DE3517494A1 - Verfahren zum konturnahen isostatpressen - Google Patents
Verfahren zum konturnahen isostatpressenInfo
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Classifications
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- B30B11/001—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a flexible element, e.g. diaphragm, urged by fluid pressure; Isostatic presses
-
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Description
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum konturnahen Isostatpressen bei der Herstellung von Formteilen
aus Pulvern.
Aus der DE-OS 33 28 954 ist ein Verfahren zur Herstellung
von Formteilen durch kaltisostatisches Pressen bekannt mit einer dünnwandigen elastischen Hülle die
mit pulverförmigem Formmaterial gefüllt und verschlossen
und anschließend einem Preßdruck ausgesetzt wird. Die Form ist in einer äußeren zweiteiligen Stützform
gehalten, damit diese leicht auseinandernehmbar ist. Sowohl die äußere Stützform als auch die Hülle muß
unter Unterdruck gesetzt werden.
Das Verfahren weist eine Reihe von Vorteilen für die Serienfertigung insbesondere von Großserien auf.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Herstellverfahren zum konturnahen Kaltisostatpressen anzugeben, mit
dem auch kleine Stückzahlen kostengünstig hergestellt werden. Außerdem soll eine hoheFormtreue des herzustellenden
Teils gewährleistet sein.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere Merkmale der Erfindung sind in
den Unteransprüchen, der Beschreibung und Zeichnung eines Ausführungsbeispiels beschrieben bzw. dargestellt.
Abwandlungen dieser Ausführungsbeispiele können vorgenommen werden ohne hierdurch den Rahmen der
Erfindung zu verlassen. Hierzu zählen auch Kombinationen einzelner Merkmale der Erfindung sowohl untereinander
als auch mit an sich bekannten Merkmalen. Die Vorteile der Erfindung sind vielfältig:
Das erfindungsgemäße Verfahren ergibt formtreue Bauteile auch komplizierter Form (z.B. mit Hinterschneidungen).
Es ermöglicht ein zeitsparendes und einfaches Herstellen, Die Vorrichtung kommt ohne zweiteilige
Stützform aus. Ein Evakuieren ist nicht nötig. Das Füllen von Form und Behälter erfolgt gleichzeitig. Das
Pulver kann leicht eingeschüttet und das Formteil leicht aus dem Behälter entfernt werden.
Bei der Erfindung wird die Formgenauigkeit mit Hilfe
der äußeren Pulverschüttung erreicht, welche in den Behälter eingeführt wird. Wählt man dieses so, daß seine
Eigenschaften gleich oder gleichartig denjenigen des Presspulvers für den Formkörper sind, so können Verwechslungen
oder unterschiedliche Behandlungsmöglichkeiten entfallen. Das neue Verfahren gewährleistet
hohe Genauigkeit dadurch, daß das Pulver beim langsamen schichtweisen Einfüllen z.B. durch Schütten schon
verdichtet werden kann, z.B. auf der Platte eines Rüttlers. Dadurch liegt an der Innenwand sowie an der Außenwand
der Gummiform stets der gleiche Druck an so daß keine Formänderungen möglich sind. Die Wahl des
Pulvermaterials kann nahezu beliebig erfolgen, insbesondere können Metalle, Metallegierungen, Gläser, Keramiken
oder Kombinationen hiervon verwendet werden. Als Preßmittel kann auch eine Flüssigkeit wie z.B.
ein Hydrauliköl verwendet werden um von außen auf die Form einzuwirken (isostatisch). Obwohl im Ausführungsbeispiel
ein Rotationskörper, wie Rotor einer Turbomaschine, dargestellt ist, bei dem in vorteilhafter Weise
auch zugleich Schaufeln angepresst werden, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt, sondern hat auch
bei anderen unregelmäßig geformten Körpern gute Anwendungen, da die lose Pulverschüttung des Behälters
kein Hindernis beim Entformen nach dem Kaltisostatpressen darstellt.
