DE2550149C3 - Verfahren zur Herstellung einer unterdruckgeformten Gießform - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer unterdruckgeformten GießformInfo
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Description
Athylsilikat 40 | 40 Teile |
Äthylalkohol | 15 Teile |
5% konzentrierte Salzsäure | |
in wäßriger Lösung | IO Teile |
50% Vinylacetat-Methanollösung | 40 Teile |
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel im wesentlichen
Alkohol ist und das härtende Bindemittel Vinylacetat und Athylsilikat ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als in Alkohol lösliches
Kunstharz Phenolharz, Polyamidharz od. dgl. verwendet ist.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer unterdruckgeformten Gießform, wobei ein Modell
mit Gasabsaugöffnungen auf eine mit einer ersten Evakuiereinrichtung versehene Grundplatte aufgesetzt,
eine Folie auf das Modell aufgelegt und an diesem mittels der ersten Evakuiereinrichtung angesaugt,
anschließend auf die Folie ein mit einer zweiten Evakuiereinrichtung versehener Formkasten aufgesetzt
und der durch die Folie und den Formkasten festgelegte Raum mit als Formmaterial dienenden, sinter- oder
bindemittelfreien Feststoffteilchen gefüllt wird, und wobei die Oberfläche des Formmaterials mit einer
luftdichten Lage bedeckt und der in der Grundplatte herrschende Unterdruck aufgehoben wird, während die
luftdichte Lage und die Folie an die Ober- bzw. Unterseite des Formmaterials durch Evakuieren des
Innenraumes des Formkastens mittels der zweiten Evakuiereinrichtung angesaugt werden, und wobei
anschließend das Modell und die Grundplatte vom Formkasten getrennt werden.
Ein solches bisher angewandtes Verfahren ist in den F i g. 1 bis 3 der Zeichnung erläutert, in denen
F i g. 1 eine Schnittansicht der in einer Verfahrensstufe des bekannten Verfahrens verwendeten Einzelteile,
Fig.2 eine Schnittansicht der Einzelteile in einer
weiteren Verfahrensstufe und
F i g. 3 eine Schnittansicht der Teile in der Endstufe des bisher angewandten Gießform-Herstellungsverfahrens
zeigt.
Gemäß F i g. 1 wird ein Modell 1 mit der Form der herzustellenden Gußstücke fest auf einer Grundplatte 3
angeordnet, die eine Unterdruckkammer 3a und ein Evakuierrohr 4 aufweist. Das Modell 1 ist mit einer
großen Zahl von Gasabsaugöffnungen versehen, die Ober Bohrungen 2 in der Grundplatte 3 von der
Oberfläche des Modells her mit der Unterdruckkammer in Verbindung stehen. Die Gesamtoberfläche des
Modells 1 wird sodann mit einer luftdichten Folie 5, etwa einer Polyäthylenvinylacetat-Folie, bedeckt, nachdem
diese Folie durch Erwärmen mittels einer geeigneteil Heizeinrichtung 6 erweicht und in einen
leicht dehn- und zusammenziehbaren Zustand gebracht worden ist. Durch Durckverringerung innerhalb der
Unterdruckkammer 3 mittels des Evakuierrohrs 4 wird die luftdichte Folie 5 dicht an die Oberfläche des
Modells 1 herangesaugt und an diesem zum Anliegen gebracht. Anschließend wird gemäß F i g. 2 ein Formkasten
8 fest auf die Folie 5 aufgesetzt. Längs der Umfangswand des Formkastens 8 befindet sich eine mit
einem Evakuierrohr 13 versehene Unterdruckkammer 11 mit einer Vielzahl von Gasabsaugöffnungen 9, die mit
dem Inneren des Formkastens 8 in Verbindung stehen.
Nach dem festen Aufsetzen des Formkastens 8 auf die beschriebene Weise wird sein Innenraum mit sinter-
oder bindemittelfreien Feststoffteilchen 7, wie Sand, Eisengranulat oder dgl., gefüllt. Anschließend wird eine
luftdichte Lage 12 auf den Formkasten aufgelegt, so daß sie die gesamte Oberfläche der Feststoffteilchen 7,
einschließlich der oberen Randfläche des Formkastens 8, abdeckt und dadurch den Formkasten 8 abdichtet.
