DE3131367C2 - Process and electrode for the electroforming production of form-forming metal tools - Google Patents
Process and electrode for the electroforming production of form-forming metal toolsInfo
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- DE3131367C2 DE3131367C2 DE19813131367 DE3131367A DE3131367C2 DE 3131367 C2 DE3131367 C2 DE 3131367C2 DE 19813131367 DE19813131367 DE 19813131367 DE 3131367 A DE3131367 A DE 3131367A DE 3131367 C2 DE3131367 C2 DE 3131367C2
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Abstract
Das Verfahren zur galvanoplastischen Herstellung formbildender Metallwerkzeuge besteht im folgenden: Man fördert den Elektrolytstrom in den Raum (H) zwischen dem Modell (6) und der Elektrode (1) und legt dann das Modell (6) und die Elektrode (1) an die Stromquelle, wobei eine Abscheidung des Metalls auf dem Modell (6) stattfindet. Die Abscheidung geschieht in einem stark verwirbelten Elektrolytstrom bei Reynoldschen Zahlen von ca. 1,0 10 ↑4 bis ca. 6 10 ↑4, bei einer Stromdichte an dem Modell (6) von ca. 50 bis ca 350 A/dm ↑2 und einem Wert des Abstandes (H) zwischen Modell (6) und der Elektrode (1) von ca. 10 bis ca. 100 mm.The process for the electroforming production of form-forming metal tools consists of the following: The electrolyte flow is conveyed into the space (H) between the model (6) and the electrode (1) and then the model (6) and the electrode (1) are placed on the power source , whereby a deposition of the metal takes place on the model (6). The deposition takes place in a strongly turbulent electrolyte flow with Reynolds numbers of approx. 1.0 10 ↑ 4 to approx. 6 10 ↑ 4, with a current density on the model (6) of approx. 50 to approx. 350 A / dm ↑ 2 and a value of the distance (H) between the model (6) and the electrode (1) of approx. 10 to approx. 100 mm.
Description
wert an flachen Abschnitten der Modellkathode.worth at flat sections of the model cathode.
Die höchstzulässige Stromdichte ist durch die jeweilige Elektrolyseführung begrenzt, und ihre Erhöhung führt zu Störungen der Niederschlagsstruktur, d. h. zum Ausschuß. Deshalb stellt man die Stromdichte derart ein, daß sie an hervorstehenden Abscnnitten den höchstzulässigen Wert nicht übersteigt, wodurch aber die Stromdichte an den übrigen Flächen der Modellkathode vermindert wird. Hierbei nimmt die Stromdichte in den Vertiefungen der Modellkathode noch mehr ab, was die notwendige Dauer der elektrolytischen Abscheidung einer Metallschicht erforderlicher Dicke mehrfach erhöht So dauert zum Beispiel die galvanische Herstellung einer Kupferelektrode für eine elektroerosive Maschine 400 bis 500 Stunden, je nach der Kompliziertheit der Arbeitsfläche des Modells. Bei komplizierter Form des Modells ist der Wert der Kathodenstromdichte auf 2—3 A/dm2 beschränkt Eine Erhöhung dir Stromdichte über 10 A/dm2 hinaus führt dazu, daß das Metall auf der Kathode vorzugsweise in Form von Dendriten an den hervorstehenden Abschnitten des Modells und in Form einer Schaumpulvermasse, bestehend aus kleinen, schwach untereinander verbundenen Teilchen, abscheidet The maximum permissible current density is limited by the particular electrolysis procedure, and its increase leads to disturbances of the precipitate structure, ie to rejects. The current density is therefore set in such a way that it does not exceed the maximum permissible value in the protruding sections, but this reduces the current density on the other surfaces of the model cathode. Here, the current density in the depressions of the model cathode decreases even more, which increases the necessary duration of the electrolytic deposition of a metal layer of the required thickness several times.For example, the galvanic production of a copper electrode for an electrical discharge machine takes 400 to 500 hours, depending on the complexity of the work surface of the model. If the model is complicated, the value of the cathode current density is limited to 2-3 A / dm 2. An increase in the current density above 10 A / dm 2 results in the metal on the cathode being preferably in the form of dendrites on the protruding portions of the model and deposited in the form of a foam powder mass consisting of small, weakly interconnected particles
