen Luft- oder Trennmitteleinschlüssen realisieren. Das Resultat sind nahezu porenfreie, druckdichte und schweißbare Gussbauteile mit deutlich verbesserten mechanischen Eigenschaften (Festigkeiten / Bruchdehnungen).The slow filling of the sand mold or mold under low pressure ensures a laminar flow with connected flow fronts. This allows a homogeneous structure to be achieved with fewer air or release agent inclusions. The result is almost pore-free, pressure-tight and weldable cast components with significantly improved mechanical properties (strength / elongation at break).
Beschreibung:Description:
Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Vorrichtung zur Herstellung metallischer Gussbauteile, vorzugsweise aus den Leichtmetallen Aluminium und Magnesium, basierend auf einer Kombination aus Schwerkraftguss und Pressen - nachfolgend „Druckunterstützter Vertikal-Schwerkraftguss (DVSG) genannt.The present invention describes a device for producing metallic cast components, preferably from the light metals aluminum and magnesium, based on a combination of gravity casting and pressing - hereinafter referred to as "pressure-assisted vertical gravity casting (DVSG).
Im Gegensatz zum herkömmlichen Sand- / Kokillenguss mit zweiteiligen (Sand-Sand bzw. Metall-Metall) Formen, basiert die hier beschriebene „DVSG“-Vorrichtung aus einer nach oben geöffneten Sand-, Fein- oder Stahlgussform (Sandform-Matrize - Fig.[1.1] ; Aufnehmer-Matrize - Fig.[1.2]) sowie einen absenkbaren, temperierbaren, metallischen Stempel - Fig.[2].In contrast to conventional sand / permanent mold casting with two-part (sand-sand or metal-metal) molds, the "DVSG" device described here is based on a sand, precision or steel casting mold (sand mold matrix - Fig. [1.1] ; pick-up matrix - Fig.[1.2]) as well as a lowerable, temperature-controlled, metallic stamp - Fig.[2].
Der beheiz- oder kühlbare, metallische Stempel - Fig.[2] wird mithilfe einer hydraulischen oder mechanischen Presse - Fig.[3.1] ; Fig.[3.2] von oben in die offene, horizontalen Teilungsebenen der Sand-, Fein- oder Stahlgussform auf das Ausgangsmaß (~ Bauteildicke) abgesenkt. Hierdurch lassen sich insitu unterschiedliche Wandstärken des finalen Bauteils - Fig.[4] einstellen.The heatable or coolable metallic stamp - Fig.[2] is made using a hydraulic or mechanical press - Fig.[3.1] ; Fig.[3.2] Lowered from above into the open, horizontal parting planes of the sand, precision or steel casting mold to the initial dimension (~ component thickness). This allows in situ different wall thicknesses of the final component - Fig.[4] set.
Die Sand-, Fein- oder Stahlgussform wird entweder händisch oder mittels Dosiereinrichtung langsam (Anguß - Fig.[1.3]) gefüllt. Durch die laminare Füllung wird eine geringere Gasaufnahme der Schmelze gewährleistet.The sand, precision or steel casting mold is filled either manually or slowly using a dosing device (sprue - Fig.[1.3]). The laminar filling ensures that the melt absorbs less gas.
Der metallische Stempel - Fig.[2] kann bei schwer zu vergießenden Legierungen bzw. sehr komplexen Bauteilgeometrien beheizt werden und so zusätzliche Wärme über das gesamte Bauteil in das System einbringen. The metallic stamp - Fig.[2] can be heated for alloys that are difficult to cast or very complex component geometries and thus bring additional heat into the system over the entire component.
Dem Gesamtsystem kann auch definiert Wärme über einen gekühlten Stempel - Fig.[2] entzogen werden, was zu einer rascheren Erstarrung, einem feinkörnigeren Gefüge und so zu einer verbesserten Qualität des finalen Bauteils - Fig.[4] führt.The overall system can also be given defined heat via a cooled stamp - Fig.[2] be withdrawn, which leads to faster solidification, a finer grain structure and thus to an improved quality of the final component - Fig.[4] leads.
Das vollständig gefüllte Gussbauteil kann zur Reduzierung der Volumenschrumpfung bis zur vollständigen Erstarrung durch weiteres Absenken des Stempels - Fig.[2] komprimiert werden. Hieraus ergibt sich eine geringere Schrumpfung und damit genauere Maßhaltigkeit des finalen Bauteils.The completely filled cast component can be reduced in volume shrinkage until it has completely solidified by further lowering the stamp - Fig.[2] be compressed. This results in less shrinkage and thus more precise dimensional accuracy of the final component.