Hierauf wird der Innenraum der Unterdruckkammer 11 über das Evakuierrohr 13 evakuiert. Während dieses
Vorganges werden die Zwischenräume zwischen den Feststoffteilchen 7 über die Gasabsaugöffnungen 9
evakuiert, so daß die Folien 5 und die Lagen 12 an die im Formkasten 8 enthaltenen Feststoffteilchen 7 angesaugt
werden.
Wenn der Unterdruck in der Unterdruckkammer 3a aufgehoben wird, trennt sich die luftdichte Folie 5 vom
Modell 1, wobei sie durch den Unterdruck an die Feststoffteilchen 7 angesaugt wird. Wird danach das
Modell 1 gemäß F i g. 3 vom Formkasten 8 getrennt, so wird ein durch die Folie 5 definierter Formraum 14
gebildet. Der Formkasten 8 kann dann umgedreht werden, worauf geschmolzenes Metall in den Formraum
14 eingegossen und zum Erstarren gebracht wird, so daß ein gewünschtes Gußstück erhalten wird. Gemäß den
Fig.2 und 3 ist an der Innenwandfläche des Formkastens 8 ein Sieb 10 montiert, welches die im
Formkasten 8 enthaltenen Feststoffteilchen 7 an einem Eindringen in die Unterdruckkammer 11 über die
Gasabsaugöffnungen 9 hindert.
Das vorstehend erläuterte Verfahren ist mit den folgenden Nachteilen behaftet:
1. Da der Schmelzpunkt einer Polyäthylenvinylace-
1. Da der Schmelzpunkt einer Polyäthylenvinylace-
tat-Folie bei nur etwa 1000C Hegt, besteht beim
Gießen eines großen Gußstücks die Gefahr, daß die Überzugsfolie schmilzt oder verbrennt, was zu
Gießfehlern aufgrund von Formverwerfung führen kann. s
2. Wenn nach dem Trennen des Modells von der Gießform die Evakuierung des Formkasten-Innenraums
unterbrochen wird, tritt ebenfalls eine Verformung der Gießform auf, weshalb das
Evakuieren auch nach dem Trennen des Modells bzw. nach dem Ausformen bis zum nächsten
Gießvorgang fortgesetzt werden muß. Dies führt zu der Unbequemlichkeit, daß auch beim Transport
der Gießform der Evakuierschlauch ständig angeschlossen sein muß. Aus der DT-OS 24 01 349 ist ein Verfahren zum
Formen einer vergleichmäßigten Schicht auf der formgebenden Oberfläche einer Gießform bekannt.
Dort wird auf ein Modell ein Formkasten aufgesetzt und darin eine Hinterfüllmasse unmittelbar auf das Modell
aufgeschüttet Dann wird ein Unterdruckkasten auf den Formkasten gesetzt, mit dem in dem Formkasten ein
Unterdruck erzeugt werden kann. Erst nachdem das Modell aus der Form herausgelöst worden ist, wird ein
Abdichtungsmaterial aus Lack mit Soforttrocknungseigenschaft auf die Oberfläche der gebildeten Form
aufgebracht, um diese undurchlässig zu machen. Das Innere des Formkastens wird dabei unter Unierdruck
gehalten, so daß die Hinterfüllmasse in dem Formkasten über das Abdichtungsmaterial durch den atmosphärisehen
Druck gepreßt wird. Das Abdichtungsmattrial kann beispielsweise durch Aufsprühen auf die formgebende
Oberfläche der Hinterfüllmasse aufgebracht werden. Nach diesem Verfahren wird keine Folie
zwischen dem Modell und der Hinterfüllmasse angewandt, die einerseits an das Modell und andererseits an
die Hinterfüllmasse angesaugt werden kann. Die mit einer solchen Folie erzielbaren Vorteile lassen sich bei
diesem Verfahren beim Abheben der Form vom Modell daher nicht ausnutzen. Vielmehr hat dieses Verfahren
den Nachteil, daß Formsand an den Oberflächenteilen des Modells haftenbleiben kann, weil die Verfestigung
dieser Oberfläche erst später durch das Aufsprühen des Abdichtungsmaterials erfolgt.
Aus der DT-OS 23 52 492 ist ein Verfahren zur 4S
Herstellung von durch Unterdruck stabilisierten hohlen Gießformen bekannt, wobei das Gießmodell mit einem
Überzug versehen wird, bevor es mit den Formstoff teilchen umgeben wird. Dieser Überzug bildet nach dem
Entformen des Gießmodells einen Bestandteil der Gießform. Er wird dadurch hergestellt, daß auf die
Modellplatte und das Modell feinteilige Stoffe aufgebracht werden. Dieses Verfahren hat wie das zuerst
beschriebene den Nachteil, daß es ohne Abdeckfolie arbeitet.
Auch aus DT-OS 22 53 090 ist ein Verfahren zur Herstellung von Gießformen bekannt, wobei zwischen
dem Modell und der Hinterfüllmasse eine Schicht angeordnet ist. Dieses Verfahren ist jedoch sehr
aufwendig, da zunächst ein Epoxyharz oder ein anderes gleichartige Material in Pulver- oder Puderform auf den
formgebenden Oberflächen des Modells z. B. durch elektrostatisches Spritzen aufgebracht und damit
Pulvermaterialschichten gebildet werden müssen. Danach muß ein Kunstharzmaterial in flüssiger Form auf
die Pulvermaterialschichten aufgetragen werden, so daß sich Abdeckfilme bilden. Nach dem Anbringen von
Formkästen mit Absaugvorrichtungen werden die Formkästen mit Hinterfüllmasse gefüllt, und es wird ein
Unterdruck darin erzeugt, der auch dann aufrechterhalten werden muß, wenn die Formkästen von dem Modell
getrennt werden. Außer der aufwendigen Vorgehensweise zur Herstellung der Abdeckfilme hat dieses
Verfahren den Nachteil, daß nach dem Ablösen des Modells eine Verfestigung der obersten Schichten der
gebildeten Form nicht erfolgt
Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Nachteile der bisher angewandten Verfahren auszuschalten oder
zumindest zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach dem Entfernen des Modells auf die den
Formhohlraum abbildende Folie ein flüssiges Mittel aufgetragen wird, welches aus einem Lösungsmittel für
die Folie und einem härtenden Bindemittel besteht
Im folgenden ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der F i g. 4 bis 7 der Zeichnung
näher erläutert Es zeigt
F i g. 4 eine Schnittansicht der in einer ersten Stufe des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendeten
Teile,
F i g. 5 eine Schnittansicht der Teile in einer späteren Verfahrensstufe,
F i g. 6 einen Schnitt durch eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren teilweise fertiggestellte Gießform
und
F i g. 7 einen Schnitt durch eine nach dem Verfahren gemäß F i g. 4 bis 6 hergestellte Gießform.
In den F i g. 4 bis 7 sind die den Teilen von F i g. 1 bis 3
entspechenden Teile, welche in beiden Fällen, soweit nicht anders angegeben, die gleiche Aufgabe erfüllen,
mit jeweils denselben Bezugsziffern bezeichnet
In den Anfangsstufen unterscheidet sich das Verfahren
gemäß den F i g. 3 bis 7 vom bisher angewandten Verfahren darin, daß bei ersterem anstelle der Folie 5
eine in einem Lösungsmittel lösliche Überzugsschicht verwendet wird. Als derartige Überzugsschicht sind
z. B. eine wasserlösliche Polyvinylalkohol-Folie, ein wasserlösliches Papier mit Carboxymethylzellulose als
Hauptbestandteil und eine in allgemeinen oganischen Lösungsmitteln Iös):che Kuntstoffolie bekannt; diese
Lagen oder Folien können als Überzugsschicht verwendet werden.
Nachstehend ist das erfindungsgemäße Verfahren in der Reihenfolge seiner Verfahrensschritte beschrieben.
Zunächst wird das Modell 1 gemäß F i g. 4 derart auf die Grundplatte 3 aufgesetzt, daß die Gasabsaugöffnungen
2 miteinander kommunizieren, worauf die lösungsmittellösliche Überzugsschicht oder -folie 5, die nach
der Erwärmung auf die in Verbindung mit F i g. 1 beschriebene Weise auf die Oberfläche des Modells 1
aufgelegt worden ist, durch Evakuieren über die öffnungen 2 und das Evakuierrohr 4 an die Oberfläche
des Modells 1 und der Grundplatte 3 angesaugt wird. Bei der dargestellten Ausführungsform wird als
Überzugsschicht eine in Alkohol lösliche Polyamidfolie verwendet.
Danach werden nach dem Aufsetzen eines Formkastens 8 auf die Grundplatte 3 gemäß F i g. 5 sinter- oder
bindemittelfreie Feststoffteilchen 7, wie Kies bzw. Sand, Nichteisenmetallgranulat, Eisengranulat oder Formsand,
in das Innere des Formkastens 8 eingefüllt, bis letr'erer voll ist, worauf die Oberseite der Feststoffteilchen
und des Formkastens mit einer luftdichten Folie 12 (Vinylfolie) abgedeckt wird. Wenn sodann die Unterdruckkammer
11 des Formkastens 8 mittels einer nicht dargestellten Evakuiereinrichtung über das Evakuier-
rohr 13 leergepurnpt und gleichzeitig der Unterdruck an der Seite der Grundplatte 3 aufgehoben wird, wird die
luftdichte Folie Ii! an die Oberseite des koagulierten und
verhärteten Formsands 7 angesaugt, während die Überzugsschicht 15 an dessen Unterseite angesaugt wird.
Wenn hierauf gemäß Fig.6 das Modell 1 und die
Grundplatte 3 vom Formkasten 8 getrennt werden, ist an der Untersehe des koagulierten und verhärteten
Formsands ein Formraum 14 ausgebildet, welcher dieselbe Form besitzt wie das Modell 1 und dessen
Oberfläche durch die lösungsmittellösliche Überzugsschicht 5 gebildet wird. Nach dem Umdrehen des
Formkastens 8 um 180° wird eine Lösung aus einem Sinter- oder Bindemittel in einem Lösungsmittel,
welches die Überzugsschicht 5 an der Oberfläche des Formraums 14 aufzulösen vermag, auf diese Oberfläche
aufgebracht (F i g. 7). Auf diese Weise wird in der obersten Schicht des Formsands 7 eine verhärtete
Schicht 15 gebildet, welche die gewünschte Form bildet. Beim erfindungsgemäßen Verfahren besitzt die verwendete
Lösung (jeweils in Gewichtsteilen) folgende Zusammensetzung:
Athylsilikat 40 | 40 Teile |
Äthylalkohol | 15 Teile |
5% konzentrierte Salzsäure | |
in wäßriger Lösung | 10 Teile |
50% Vinylacetat-Methanollösung | 40 Teile |
Das hauptsächliche Lösungsmittel ist bei dieser Zusammensetzung Alkohol, und das im Lösungsmittel
löslicher Sinter oder Bindemittel besteht aus Vinylacetat und Äthylsilikat Als in Alkohol lösliches Kunstharz
kann Phenolhar2, Nylonharz od. dgl. verwendet werden, wobei es selbstverständlich möglich ist, diese Harze auf
die alkohollösliche Überzugsschicht aufzutragen.
Bei Verwendung einer wasserlöslichen Überzugsschicht 5 wird ersichtlicherweise eine ein wasserlösliches
Bindemittel enthaltende Lösung auf die Oberfläche der Überzugsschicht 5 aufgebracht, während bei
Verwendung einer in einem anderen organischen Lösungsmittel löslichen Überzugsschicht 5 auf letztere
eine Lösung aufgetragen werden kann, die ein in diesem organischen Lösungsmittel lösliches Sinter- oder Bindemittel
enthält.
Nach dem Aufbringen einer die Überzugsschicht 5 auflösenden Lösung auf die Überzugsschicht 5 löst sich
diese in dem in der Lösung enthaltenen Lösungsmittel auf, und da die Zwischenräume zwischen den Teilchen
des Formsands 7 unter einem Unterdruck stehen, kann das in der aufgelösten Überzugsschicht 5 und in der
Lösung enthaltene Sinter- oder Bindemittel in die Zwischenräume bzw. Poren im Formsand 7 eindringen.
Danach wird das in der Lösung enthaltene Lösungsmittel verdampft und über das Evakuierrohr 13 aus dem
Formsand 7 entfernt, so daß das Material der Überzugsschicht sowie das in die Oberflächenschicht
des Formsands 7 eingedrungene Sinter- oder Bindemittel erhärten, wodurch im Oberflächenschichtabschnitt
des Formsands 7 eine verhärtete Sandschicht mit großer mechanischer Festigkeit gebildet wird. Die mechanische
Festigkeit dieser verhärteten Schicht variiert je nach der Art des verwendeten Sinter- oder Bindemittels; im
Fall des genannten Äthylsilikat-Vinylacetat-Systems beträgt die Druckfestigkeit z.B. bis zu 40—60 kg/cm2.
Das Auftragen der bindemittelhaltigen Lösung wird so gesteuert, daß eine verhärtete Schicht 15 mit einer
Dicke von 2—10 mm im Oberflächenteil des Formraums gebildet werden kann.
F i g. 7 zeigt einen Querschnitt durch eine Gießform die nach dem beschriebenen Verfahren mit einer
verhärteten Schicht 15 mit einer Dicke von etwa 2 — 10 mm und mit großer mechanischer Festigkeit übei
die gesamte Oberfläche des Formraums 14 hinweg versehen worden ist. Obgleich für das Eingießen dei
Metallschmelze kein Formanstrich (mould paint) aufge tragen zu werden braucht, weil die verhärtete Schich
selbst ausgezeichnete feuerfeste Eigenschaften besitzt kann zur Sicherheit trotzdem ein solcher Anstrich
aufgetragen werden.
Das anhand der F i g. 4 bis 7 beschriebene Verfahrer gemäß der Erfindung bietet die folgenden Vorteile:
1. Da eine Lösung, die ein in einem Lösungsmitte gelöstes Sinter- oder Bindemittel enthält, beim Auftra
gen auf eine im Lösungsmittel lösliche, an die Oberfläche des Formsands angesaugte Überzugsschich
in den Formsand eindringt, kann im Oberflächenschicht bereich des Formraums eine starre, verhärtete Schich
mit einer Dicke von 2 mm oder mehr ausgebilde werden. Da diese verhärtete Schicht eine sehr hohe
mechanische Festigkeit besitzt, erfährt die Gießforrr auch dann keine Verformung, wenn der in ihren
Inneren herrschende Unterdruck aufgehoben wird Beim Verstreichen einer längeren Zeitspanne von dei
Gießformherstellung bis zum Gießvorgang oder bein Transportieren der Gießform wird somit die fortgesetz
te Evakuierung über das Rohr 13 überflüssig, wodurcl die Arbeitsleistung erheblich verbessert wird.
2. Die gebildete verhärtete Schicht besitzt nicht nui
eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit, sonderr auch eine hervorragende Feuerfestigkeit. Hierdurch
kann nicht nur ein Verbrennen des Sands beirr Gießvorgang verhindert werden, vielmehr können aucl
die durch ein Vermischen mit Sand hervorgerufener Gußfehler infolge der Gießformverformung bein
Gießvorgang, wie sie bei den bisher angewandter Verfahren dieser Art häufig vorkommt, vermieder
werden.
Mit der nach dem erfindungsgemäßen Verfahrer hergestellten Gießform wird folglich das Gießen große:
Gußstücke, die mit den nach den bisher angewandter Verfahren hergestellten Unterdruck-Gießformen nich
gefertigt werden konnten, ohne weiteres möglich Außerdem entfällt beim erfindungsgemäßen Verfahrer
das bisher nach Herstellung der Gießform erforderlich« Evakuieren bis zum Gießvorgang, so daß die Arbeitsleistung
erheblich gesteigert werden kann.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung einer unterdruckgeformten
Gießform oder Kokille, wobei ein Modell mit Gasabsaugöffnungen auf eine mit einer ersten
Evakuiereinrichtung versehene Grundplatte aufgesetzt, eine Folie auf das Modell aufgelegt und an
diesem mittels der ersten Evakuiereinrichtung angesaugt, anschließend auf die Folie ein mit einer
zweiten Evakuiereinrichtung versehener Formkasten aufgesetzt und der durch die Folie und den
Formkasten festgelegte Raum mit als Formmaterial dienenden, sinter- oder bindemittelfreien Feststoffteilchen
gefüllt wird, und wobei die Oberfläche des Formmaterials mit einer luftdichten Lage bedeckt
und der in der Grundplatte herrschende Unterdruck aufgehoben wird, während die luftdichte Lage und
dit- Folie an die Ober- bzw. Unterseite des Formmaterials durch Evakuieren des Innenraumes
des Formkastens mittels der zweiten Evakuiereinrichtung angesaugt werden, und wobei anschließend
das Modell und die Grundplatte vom Formkasten getrennt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß nach dem Entfernen des Modells auf die den Formhohlraum abbildende Folie ein flüssiges
Mittel aufgetragen wird, welches aus einem Lösungsmittel für die Folie und einem härtenden
Bindemittel besteht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Mittel folgende Zusammensetzung
in Gewichtsteilen hat:
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Publications (3)
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DE2550149B2 DE2550149B2 (de) | 1977-06-16 |
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