Aus der US-PS 37 04 220 ist ein Verfahren zur galvanoplastischen Herstellung von Sieben und Wellhüllen bekannt bei dem zur Erzielung einer gleichmäßigen Dicke des elektrolytischen Niederschlages das Modell an den Minuspol der Stromquelle und eine als Drahtbündel (Bürste) ausgeführte Anode an den Pluspo) der Stromquelle angeschlossen wird. Die Abscheidung des Metalls auf dem Modell in dem Elektrolyten erfolgt bjpi Verstellung der anodisch gepolten Bürste gegenüber dem ModelLFrom US-PS 37 04 220 a method for electroforming Production of sieves and corrugated envelopes is known to achieve uniformity Thickness of the electrolytic deposit attach the model to the negative pole of the power source and one as a bundle of wires (Brush) executed anode is connected to the positive pole) of the power source. The deposition of the Metal on the model in the electrolyte is done by adjusting the anodically polarized brush the modelL
Dieses Verfahren stellt eine Abart der elektrolytischen Einreibung dar, deshalb kann es nicht effektiv zur Herstellung von Werkzeugelektroden für elektroerosive Maschinen benutzt werden, da bei dem bekannten Verfahren die elektrolytische Abscheidung in einem kleinen Volumen ohne Erneuerung des Elektrolyten erfolgt, was die Führung des Prozesses bei hohen Stromdichten erschwertThis procedure is a variant of the electrolytic rub, so it is not effective for Manufacture of tool electrodes for electrical discharge machines are used, as in the known Process where electrolytic deposition takes place in a small volume without renewing the electrolyte, which makes it difficult to manage the process at high current densities
Aus dem japanischen Patent 38-12 823 ist ein Verfahren zur galvanoplastischeh Herstellung von metallischen formbildenden Werkzeugen, zum Beispiel Kupferelektroden für elektroerosive Maschinen, bekannt bei dem ein Eiektrolytstrom durch einen engen Spalt (unter 1 mm) zwischen der profilierten und anodisch gepolten Gegenelektrode und dem kathodisch gepolten Modell durchgepumpt wird. Hierbei findet eine Abscheidung des Metalls auf dem Modell bei einer Stromdichte an diesem von 400 bis 1000 A/dm2 statt Der Abstand zwischen der Gegenelektrode und dam Modell wird durch Verstellung der Gegenelektrode auf ein von der Größe des Abstandes abhängiges Steuersignal konstant gehalten.Japanese Patent 38-12823 discloses a method for the galvanoplastic production of metal mold-forming tools, for example copper electrodes for electrical discharge machines, in which an electrolyte flow through a narrow gap (less than 1 mm) between the profiled and anodically polarized counter-electrode and the cathodic polarized model is pumped through. The metal is deposited on the model at a current density of 400 to 1000 A / dm 2. The distance between the counter-electrode and the model is kept constant by adjusting the counter-electrode to a control signal that depends on the size of the distance.
Dieses bekannte Verfahren gestattet die Erzielung einer gleichmäßigen Dicke des auf dem Modell abgeschiedenen Metalls bei hoher Leistungsfähigkeit Jedoch wird zur Durchführung desselben eine um den Wert des Elektrodenabstandes korrigierte Profilanode benötigt was einen erhöhten Arbeitsaufwand bedeutet.This known method allows the achievement of a uniform thickness of the deposited on the model Metal at high performance Electrode spacing corrected profile anode required, which means an increased workload.
Die Erfindung geht aus von einem solchen bekannten Verfahren zur galvanoplastischen Herstellung formbildender Metallwerkzeuge unter Zuführung eines Elektrolytstroms in den Spalt zwischen Modell und Gegenelektrode, und es liegt ihr die Aufgabe zugrunde, eine Senkung der Herstellungskosten der Werkzeuge sowieThe invention is based on such a known method for the electroforming production of molds Metal tools with a stream of electrolyte being fed into the gap between the model and the counter electrode, and it has the task of lowering the manufacturing costs of the tools as well
eine Verbesserung der physikalisch-mechanischen Eigenschaften und der Gleichmäßigkeit des Metallniederschlags auf der Oberfläche des Modells zu erzielen.an improvement in the physical-mechanical properties and the evenness of the metal deposit to achieve on the surface of the model.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst daß mit einem stark' verwirbelten Elektrolytstrom bei Reynoldschen Zahlen von 1,0 · ΙΟ4 bis 6 · 10*. bei kathodischen Stromdichten von 50 bis 350 A/dm2 und einem Abstand zwischen Modell und Gegenelektrode von 10 bis 100 mm gearbeitet wird.The object is achieved in that with a strongly 'swirled electrolyte flow with Reynolds numbers from 1.0 · ΙΟ 4 to 6 · 10 *. at cathodic current densities of 50 to 350 A / dm 2 and a distance between model and counter electrode of 10 to 100 mm.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine wesentliche Steigerung der Leistungsfähigkeit des Prozesses bei der Herstellung formbildender Werkzeuge mit sphärischen Flächen. Der stark verwirbelte Elektrolytstrom mit Reynoldschen Zahlen von 1,0 · 104 bis 6 · 104 gestattet die hohen Stromdichten von 50 bis 350 A/dm2 am ModelL Die Grenzen des Bereiches der Reynoldschen Zahlen des Elektrolytstroms ergeben sich daraus, daß bei Re-Zahlen unter 1,0 · 104 und hohen Stromdichten ab ca. 50 A/dm die hergestellte Metallschicht nicht die nötige Qualität hat insbesondere keine porenfreie, feinkristalline und gleichmäßige Struktur, und daß bei Reynoldschen Zahlen über 6 - 104 bei Einhaltung des vorgegebenen Größenbereiches für den Abstand H zwischen dem Modell und der Gegenelektrode wegen der im großen Spalt entstehenden verschiedenen hydrodynamischen Erscheinungen eine ungleichmäßige Metallschicht erhalten wird.The method according to the invention enables a significant increase in the efficiency of the process in the manufacture of mold-forming tools with spherical surfaces. The strongly swirled electrolyte flow with Reynolds numbers from 1.0 · 10 4 to 6 · 10 4 allows the high current densities of 50 to 350 A / dm 2 on the model. Numbers below 1.0 · 10 4 and high current densities from approx. 50 A / dm the produced metal layer does not have the necessary quality, in particular no pore-free, finely crystalline and uniform structure, and that with Reynolds numbers above 6-10 4 if the specified size range is adhered to a non-uniform metal layer is obtained for the distance H between the model and the counter electrode because of the various hydrodynamic phenomena occurring in the large gap.
Bei anodischer Polung des Modells ist es zweckmäßig, den Abstand zwischen dem Modell und der Gegenelektrode 3- bis lOmal zu vermindern. Dies führt zu einer Vergleichsmißigung der Dicke der auf dem Modell abgeschiedenen Metallschicht und beseitigt das Dendritenwachstum. Eine Verminderung des Abstandes um weniger als das 3fache bewirkt eine nur schwache Vergleichmäßigung der Dicke der abgeschiedenen Metallschicht und beseitigt nicht das Dendritenwachstum. Eine Verminderung des Abstands von mehr als um das lOfache führt zur Entstehung von Kurzschlüssen und Betriebsstörungen. With anodic polarity of the model, it is useful to measure the distance between the model and the counter electrode Reduce 3 to 10 times. This leads to a Comparison of the thickness of the metal layer deposited on the model and eliminates the dendrite growth. A reduction in the distance by less than 3 times results in only a weak equalization the thickness of the deposited metal layer and does not eliminate dendrite growth. One Reduction of the distance by more than ten times leads to the occurrence of short circuits and malfunctions.
Bei einer Verminderung des Abstandes zwischen dem Modell und der Gegenelektrode ist es ratsam, die Elektrolytförderung zu unterbrechen, weil dies eine Vergrößerung der Dicke der Diffusionsschicht des Elektrolyten auf der Modeiloberfläche bewirkt was wiederum zu einer Erhöhung der selektiven Losungsfähigkeit der Dendriten auf der Oberfläche des Modells führt und den Effekt des Dickenausgleichs der auf dem Modell abgeschiedenen Metallschicht verstärktIf the distance between the model and the counter electrode is reduced, it is advisable to stop the electrolyte pumping interrupt because this increases the thickness of the diffusion layer of the electrolyte on the model surface, which in turn leads to an increase in the selective solvency of the Dendrites on the surface of the model and the The effect of equalizing the thickness of the metal layer deposited on the model is reinforced
Vorteilhaft ist die Verwendung einer Elektrode in so Form von Röhren .und ein minimaler Abstand zwischen den Wänden der Rohren gemäß der UngleichungIt is advantageous to use an electrode in the form of tubes. And a minimal distance between the walls of the pipes according to the inequality
Hierin bedeuten:Herein mean:
a — minimaler Abstand zwischen den Wänden der Röhren,
D — Au Bendurchmesser der Röhren. a - minimum distance between the walls of the tubes,
D - Outside diameter of the tubes.
Die Röhren werden bis zur Berührung mit der Bearbeuungsfläche des Modells abgesenkt und fixiert, und die fixierten Röhren werden dann um den Wert des Abstandes zwischen dem Modell und der Gegenelektrode angehoben, den man gemäß der Ungleichung H> 2a ermittelt worin H der Abstand zwischen dem Modell und der Elektrode und a der minimale AbstandThe tubes are lowered and fixed until they touch the machining surface of the model, and the fixed tubes are then raised by the value of the distance between the model and the counter electrode, which is determined according to the inequality H> 2a, where H is the distance between the model and the electrode and a is the minimum distance
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zwischen den Wänden der Hohlröhren ist Dann wird schicht erfolgt in einem stark verwirbelten Elektrolyt-between the walls of the hollow tubes is then a layer is carried out in a strongly swirled electrolyte
der Elektrolytstrom durch die Röhren in den Spalt zwi- strom bei Reynoldschen Zahlen Ae=25 000 und einerthe electrolyte flow through the tubes into the gap intermediate flow with Reynolds numbers Ae = 25,000 and one
sehen dem Modell und der Gegenelektrode zugeführt Stromdichte an dem Modell 6 von 100 A/dm2. Dabeisee the model and the counter electrode supplied current density on the model 6 of 100 A / dm 2 . Included
und über die Spalte zwischen den Wänden der Röhren wird eine Kupferabscheidungsgeschwindigkeit vonand across the gaps between the walls of the tubes, a copper deposition rate of
und den Spalt am Umfang der Bearbeitungsfläche des 5 0,4 mm/h erzielt, was 6- bis lOmal mehr als bei der elek-and the gap on the circumference of the processing surface of the 5 0.4 mm / h is achieved, which is 6 to 10 times more than with the elec-
Modells abgeführt trolytischen Abscheidung in einem galvanischen Bad ist.The model is drained trolytic deposition in an electroplating bath.
Eine aus Röhren bestehende Gegenelektrode wirkt Zum Ausgleichen der Dicke der Kupferschicht 7 undA counter electrode consisting of tubes acts to equalize the thickness of the copper layer 7 and
wegen der Glättungswirkung des Elektrolyten wie eine zur Beseitigung des Dendritenwachstums verringertdecreased because of the smoothing effect of the electrolyte as one to eliminate the dendrite growth
massive Elektrode, so daß sich eine gleichmäßige Stärke man, wie in den Diagrammen gemäß Fig. 2 gezeigt,massive electrode, so that a uniform thickness, as shown in the diagrams according to FIG. 2,
des elektrischen Feldes auf der Modelloberfläche und to periodisch und kurzdauernd den Abstand H zwischenof the electric field on the model surface and to periodically and briefly the distance H between
im Ergebnis eine Erhöhung der Gleichmäßigkeit der dem Modell 6 und der Gegenelektrode 1 auf ein Fünftelas a result, the uniformity of the model 6 and the counter electrode 1 is increased to one fifth
abgeschiedenen Metallschicht ergibt bei gleichzeitiger Umpolung von Modell 6 und Gegen-deposited metal layer results with simultaneous polarity reversal of model 6 and opposite
Die Zuführung des Elektrolyten durch die Röhren elektrode 1 sowie Unterbrechung der Elektrolytförde-The supply of the electrolyte through the tubular electrode 1 and interruption of the electrolyte feed
und seine Ableitung über die Spalte zwischen den Wan- rung. Der Verlauf des Stroms / über der Zeit τ ergibtand its derivation via the gaps between the currents. The course of the current / over time τ gives
den der Röhren vermeidet die Bildung von Stauungszo- 15 sich aus F i g. 2, der Abstand //im Spalt aus F i g. 2a undthat of the tubes avoids the formation of congestion zones from FIG. 2, the distance // in the gap from F i g. 2a and
nen an den Ecken des Modells und bewirkt eine gleich- der Elektrolytdurchsatz aus F i g. 2b. Dabei ist T dienen at the corners of the model and causes an equal- the electrolyte throughput from FIG. 2 B. Where T is the
mäßige Verwirbelung des Elektrolyten auf der Arbeits- Dauer eines vollen Zyklus (Periode), η die Dauer einesmoderate swirling of the electrolyte on the working duration of a full cycle (period), η the duration of a
fläche des Modells. Hinstromimpulses, Ti die Dauer eines Rückstromimpul-area of the model. Outward current pulse, Ti is the duration of a return current pulse
Um eine möglichst große Zahl von Röhren innerhalb ses, Hmvt der maximale Abstand zwischen Modell 6 undIn order to ses as large a number of tubes as possible, H mvt the maximum distance between model 6 and
des vorgegebenen Grundrisses unterzubringen, sind 20 Gegenelektrode 1 (10 mm), Hm„ der minimale Abstandof the given floor plan are 20 counter-electrode 1 (10 mm), Hm " the minimum distance
diese zweckmäßigerweise derart angeordnet daß die zwischen Modell 6 und Gegenelektrode 1 (2 mm).this is expediently arranged in such a way that the between model 6 and counter electrode 1 (2 mm).
Achsen jeweils drei aneinander anliegender Röhren in Während der Dauer T\ des Hinstromimpulses findetAxes three adjacent tubes in each case during the duration T \ of the outward current pulse
der Projektion auf die zu diesen Achsen senkrechte beim Abstand H1711x die Abscheidung des Metalls aufthe projection onto the perpendicular to these axes at the distance H 1711x shows the deposition of the metal
Ebene Spitzen eines gleichseitigen Dreiecks bilden. Die- dem Modell 6 in dem Elektrolytstrom statt; während derForm flat points of an equilateral triangle. The model 6 takes place in the electrolyte stream; during the
se Anordnung der Hohlröhren begünstigt ebenfalls eine 25 Dauer η des Rückstromimpulses findet beim AbstandThis arrangement of the hollow tubes also favors a duration η of the return current pulse at the distance
gleichmäßigere Stärke des elektrischen Feldes auf der HWi„ eine selektive Auflösung der Dendriten auf demmore uniform strength of the electric field on the H W i " a selective dissolution of the dendrites on the
Modelloberfläche und die Verhinderung von Stauungs- Modell stattModel surface and the prevention of congestion model in place
zonen, was die Gewinnung einer gleichmäßigeren Dicke Die Unterbrechung der Elektrolytförderung währendzones, which means gaining a more uniform thickness The interruption of the electrolyte delivery during
der abgeschiedenen Metallschicht ermöglicht des Rückstromimpulses trägt zur selektiven AuflösungThe deposited metal layer enables the reverse current pulse contributes to the selective dissolution
Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschrei- 30 der Dendriten bei, besonders auf Modellen mit feinemThe invention is illustrated below by the description of the dendrites, particularly on models with fine
bung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnun- Profil, weil hierbei die Dicke der Diffusionsschicht inExercise of exemplary embodiments on the basis of the drawing, because here the thickness of the diffusion layer in
gen weiter erläutert Es zeigt den Vertiefungen vergrößert wird. Die Gleichmäßigkeitgen further explained It shows the indentations being enlarged. The evenness
F i g. 1 schematisch einen Teil einer Maschine zur gal- der Abscheidung bzw. der Auflösung des Metalls bei derF i g. 1 schematically part of a machine for the separation or the dissolution of the metal in the case of the
vanoplastischen Herstellung formbildender Metall- Elektrolyse steht in direkter Abhängigkeit von demvanoplastic production of shape-forming metal electrolysis is directly dependent on the
werkzeuge für die Elektroerosionsbearbeitung im Be- 35 Wert des Abstandes H zwischen dem Modell 6 und derTools for electrical discharge machining in the 35 value of the distance H between the model 6 and the
reich von Modell und Gegenelektrode, Gegenelektrode 1, wodurch sich die selektive Auflösungrich in model and counter-electrode, counter-electrode 1, thereby increasing the selective resolution
F i g. 2 den Verlauf des Stromes (I) über der Zeit (r), der Dendrite während des Rückstromimpulses erklärenF i g. 2 explain the course of the current (I) over time (r), the dendrites during the return current pulse
F i g. 2a den Abstand (H) zwischen dem Modell und läßt Neben der Beseitigung des Dendritwachstums finder Gegenelektrode über der Zeit (r), det ein Ausgleich der Dicke der abgeschiedenen Kup-F i g. 2a shows the distance (H) between the model and, in addition to eliminating dendrite growth, finds the counter electrode over time (r), compensating for the thickness of the deposited copper
Fig.2b die Eiektrolytzufuhr zum Raum zwischen 40 ferschicht7stattFIG. 2b shows the electrolyte supply to the space between 40 layers
dem Modell und der Gegenelektrode über der Zeit (r), Die Dauer Τ\ des Hinstromimpulses betrug 60 Sekun-the model and the counter electrode over time (r), the duration Τ \ of the forward pulse was 60 seconds
F i g. 3 schematisch einen Teil einer Maschine zur gal- den und die Dauer n des Rückstromimpulses 10 Sekun-F i g. 3 schematically a part of a machine for galling and the duration n of the return current pulse 10 seconds
vanoplastischen Herstellung formbildender Metall- den.vanoplastic production of shape-forming metal ends.
werkzeuge für die eiektroerosive Bearbeitung bei einer In einem anderen Einsatzfall erfolgte die Abschei-tools for electrical discharge machining in the case of a
anderen Ausführung der Gegenelektrode, 45 dung der Kupferschicht 7 in einem stark verwirbeltenAnother embodiment of the counter electrode, 45 formation of the copper layer 7 in a strongly swirled
F i g. 4 den Querschnitt nach Linie IV-IV in F i g. 3. Elektrolytstrom der Reynoldschen Zahl Ke=50 000 beiF i g. 4 shows the cross section along line IV-IV in FIG. 3. Electrolyte current with Reynolds number Ke = 50,000
F i g. 1 zeigt die glavanoplastische Herstellung einer einer Stromdichte an dem Modell von 200 A/dm2. Die
Kupferwerkzeugelektrode für die eiektroerosive Bear- Kupferabscheidungsgeschwindigkeit betrug 0,6 mm/h,
beitung eines Preßwerkzeugs für Glasvasen. Hierzu ist Die Abscheidung des Kupfers während T\ erfolgte bei
auf einem Model! 6 eine Kupferschicht 7 abzuscheiden, so einem Abstand Hmax= 10 mm zwischen dem Modell und
Diesem gegenüber ist eine Gegenelektrode 1 aus nicht- der Gegenelektrode und die Dendritenbeseitigung währostendem
Stahl angeordnet welche über eine Strom- rend Tz bei einem Abstand Hmm=2 mm und bei Unterzuleitung
2 an den Pluspol einer Stromquelle ange- brechung der Elektrolytförderung,
schlossen ist Die Stromzuleitung 2 ist in einem Gehäuse F i g. 3 zeigt die galvanoplastische Herstellung einer
3 untergebracht das sie vor Einwirkung des Elektroly- 55 Kupferwerkzeugelektrode für die eiektroerosive Bearten
in der Zone, wo Oxydationsvorgänge stattfinden, beitung eines Preßwerkzeugs für Elektrorasiergehäuse.
schützt Ein Kunststoffdeckel 4 drückt die Gegenelek- Hier ist die Gegenelektrode eine Vielzahl von in einem
trode 1 an die Stromzuleitung 2. Titanhohlkörper 8 eingefaßten Kupferröhren 9. Der mi-F i g. 1 shows the glavanoplastic production of a current density on the model of 200 A / dm 2 . The copper tool electrode for the electrical discharge machining copper deposition rate was 0.6 mm / h, using a press tool for glass vases. The deposition of the copper during T \ took place on a model! 6 to deposit a copper layer 7, so a distance H max = 10 mm between the model and this opposite is a counter electrode 1 made of non-rusting steel and the dendrite removal is arranged over a stream Tz at a distance H mm = 2 mm and in the case of sub-line 2 to the positive pole of a power source, the electrolyte feed is interrupted,
The power supply line 2 is in a housing F i g. 3 shows the electroforming production of a 3 housed before the action of the electrolyte. 55 Copper tool electrode for electroerosive machining in the zone where oxidation processes take place. A plastic cover 4 presses the counterelectrode. Here the counterelectrode is a multitude of copper tubes 9 enclosed in a trode 1 to the power supply line 2. Titanium hollow body 8.
Die Gegenelektrode 1 ist von kovexer Schalenform, nimale Abstand zwischen den Wänden der Röhren 9The counter electrode 1 is of a covex shell shape, with a minimum distance between the walls of the tubes 9
in deren Fläche Öffnungen für die Zufuhr eines Sulfat- 60 . , .„ , TI , . , „ „^ D „„„,-. u „,„u - n in their surface openings for the supply of a sulphate 60. ,. ", TI,. , "" ^ D """, -. u "," u - n
elektroden ausgeführt sind. Das Modell 6 des Preß- Wlrd Semaß der Ung'elchung «*T «ewahlt wobel D electrodes are executed. The model 6 of the Preß- Wlrd S emaß der Un g ' elchun g «* T« ewahlt wobel D
Werkzeugs für eine Glasvase ist an den Minuspol der der Röhrenaußendurchmesser istThe tool for a glass vase is connected to the negative pole, which is the outside diameter of the tube
Stromquelle angeschlossen. Der Spalt zwischen der Ge- Der Hohlkörper 8 ist an dem Pluspol der StromquellePower source connected. The gap between the ge The hollow body 8 is at the positive pole of the power source
genelektrode 1 und dem Modell hat eine Höhe angeschlossen und dient als Stromzuleitung für die Röh-gene electrode 1 and the model has a height connected and serves as a power supply for the Röh-
H= 15 mm. 65 ren 9. Das Modell tO ist an den Minuspol der Stromquel- H = 15 mm. 65 ren 9. The model tO is connected to the negative pole of the power source
Der Elektrolyt strömt in Richtung der Pfeile durch die Ie angeschlossen und auf dem Kunststofftisch 11 derThe electrolyte flows in the direction of the arrows through the Ie connected and on the plastic table 11 of the
öffnungen in den Raum H zwischen dem Modell 6 und elektrochemischen Maschine befestigtOpenings fixed in space H between the model 6 and electrochemical machine
der Gegenelektrode 1. Die Abscheidung der Kupfer- Die Röhren werden bis zur Berührung mit der Bear-of the counter electrode 1. The deposition of the copper The tubes are kept up to the point of contact with the machining
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beitungsfläche des Modells gesenkt und in dem Hohlkörper 8 auf beliebige bekannte Art fixiert. Dann werden die fixierten Röhren 9 über dem Modell 10 um den Abstand H angehoben. Der Abstand H ist gemäß der Ungleichung //>2a gewählt, d. h., er darf nicht kleiner als der Röhrenaußendurchmesser sein.Processing surface of the model lowered and fixed in the hollow body 8 in any known manner. Then the fixed tubes 9 are raised above the model 10 by the distance H. The distance H is selected according to the inequality //> 2a, ie it must not be smaller than the outer diameter of the tube.
In den Hohlkörper 8 wird Elektrolyt gefördert, der durch die Röhren 9 in den Spalt //gelangt und über die Räume zwischen den Außenflächen der Röhren und den Umfang der Bearbeitungsfläche des Modells 10 abgeleitet wird. Dabei geschieht die Abscheidung des Kupfers auf dem Modell 10 in einem stark verwirbelten Elektrolytstrom bei Reynoldschen Zahlen von I1O-IO4 bis 6 · 104, bei Stromdichten an dem Modell von 50 bis 350 A/dm2 und einem Abstand //zwischen dem Modell und der Gegenelektrode von 10 bis 100 mm.Electrolyte is conveyed into the hollow body 8, which passes through the tubes 9 into the gap // and is discharged via the spaces between the outer surfaces of the tubes and the circumference of the machining surface of the model 10. The deposition of the copper on the model 10 is done in a highly turbulent flow of electrolyte at Reynolds numbers from I 1 O-IO 4 to 6 x 10 4, at current densities in the model of 50 to 350 A / dm 2 and a distance // between the model and the counter electrode from 10 to 100 mm.