Verglichen mit dem herkömmlichen Sandguss-Verfahren lassen sich mit der hier beschriebenen „DVSG“-Vorrichtung: (1) deutlich dünnere / leichtere, (2) nahezu porenfreie / druckdichte, (3) schweißbare und (4) maßhaltigere Gussbauteile - Fig.[4] realisieren.Compared to the conventional sand casting process, the "DVSG" device described here can be used to: (1) significantly thinner / lighter, (2) almost pore-free / pressure-tight, (3) weldable and (4) more dimensionally stable cast components - Fig.[4 ] realize.
Mithilfe des hier beschriebenen „DVSG“-Vorrichtung lassen sich mit einem „Hub“ zeitgleich auch mehrere Formen füllen / verdichten.With the help of the "DVSG" device described here, several molds can be filled / compressed at the same time with one "stroke".
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202021001848.4U DE202021001848U1 (en) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | Device for pressure-assisted vertical gravity casting (DVSG) of metallic materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202021001848.4U DE202021001848U1 (en) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | Device for pressure-assisted vertical gravity casting (DVSG) of metallic materials |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202021001848U1 true DE202021001848U1 (en) | 2022-01-20 |
Family
ID=80221920
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202021001848.4U Active DE202021001848U1 (en) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | Device for pressure-assisted vertical gravity casting (DVSG) of metallic materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE202021001848U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115194087A (en) * | 2022-05-17 | 2022-10-18 | 浙江汉声精密机械有限公司 | Embedded psammitolite 3D prints structure |
-
2021
- 2021-06-29 DE DE202021001848.4U patent/DE202021001848U1/en active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115194087A (en) * | 2022-05-17 | 2022-10-18 | 浙江汉声精密机械有限公司 | Embedded psammitolite 3D prints structure |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103990775B (en) | Extruding metal autoform method and its product | |
DE60311824T2 (en) | casting process | |
CN108326256A (en) | A kind of low pressure fills type High Pressure Solidification casting device and casting method | |
DE10104339A1 (en) | Process for the production of metal foam and metal body produced thereafter | |
EP2059356B1 (en) | Single-part expendable casting mould with a controlled temperature for cast metal parts and associated production method | |
DE202021001848U1 (en) | Device for pressure-assisted vertical gravity casting (DVSG) of metallic materials | |
AT503391B1 (en) | METHOD FOR MEASURING METALLIC SHAPES AND DEVICE THEREFOR | |
JP2005074461A (en) | Molding manufacturing method | |
DE102012108079B3 (en) | Producing a salt core salt core useful as a hollow space holder for die-casting process comprises introducing a liquid salt mixture into a metal mold, and solidifying a part of the salt mixture on walls of the metal mold | |
DE102014211350A1 (en) | Casting method for producing a piston and pistons for internal combustion engines | |
DE69610550T2 (en) | METHOD AND DEVICE FOR PRESS CASTING | |
EP3183080B1 (en) | Method for producing a piston for an internal combustion engine | |
DE102014007889B4 (en) | Process for producing a salt body, in particular for die casting | |
DE102012022331A1 (en) | Preparation of salt core used for aluminum die-casting, involves heating particulate salt mixture, mixing and homogenizing semi-solid salt paste, injecting and solidifying semi-solid salt paste to salt core-shaped cavity of core mold | |
CN115041636B (en) | Extrusion casting forming die for magnesium alloy hub | |
DE68907601T2 (en) | Process for die-casting metallic objects using a lost foam plastic model. | |
CN112658226B (en) | Unequal-thickness deep cavity shell type aluminum alloy component extrusion casting device and using method thereof | |
JP2005305466A (en) | Molten metal forging apparatus and molten metal forging method | |
WO2005097378A2 (en) | Method for the production of moulded parts | |
DE102012006572A1 (en) | Preparing complex formed cast parts using a pressure casting machine, in which lost cast parts are used during casting process, comprises forming lost cast parts from a ceramic body, where the cast parts are prepared using a lost model | |
EP2949413A1 (en) | A method of making a casting of a heat exchanger | |
DE202023000245U1 (en) | Device for “vertical chill casting with cores made of sand or salt” | |
DE102015225588A1 (en) | Casting and cooling insert for the production of a casting | |
DE102018128039A1 (en) | Casting device, use of such a device and method of casting | |
EP1482062B1 (en) | Foam casting method and pressure-tight closable die for the production of cast articles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |