DE2715101A1

DE2715101A1 - Verfahren zur herstellung einer keramischen giessform

Info

Publication number: DE2715101A1
Application number: DE19772715101
Authority: DE
Inventors: William Stephen Blazek
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1976-04-12
Filing date: 1977-04-04
Publication date: 1977-10-27
Also published as: GB1566335A; IT1075423B; IL51698A; JPS52125420A; CA1086472A; CH627102A5; JPS6128423B2; SE432726B; FR2348028B1; US4043379A; SE7704054L; FR2348028A1; BE853230A

Description

Patentanwälte

Dipl.-Ing Dip!-Chom. Dipl.-Ing.

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

ErnsberriersIriiRse 19

8 München 60

TR¹// INC. 4. April 1977

23555 Euclid Avenue

Cleveland, Ohio 44114 / V.St.A.

Unser Zeichen: T

Verfahren zur Herstellung einer keramischen Gießform

Die Erfindung betrifft ganz allgemein ein Verfahren zur Herstellung mindestens eines Teils einer keramischen Form mit einem Hohlraum zur genauen Abformung eines Gießprodukts und insbesondere ein Verfahren zur genauen Anfertigung der Oberflächen einer kermaischen Form durch Verstärkung eines verhältnismäßig flexiblen Modellmaterials, um so zu verhindern, daß das Modellmaterial beim Tauchen in eine Aufschlämmung des Materials für die keramische Form sich verbiegt.

Verhältnismäßig große Bauteile von Turbotriebv/erken, z.B. Diffusorgehäuse, Düsenringe, Schaufelanordnungen, Lagerstützen und Gebläserahmen, wurden bisher aus mehreren kleinen Gußstücken, Blechen und Schmiedestücken zusammengesetzt. Ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer

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Form zur Verwendung beim Gießen dieser Produkte ist in der US-Anmeldung 653 3S3, eingereicht am 29. Januar 1976, beschrieben.

In dieser Anmeldung wird ein Verfahren beschrieben, bei welchem Y/acbsmodelle in eine Aufschlämmung aus keramischein Formmaterial getaucht v/erden, um gegebenenfalls mehrere Formabschnitte zu bilden. Die Formabschnitte werden miteinander zu einen: Fonnenhohlraum verbunden, in welchem ein Gußstück gebildet wird, V.'ährend des Zusammenbaus einer Form für den Gebläserahmen eines Düsentriebwerks in der in der obigen Anmeldung beschriebenen Weise stellte sich heraus, daß in dem Geblarjerahmen infolge Durchbiegung des verhältnismäßig flexiblen v.'achsmaterials des Modells während des Eintauchens der Modelle Abmessungsfehler auftraten.

Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung wird die Abmessungsgenauigkeit, mit welcher Gußteile in keramischen Formen hergestellt werden, wesentlich durch Verstärkung des Teils des Modells verbessert, welches dem Formenhohlraum, in dem ein Gußteil gebildet wird, entspricht. Diese Verstärkung verzögert ein Verbiegen des Modells während des Eintauchens in ein flüssiges keramisches Formmaterial. Durch Verstärkung des Teils des Modells, Avelches zum Gießen des Nabenteils eines Gebläserahnens eines Düsentriebwerks dient, wurde der Betrag des Diametralfehlers in einer Nabe mit einem Durchmesser von etwa 24 Zoll von etwa 0,360 Zoll auf etwa 0,027 Zoll herabgesetzt.

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Bisher wurde eine Wachsmodelltraube zur Bildung von Gußstücken dadurch verstärkt, daß man verhältnismäßig starre Verstärkungselemente in der den Modelltrauben zugeordneten Eingußanbringung und dem Gießtrichter vorsah. Die Art und Weise, wie dies geschah, ist in der US-Patentschrift 2 994 931 beschrieben. Obwohl eine Verstärkung der mit einer Modelltraube verbundenen Eingußanbringung bis zu einem gewissen Grad ein Durchbiegen der Modelle verzögern kann, bildet diese Anordnung doch wahrscheinlich kein Optimum zur Herstellung eines Gußstücks.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Abmessungesgenauigkeit, mit welcher ein Gußstück erzeugt wird, dadurch verbessert, daß man in dem Teil des dem Gußstück entsprechenden Modells eine Verstärkung vorsieht. Es sei bemerkt, daß der hier verwendete Ausdruck "Gußstück" das Endprodukt einer Gießoperation bedeutet und nicht das etwa in der dem Gußstück während des Gießens zugeordneten Eingußanbringung enthaltene Metall umfaßt. Diesbezüglich sei bemerkt, daß während bestimmter Gießoperationen die Eingußanbringung gar nicht ganz mit Metall gefüllt sein braucht, sondern lediglich als teilweise gefüllter Vorratsbehälter dient, um dem Gußstück das geschmolzene Metall zuzuführen. Die Abmessungsgenauigkeit, mit welcher die Eingußanbringung gebildet wird, ist kaum von Bedeutung, während die Abmessungsgenauigkeit, mit welcher das Gußstück gebildet wird, von höchster Wichtigkeit ist.

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Eine Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer neuen und verbesserten Methode zur Herstellung. mindestens eines Teils einer keramischen Form mit einem Hohlraum zur genauen Bildung eines Gußstücks, und die Methode umfaßt eine Verstärkung von verhältnismäßig flexiblem Modellmaterial mit einer Oberfläche, die mindestens zum Teil die Oberfläche des Formenhohlraums bestimmt, in welchem ein Gußstück gebildet wird, wobei durch die Verstärkung eine Durchbiegung des verhältnismäßig flexiblen Modellmaterials während des Eintauchens des Modells in flüssiges keramisches Formenmaterial verzögert wird.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines neuen und verbesserten Verfahrens zur Herstellung einer keramischen Form für die genaue Ausbildung eines Gußstücks, wobei stufenweise mehrere· Modellanordnungen mit Körpern aus verhältnismäßig flexiblem und zerstörbarem Modellmaterial mit einer Oberfläche, die einem Teil der Oberfläche des Gußstücks entspricht, und mehrere verhältnismäßig starre Elemente hergestellt werden, welche die zusammengebauten Körper aus Modellmaterial verstärken. Die Verstärkungselemente können ein Abbiegen der verhältnismäßig flexiblen Modellkörper während des Eintauchens dieser in ein flüssiges keramisches Formmaterial verzögern, Die Modellkörper können nach dem Tauchen zerstört und die Verstärkungselemte entfernt werden, wobei man mehrere Formabschnitts erhält, die dann zur mindestens teilweisen Begrenzung des Formenhohlraums, in welchem das Gußstück gebildet wird, miteinander verbunden werden können.

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IO

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäß konstruierten Modellanordnung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung, welche zeigt, wie Verstärkungselemente mit dem Modellmaterial der Anordnung von Fig. 1 verbunden sind, um diese Anordnung beim Eintauchen in flüssiges keramisches Formmaterial zu tragen,

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht, welche die Beziehung zwischen einem Paar durch Eintauchen der Modellanordnung von Fig. 1 in keramisches Formmaterial gebildeten Formabschnitten nach Zerstörung des Körpers aus verhältnismäßig flexiblem und zerstörbarem Modellmaterial und vor Entfernung der Verstärkungselemente zeigt,

Fig. 4 eine der Darstellung von Fig. 3 im wesentlichen gleiche schematische Schnittansicht, welche die Formabschnitte im verbundenen Zustand zeigt, wie sie den Teil eines Hohlraums bilden, in dem ein Gußstück erzeugt wird,

Fig. 5 eine Draufsicht im Schnitt einer Form, die aus mehreren Formabschnitten ähnlich denen von Fig. gebildet ist und einen etwa ringförmigen Formenhohlraum bildet, in dem ein kreisförmiges Gußstück erzeugt wird,

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Fig. 6 eine Darstellung in verkleinertem Maßstab einer Modellanordnung, bei welcher ein Paar Körper· aus verhältnismäßig flexiblem und zerstörbarem Modellmaterial auf einem verhältnismäßig starren Verstärkungselement montiert sind; die Modellanordnung ist dabei nach dem Eintauchen in flüssiges keramisches Formmaterial dargestellt, und

Fig. 7 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linien 7-7 von Fig. 6, welche das Verhältnis zwischen dem verhältnismäßig starren Verstärkungselement und den Körpern aus verhältnismäßig flexiblem Modellmaterial weiter erläutert.

Es folgt die Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung.

Eine gemäß der Erfindung konstruierte Modellanordnung besitzt einen Körper 12 aus verhältnismäßig flexiblem und zerstörbarem Modellmaterial, z.B. Wachs oder Kunststoff. Verhältnismäßig starre metallische Verstärkungselemente 16 und 18 sind in dem Körper 12 aus Modellmaterial angeordnet, um dessen Verbiegung zu verringern. Die Modellanordnung 10 wird vorzugsweise in.einem verhältnismäßig starren Rahmen 22 (Fig. 2) gehalten, während sie in ein flüssiges keramisches Formmaterial eingetaucht wird.

Nachdem die Modellanordnung 10 in flüssiges keramisches Formmaterial eingetaucht wurde, wird von den kleineren Endflächen 26 und 28 (siehe Fig. 1 und 2) mindestens teilweise der feuchte überzug aus keramischem Formmaterial weggewischt. Außerdem wird auch von den gebogenen Begren-

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zungsflächen 32 und 34 (siehe Fig. 1) das keramische Formmaterial entfernt. Obwohl die Oberflächen 26, 28, 32 und 34 nach jedem einzelnen Eintauchen in einer Serie von Tauchvorgängen abgestreift werden können, kann doch auch nach dem ersten Tauchen das Abwischen unterbleiben, so daß sich eine verhältnismäßig dünne Schicht aus keramischem Formmaterial auf den Oberflächen 26, 28, 32 und 34 bildet. Die anschließend aufgebrachten feuchten Überzüge aus keramischem Formmaterial werden in gleicher Weise wie in der US-Patentanmeldung 653 383 vom 29. Januar 1976 beschrieben, weggewischt.

Nachdem die Modellanordnung 10 wiederholt in flüssiges keramisches Formmaterial getaucht und Teile eines feuchten Überzugs aus diesem keramischen Material weggewischt wurden, wird die Modellanordnung bei verhältnismäßig hoher Temperatur zur gründlichen Trocknung der Schichten aus keramischem Formmaterial und zur Zerstörung des Körpers 12 aus Modellmaterial gebrannt. Das ergibt ein Paar starre keramische Formabschnitte 38 und 40 (siehe Fig. 3). Nach Zerstörung des Körpers 12 aus Modellmaterial verbleiben die metallischen Verstärkungselemente 16 und 18 in dem Raum zwischen den Formabschnitten 38 und 40. Nachdem die Verstärkungselemente 16 und 18 unversehrt ohne Beschädigung der Formabschnitte 38 und 40 entfernt wurden, werden diese Formabschnitte auf die in Fig. 4 gezeigte Weise miteinander verbunden, wobei sie mindestens zum Teil einen Formenhohlraum 44 bilden, in dem ein Gußstück erzeugt wird. Der Formabschnitt 38 besitzt eine Oberfläche 46, welche einen Teil der Oberfläche des Formenhohlraums 44 bildet, sowie eine Oberfläche 48, die einen anderen Teil des Formenhohlraums 44 begrenzt. Die Oberflächen 46 und 48 wurden ganz getreu den Oberflächen des Körpers 12 aus Modellmaterial gebildet.

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Mehrere bogenförmig gekrümmte Formabschnitte 38 und 40 werden aus verstärkten Mode11anordnungen mit derselben Konstruktion wie die Modellanordnung 10 hergestellt. Diese Formabschnitte 38 und 40 werden auf die schematisch in Fig. 5 dargestellte Weise zu einem Paar konzentrischer kreisförmiger Gruppierungen zusammengesetzt, wobei man den kreisringförmigen Formenhohlraum 44 erhält. Zwar können die Formabschnitte 38 und 40 in verschiedener V/eise zur Bildung des kreisförmigen Formenhohlraums 44 miteinander verbunden werden, sie werden jedoch zweckmäßig auf die in der genannten US-Patentanmeldung 653 383 beschriebene Weise miteinander unter Bildung eines Formenhohlraums verbunden, in welchem ein Teil eines Turbinentriebwerks gegossen wird. Es sei bemerkt, daß, wenn die Formabschnitte 38 und 40 auf die in Fig. 5 gezeigte Weise in kreisförmiger Anordnung verbunden werden, die Oberflächen 46 auf den Formabschnitten 38 eine radiale innere Oberfläche des kreisförmigen Formenhohlraums 44 bilden, während die Oberflächen 48 auf den äußeren Formabschnitten 40 die Außenfläche des Formenhohlraums darstellen.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung verringern die verhältnismäßig starren metallischen Verstärkungselemente 16 und 18 ein Verbiegen des relativ flexiblen Modellkörpers aus Wachs oder Kunststoff, wenn die Formanordnung eingetaucht wird. Natürlich erhöht eine Verringerung des Verbiegens oder Durchbiegens des Körpers 12 aus Modellmaterial während des Tauchens die Genauigkeit, mit welcher die Formabschnitte 38 und 40 und die an der Entstehung des Gußstücks beteiligten Oberflächen 46 und 48 gebildet werden. Obwohl das Ausmaß, in welchem die Verwendung der starren Verstärkungselemente 16 und 18 die Abmessungsgenauigkeit, mit welcher die Formabschnitte gebildet werden,

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mit der Größe und der Konfiguration des herzustellenden Gußstücks variiert, so wurde doch in einem beispiels^ weisen Fall der diametrale Fehler bei der Bildung einer Nabenwand eines Gebläserahmens für ein Turbinentriebwerk mit einem Durchmesser von etwa 24 Zoll von einem Wert von etwa 0,360 Zoll auf einen Fehlerwert von etwa 0,027 Zoll herabgesetzt.

Der Modellkörper 12 aus Wachs (siehe Fig. 1) besitzt ein Paar von bogenförmig gekrümmten, im wesentlichen parallelen länglichen Haupt- oder Nabenkranzabschnitten 52 und 54, die miteinander durch eine bogenförmig gekrümmte Bahn oder einen Wandabschnitt 58 verbunden sind. Die Nabenkranzabschnitte 52 und 54 sind verhältnismäßig dick und entsprechen verhältnismäßig breiten Kreisringabschnitten 62 und 64 (Fig. 4) des Formenhohlraums 44. Andererseits ist der Wandabschnitt 58 (Fig. 1) verhältnismäßig dünn und entspricht einem verhältnismäßig engen zylindrischen Abschnitt 68 (Fig. 4) des Formenhohlraums 44. Die abzuwischenden Oberflächen 32 und 34 werden auf einem Paar bogenförmig gekrümmter Flanschteile 72 und 74 (Fig. 1) gebildet, die sich von den Nabenkranzabschnitten 52 und 54 nach außen erstrecken. Es sei bemerkt, daß, wenn die Formabschnitte 38 und 40 auf die in Fig. 4 dargestellte Weise miteinander verbunden werden, sie so aus ihrer anfänglichen, einen Abstand haltenden Stellung (wie in Fig. 3 dargestellt) auf einen Abstand gleich der radialen Dicke der Flanschteile 72 und 74 zusammengeschoben werden, so daß das keramische Material des Formabschnitts 40, das zuvor die Seiten der Flanschteile 72 und 74 überlagert, an den Formabschnitt 38 anstößt.

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Infolge der Konfiguration der Modellanordnung 10 besitzen die starren Verstärkungselemente 16 und 18 . eine längliche, bogenförmig gekrümmte Ausbildung entsprechend der bogenförmig gekrümmten Ausbildung der Nabenkranzteile 52 und 54 des Modellkörpers 12 (siehe Fig. 1 und 2). Die Verstärkungselemente 16 und 18 werden in dem Körper 12 aus Modellmaterial so angebracht, daß man sie in einer geeigneten Form anordnet, in welche dann geschmolzenes Wachs eingespritzt wird. Der Modellkörper 12 aus Wachs kann jedoch auch mit einer geeigneten Ausnehmung gebildet werden, in die ein Verstärkungselement nach Entnahme des Wachsmodells aus der Form eingebracht wird. Es sei bemerkt, daß die metallischen Verstärkungselemente 16 und 18 die Wachsmenge in den verhältnismäßig dicken Nabenkranzabschnitten 52 und des Modellkörpers 12 und somit den Grad der beim Erstarren des geschmolzenen Wachses auftretenden Schrumpfung herabsetzen.

Nachdem die Modellanordnung 10 einmal auf diese Weise gebildet ist, werden beide Enden jedes der länglichen Verstärkungselemente 16 und 18 von dem starren Metallrahmen 22 erfaßt, welcher zum Halten der Modellanordnung 10 beim Tauchen dient. Dieser Rahmen 22 (siehe Fig. 2) besitzt ein Paar starre obere Seitenteile 78 und 80, die mit entgegengesetzten Enden des sich längs erstreckenden metallischen Verstärkungselements 16 verbunden sind. Starre untere Seitenteile 84 und 86 des Rahmens 22 sind mit entgegengesetzten Enden des sich längs erstreckenden metallischen Verstärkungselements 18 verbunden, Die Seitenteile 78, 80, 84 und 86 des Rahmens 22 sind durch die starren Verstärkungselemente 16 und 18 unter Bildung einer

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festen Struktur verbunden, die ein Abbiegen des verhältnismäßig flexiblen Modellmaterials 12 während des Tauchens verhindert. Bei bestimmten Modellanordnungen mag es zweckmäßig sein, nur ein Ende jedes Verstärkungselements und nicht, wie hier beschrieben, beide Enden zu erfassen.

Die riodellanordnung 10 wird in eine Masse aus flüssigem keramischem Formmaterial eingetaucht, indem man den Handgriff 90 erfaßt und die Modellanordnung dann langsam senkrecht zu der Mittellängsachse der Verstärkungsteile 16 und 18 und parallel zu den bogenförmig gekrümmten Hauptseitenflächen des Modellkörpers 12 absenkt. Bei manchen Modellen mag es jedoch günstig erscheinen, das Modell etwa parallel zu den Längsachsen von Verstärkungselementen während des Tauchens zu bewegen.

Nachdem die Modellanordnung 10 in das flüssige keramische Formmaterial eingetaucht und wieder daraus entfernt wurde, werden die Flanschflächen 32 und 34 (Fig. 1) und die Endflächen 26 und 28 (Fig. 1 und 2) unter Entfernung des feuchten keramischen Überzugsmaterials über diesem Teil des Modells abgewischt.

Der nasse keramische Überzug wird dann getrocknet und die Modellanordnung 10 wird erneut unter Bildung einer weiteren Schicht getaucht. Das Tauchen, Wischen und Trocknen der Modellanordnung 10 wird so lange wiederholt, bis sich ein keramischer Überzug mit der gewünschten Dicke auf dem Modell aufgebaut hat. Die Modellanordnung 10 wird dann auf eine zum Schmelzen des Wachsmodells 12 ausreichende Temperatur erhitzt, wobei die Formoberflächen 46 und 48, wie in Fig. 3 gezeigt, freigelegt werden. Die erhaltenen

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Formabschnitte 38 und 40 können dann auseinandergenommen und die starren Verstärkungselemente 16 und 18 können herausgenommen werden, wobei die genauen Formoberflächen 46 und 48 intakt bleiben. Obwohl bevorzugt wiederverwendbare metallische Verstärkungselemente 16 und 18 verwendet werden, können diese doch auch aus einem geeigneten, durch Wärme zerstörbaren Material bestehen, das bei etwas höherer Temperatur als das Modellmaterial schmilzt. Auch kann das Modell durch andere Methoden als durch Erhitzen, z.B. mittels Mikrowellen, zerstört werden.

Nachdem mehrere gleiche Modelle wie das Modell 10 getaucht wurden, das verhältnismäßig flexible Modellmaterial zerstört wurde und die verhältnismäßig starren Verstärkungselemente entfernt sind, werden die erhaltenen Formabschnitte 38 und 40 zu zwei konzentrischen kreisförmigen Anordnungen, wie in Fig. 5 gezeigt, zusammengefügt. Eine geeignete Eingußanbringung, wie sie z.B. in der genannten US-Patentanmeldung 653 383 beschrieben ist, wird dann mit dem gebildeten kreisförmigen Formenhohlraum 44 verbunden, um geschmolzenes Metall während einer Gießoperation zuzuführen. Nach beendetem Gießvorgang werden die Formabschnitte 38 und 40 entfernt. Das Metall in der Eingußanbringung wird dann abgeschnitten und das in dem Formenhohlraum erhaltene Gußstück 44 ist für eine weitere Bearbeitung fertig.

Bei der in Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsform der Erfindung besitzt das Modell 10 eine solche Konfiguration, daß die Verstärkungselemente 16 und 18 längs verlaufende Stangen mit kurvenförmig gekrümmten Mittelachsen sind. Jedoch können auch andere Arten von Verstärkungselementen verwendet werden. Beispielsweise wird bei der in Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsform

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der Erfindung eine flache Metallplatte zur Verstärkung eines Paars flexibler Modelle verwendet, die auf einander gegenüberliegenden Seiten der Platte angeordnet sind.

Eine Modellanordnung 100 ist in Fig. 6 und 7 nach wiederholtem Tauchen des Modells in eine Aufschlämmung aus keramischem Formmaterial unter Bildung mehrschichtiger überzüge oder Formenabschnitte 104 und 106 auf den Körpern 108 und 110 aus flexiblem und zerstörbarem Model.lmaterial, d.h. Wachs, dargestellt. Die Modellkörper 108 und 110 sind mit einer flachen Metallplatte 114 verbunden, welche die verhältnismäßig flexiblen Modellkörper 108 und 110 verstärkt. Der Modellkörper 108 hat somit flache Seitenflächen 118 und 120, die an einer Hauptfläche 122 des Verstärkungselements 114 anliegen. In gleicher V/eise liegen flache Seitenflächen 124 und 126 des Modellkörpers 10 an einer flachen Hauptfläche 130 des Verstärkungs-.elements 114 an.

Jedesmal, wenn die Modellanordnung 100 getaucht wird, werden kleinere Seitenflächen, nämlich die Oberflächen 134 und 136 des Verstärkungselements 114 unter Entfernung des nassen Überzugs aus keramischem Formmaterial abgewischt, und ebenso wird dieses auf die in Fig. 7 dargestellte Weise von den Randteilen der flexiblen Modellkörper 108 und 110 entfernt.

Nachdem ein Überzug aus keramischem Formmaterial mit der gewünschten Dicke auf Außenflächen der Modellkörper 108 und 110 durch wiederholtes Eintauchen des Modells aufgebaut ist, wird die Modellanordnung gebrannt und die Modelle 108 und 110 werden herausgeschmolzen, wobei die Formabschnitte 104 und 106 sich von dem Verstärkungselement 114

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lösen können. Die Formabschnitte 104 und 106 werden vorzugsweise auf die in der genannten US-Anmeldung 653 383 beschriebene Weise als Abschlüsse für segmentierte Formen verwendet. Natürlich könnte ein dem Verstärkungselement 114 gleiches oder ähnliches Verstärkungselement auch als Träger für flexible Modellkörper mit vielen verschiedenen Konfigurationen verwendet werden.

Aus den vorstehenden Ausführungen ergibt sich, daß eine verbesserte Methode zur Herstellung einer keramischen Form (Fig. 5) mit einem Formenhohlraum 44, in welchem abmessungsgenau ein Gußstück gebildet wird, die Verstärkung eines verhältnismäßig flexiblen Wachsmodells mit einer der Konfiguration von Oberflächen 46 und 48 des Formenhohlraums entsprechenden Konfiguration umfaßt. Das flexible Wachsmaterial 12 wird durch verhältnismäßig starre Verstärkungselemente 16 und 18 getragen, welche verhindern, daß das Modellmaterial während des Tauchens der Modellanordnung 10 in flüssiges keramisches Formmaterial verbiegt. Zwischen einzelnen Tauchvorgängen werden Teile eines nassen Keramiküberzugs an Stellen zwischen Teilen des nassen Überzugs, die gegebenenfalls die Formabschnitte 38 und 40 bilden, weggewischt. Nach dem Trocknen des keramischen Formmaterials auf dem Modellkörper 12 wird dieser durch Erhitzen oder auf andere Weise zerstört. Die erhaltenen Formabschnitte 38 und 40 werden dann getrennt und die starren Verstärkungselemente 16 und werden unversehrt aus den Formabschnitten entfernt. Die getrennten Formabschnitte 38 und 40 werden unter Bildung eines Hohlraums 44 miteinander verbunden, in dem ein Gußstück genau gebildet wird. Bei einer spezifischen Ausführungsform werden mehrere Formabschnitte 38 und 40 zu einem Formenhohlraum verbunden, in dem dann genau ein