Die aus einer Vielzahl von Röhren bestehende Gegenelektrode wirkt wie eine massive Elektrode mit teilweise profilierter Arbeitsfläche, was eine gleichmäßige Stärke des elektrischen Feldes an der Oberfläche des Modells 10, die Beseitigung von Dendriten und die Erhöhung der Gleichmäßigkeit der Dicke der abgeschiedenen Schicht gewährleistet. Die Zufuhr des Elektrolyten durch die Röhren 9 und seine Ableitung über die Räume zwischen diesen gestattet die Beseitigung von Stauungszonen an den Ecken des Modells und eine gleichmäßige Verwirbelung des Elektrolyten auf der Oberfläche des Modells 10. Die Zahl der Röhren 9 wählt man maximal in dem vorgegebenen Grundriß des Modells; hierzu ordnet man diese derart an, daß die Achsen von jeweils drei benachbarten Röhren in der Projektion auf die zu diesen Achsen senkrechte Ebene Spitzen eines gleichseitigen Dreiecks bilden.The counter electrode, which consists of a large number of tubes, acts like a solid electrode with partially profiled work surface, which ensures a uniform strength of the electric field on the surface of the Model 10, the elimination of dendrites and increasing the uniformity of the thickness of the deposited Layer guaranteed. The supply of the electrolyte through the tubes 9 and its discharge via the Spaces between these allow the elimination of congestion zones at the corners of the model and one uniform swirling of the electrolyte on the surface of the model 10. The number of tubes 9 selects one maximally in the given plan of the model; this is arranged in such a way that the axes of three adjacent tubes in the projection onto the plane perpendicular to these axes, tips of one Form equilateral triangle.
Im genannten Fall der Herstellung einer Werkzeugelektrode für die elektroerosive Bearbeitung eines Preßwerkzeugs für ein Elektrorasierergehäuse wurde eine Gegenelektrode aus in einem Abstand von 3 mm voneinander angeordneten Kupferröhren 6x1 mm verwendet. Die Bearbeitungsfläche des Modells beträgt 1 dm2, die Fläche seiner Projektion auf die zur Modellachse senkrechte Ebene beträgt 0,3 dm2, der Formschwierigkeitsfaktor, ausgedrückt durch die Beziehung der Tiefe zur Breite, beträgt 1 bis 1,5, der minimale Krümmungshalbmesser der Oberfläche beträgt 3 mm. Die Abscheidungszeit einer Kupferschicht von 1 bis 3 mm beträgt 16 Stunden, und zwar bei einer Stromdichte an dem Modell von 50 A/dm2, bei Reynoldschen Zahlen des Eiektrolytstromes Äe=5 ■ 104 und bei einem Abstand H zwischen dem Modell und der Gegenelektrode von 10 mm. 'In the case mentioned of the production of a tool electrode for the electrical discharge machining of a press tool for an electric razor housing, a counter electrode made of copper tubes 6x1 mm arranged at a distance of 3 mm from one another was used. The working area of the model is 1 dm 2 , the area of its projection on the plane perpendicular to the model axis is 0.3 dm 2 , the form difficulty factor, expressed by the relationship between depth and width, is 1 to 1.5, the minimum radius of curvature of the surface is 3 mm. The deposition time of a copper layer of 1 to 3 mm is 16 hours, namely with a current density on the model of 50 A / dm 2 , with Reynolds numbers of the electrolyte current Äe = 5 · 10 4 and with a distance H between the model and the counter electrode of 10 mm. '
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
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Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19813131367 DE3131367C2 (en) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | Process and electrode for the electroforming production of form-forming metal tools |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19813131367 DE3131367C2 (en) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | Process and electrode for the electroforming production of form-forming metal tools |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3131367A1 DE3131367A1 (en) | 1983-02-24 |
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Family
ID=6138859
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19813131367 Expired DE3131367C2 (en) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | Process and electrode for the electroforming production of form-forming metal tools |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3131367C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4442961A1 (en) * | 1994-12-02 | 1996-06-05 | Fraunhofer Ges Forschung | Forming three=dimensional component by electrolytic deposition |
-
1981
- 1981-08-07 DE DE19813131367 patent/DE3131367C2/en not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
NICHTS-ERMITTELT |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4442961A1 (en) * | 1994-12-02 | 1996-06-05 | Fraunhofer Ges Forschung | Forming three=dimensional component by electrolytic deposition |
DE4442961C2 (en) * | 1994-12-02 | 1998-07-02 | Fraunhofer Ges Forschung | Process for the production of components by electrochemical deposition |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3131367A1 (en) | 1983-02-24 |
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