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Gußstück erzeugt wird. Bei einer weiteren spezifischen Ausführungsform werden mehrere Formabschnitte 38 und 40 zu einem kreisförmigen Formenhohlraum für einen Bauteil eines Turbotriebwerks, z.B. eines Gebläserahmens für ein Düsentriebwerk, verbunden.

Obwohl die Verwendung eines Paars von Verstärkungselementen 16 und 18 in Verbindung mit einem einzigen Wachsmodell 12 und die Verwendung eines einzigen Verstärkungselements 114 mit einem Paar Modellkörper 108 und 110 hier beschrieben wurde, sind doch auch andere Kombinationen von Verstärkungselementen und Modellkörpern gegebenenfalls möglich. So kann ein verhältnismäßig dünner Wachsüberzug auf einer Metallplatte als Modellanordnung zur genauen Bildung von Formoberflächen dienen. Natürlich können anstelle der zur Bildung eines kreisförmigen Formenhohlraums verwendeten keramischen Formenabschnitte 38 und 40 verstärkte Modellanordnungen gemäß der Erfindung zur Bildung von Formen mit anderen Kohlräumen mit unterschiedlichen Konfigurationen verwendet werden.

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Leerse

Claims

PatenianwcJie Dipl.-Inc;. Dipi.-CI-.em. Oipl.-lng. _ _ E. Prinz - Dr. G. Häuser - G. Leiser * / I b 1 O I ErnsbergerstrassG 19 8 München 60 TRV/ INC. 4. April 1977 231:555 Euclid Avenue Cleveland, Ohio 44114 / V.St.A. Unser Zeichen: T 2171 Pate η t ansprüche

1) Verfahren zur Herstellung mindestens eines Teils einer keramischen Form mit einem Hohlraum zur präzisen Erzeugung eines Gußstücks und einer Eingußanbringung, durch welche Material beim Gießen dieses Gußstücks in den Hohlraum einfließen kann, dadurch gekennzeichnet, daß ein Modell gebildet wird, das mindestens zum Teil eine Oberfläche des Formenhohlraums für das zn gießende Stück begrenzt, wobei das Modell aus verhältnismäßig flexiblem und zerstörbarem Modellmaterial und einem verhältnismäßig starren Verstärkungselernent hergestellt wird, daß man die Modellanordnung wiederholt in flüssiges keramisches Formmaterial unter Bildung eines Überzugs aus keramischem Formmaterial über mindestens einem Teil der Modellanordnung taucht, wobei das starre Verstärkungselement während des Tauchens ein Verbiegen des verhältnismäßig flexiblen Modellmaterials verhindert, daß man dann das Modell unter Freilegung einer Oberfläche aus keramischem Formmaterial zerstört, welche mindestens

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einen Teil der Oberfläche de Formenhohlraums bildet, in welchem das Gußstück erzeugt werden soll, und daß man dann das Verstärkungselement aus der keramischen Form entnimmt.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Modellkörper mit einem Paar voneinander im Abstand befindlichen und verhältnismäßig dicken Hauptabschnitten gebildet wird, die mindestens teilweise einem Paar voneinander im Abstand befindlichen und verhältnismäßig breiten Abschnitten des Formenhohlraums für das Gußstück entsprechen, wobei die Hauptabschnitte des Modells durch eine verhältnismäßig dünne Wand miteinander verbunden sind, die mindestens zum Teil einem verhältnismäßig engen Abschnitt des Formenhohlraums für das Gußstück entspricht, und daß ein erstes Verstärkungselement mit dem ersten der Hauptabschnitte des Modells und daß ein zweites Verstärkungselement mit dem zweiten Hauptabschnitt des Modells verbunden wird.

3) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Modellanordnung während des Tauchens mindestens zum Teil dadurch getragen wird, daß ein Endteil des ersten Verstärkungselements und ein Endteil des zweiten Verstärkungselements verbunden werden.

4) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Modell während des Tauchens mindestens zum Teil dadurch getragen wird, daß entgegengesetzte Endteile des ersten Verstärkungselements und entgegengesetzte Endteile des zweiten Verstärkungselements miteinander verbunden werden.

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5) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das erste als auch das zweite Verstärkungselement längs verlaufende Mittelachsen besitzen und daß beim Tauchen die Modellanordnung in die flüssige keramische Formmasse hinein und daraus heraus in einer Richtung bewegt wird, die quer zu den Mittelachsen des ersten und zweiten Verstärkungselements verläuft.

6) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß mindestens ein Teil des nassen keramischen Überzugs von einer Fläche auf der Modellanordnung, welche den landabschnitt des Modells begrenzt, unmittelbar nach mindestens einigen Tauchvorgängen entfernt wird.

7) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Modell mit einem Verstärkungselement mit einem Paar einander gegenüberliegender Seitenflächen hergestellt, ein erster Modellkörper mit einer ersten Seitenfläche des Verstärkungselements verbunden und ein zweiter Modellkörper mit einer zweiten Seitenfläche des Verstärkungselements verbunden wird, wobei beide Modellkörper Außenflächen haben, deren Konfiguration mindestens zum Teil Oberflächen des Formenhohlraums für das zu gießende Produkt festlegen.

8) Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

daß mindestens ein Teil des nassen keramischen Überzugsmaterials von einem Teil der Modellanordnung nach mindestens einigen Tatachvorgängen entfernt wird, daß zur Entfernung des Verstärkungselements eine Trennung eier keramischen Form an einer Stelle erfolgt, wo naßer Überzug aus Keramikmaterial sowohl auf der einen als auch auf der anderen Seite entfernt worden war.

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9) Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Verbinden des ersten und zweiten Mcdellkörpers mit dem Verstärkungselement eine Oberfläche des Verstärkungselements zwischen den Modellkörpern frei bleibt, und daß nasser Überzug aus keramischem Formmaterial von dieser Oberfläche des Verstärkungselements unmittelbar nach Durchführung mindestens einiger Tauchvorgänge weggewischt wird.

10) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Verstärkungselemente nach Zerstörung des Modellmaterials intakt aus der keramischen Form entfernt werden.

11) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modellanordnung während des Tauchens dadurch gehalten wird, daß entgegengesetzte Endteile des ersten Verstärkungselements ergriffen werden.

12) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungselemente eine längliche Form besitzen und daß beim Tauchen die Modellanordnung in die flüssige keramische Formmasse und heraus quer zu den Längsachsen der länglichen Verstärkungselemente bewegt wird.

13) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der erhaltenen keramischen Formteile unter Bildung eines größeren Formenhohlraums zusammengesetzt werden.

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14) Verfahren nach Anspruch 13> dadurch gekennzeichnet, daß jedes zur Hersteilung der einzelnen Formteile. dienende Modell während des Tauchens an den Verst&rkungselementen gehalten wird.

15) Verfahren nach Anspruch 13 zur Herstellung einer Form mit ringförmigem Hohlraumquerschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß man mehrere bogenförmig gekrümmte Modelle herstellt, die bogenförmig gekrümmte Verstärkungselemente mit etwa der gleichen Krümmung wie das Modell enthalten, und daß man die erhaltenen keramischen Formteile kreisförmig anordnet, so daß sie mindestens teilweise einen ringförmigen Hohlraum begrenzen.

16) Verfahren nach Anspruch 2 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der erhaltenen Formteile zusammengesetzt werden.

17) Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß während des Tauchens mindestens ein Endteil des Verstärkungselements zur mindestens teilweisen Halterung der Modellanordnung gehalten wird.

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