Die beigefügte Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit dem Formkörper 1, hier Rotor,
einem Zentrierring 2 als Stützeinrichtung oder Distanzhalter zwischen dem Formkörper 1 und dem Behälter 3,
an dem die Stützeinrichtung gut lösbar befestigt ist. Der Distanzhalter kann auch aus einem Stützgerüst einzelner
Elemente wie z.B. Drähte zusammengesetzt sein. Die Einzelelemente wie Drähte können auch stellenweise,
wie gewünscht, an gefährdeten Stellen der Form, verstärkt werden. Die Hülle 7 besteht aus einem sehr
dünnen elastischen Werkstoff der den Formkörper — hier dessen äußere Oberfläche welche dem Behälterhohlraum
zugekehrt ist — eng anliegend umgibt Im Beispiel hat sich eine Gummiform oder -hülle bewährt,
deren Dicke im mm-Bereich und darunter liegt, auch ähnlich geeignete dünne und dichte elastomere oder
andere Kunststoffe sind anwendbar. Die Hülle wird vor dem Einbringen in den Behälter z.B. im Blasverfahren
oder ähnlichem bekannten und geeigneten Gummiverformungsverfahren
mit Hilfe eines Modells hergestellt.
Das Pulver welches in die Hülle 7 zur Herstellung des Körpers 1 eingefüllt wird, soll gleich oder gleichartig
hinsichtlich der Eigenschaften wie Fließeigenschaften bzw. Preßeigenschaften sein, mit dem Pulver, das in den
Behälter 3 eingefüllt wird, insbesondere das Pulver 4. Beide Pulver werden beim Ausführungsbeispiel (vergl.
die Zeichnung) von oben gleichmäßig, vorzugsweise kontinuierlich eingefüllt. Das Füllen beginnt schrittweise
bzw. schichtweise von unten nach oben, ausgehend vom Bodenbereich 5 des Behälters 3,wo das Pulver 4
noch relativ locker ist, während es eingefüllt wird. Gleichzeitig wird es durch den Rüttler 6 auf dessen
Platte es abgestellt ist, auf einen gewünschten Grad verdichtet. Idealerweise liegt dieser Verdichtungsgrad bereits
hoch (ä 85%), um das Pressen zu vereinfachen und zu verkürzen. Der eigentliche isostatische Preßvorgang
erfolgt in bekannter Weise, wie auch beim Pressen von Keramikpulvern wie z.B. Siliziumkarbid, Siliziumnitrid,
Aluminiumoxid, Glas, Glaskeramiken, Metallen und Metallegierungen bereits beschrieben. Die Ausführung
des isostatischen Pressens erfolgt im übrigen zu den gleichen Bedingungen und in gleichem Ablauf wie in der
DE-PS 33 28 954 erwähnt.
Auch der Behälter, seine Evakuierung bzw. sein unter Druck setzen sowie die Gummiform können gleich sein.
Abwandlungen sind jedoch möglich. So kann z.B. der kaltisostatisch aufgebrachte Preßdruck in weiten Grenzen
zwischen etwa 500 bis 6000 bar variieren. Anstelle des gas- und flüssigkeitsdichten äußeren Behälters
(Druckbehälters) kann auch ein in einer kaltisostatischen Presse eingebautes Teil diesen äußeren Behälter
oder die äußere Form (porös) wenigtens teilweise bilden. Wichtig ist dessen leichte Entfernbarkeit (zur Entformung).
Gewünschtenfalls kann sich auch eine mechanische und/oder thermischeNachbehandlung oder -bearbeitung,
wie heißisostatisches Pressen (HIP), Kalibrierung oder sonstige Feinbearbeitung, Oberflächenvergütung,
-beschichtung und/oder Endformherstellung (z.B. 100% Dichte) bzw. Finish an das kaltisostatische Pressen (CIP)
anschließen, je nach Verwendungszweck des Endprodukts.
Die Anwendung ist nicht auf die gegebenen Beispiele beschränkt.
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Claims (10)
1. Verfahren zum konturnahen Isostatpressen von Pulver zu Formteilen, das in eine dünnwandige elastische
Form eingefüllt und gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Form in einen äußeren
Behälter eingebracht und darin abgestützt wird, dann schrittweise bzw. schichtweise Behälter und
Form mit gleichem oder gleichartigem Material gleichmäßig, vorzugsweise kontinuierlich gefüllt to
und danach einem kaltisostatischen Preßdruck ausgesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form und/oder der Behälter während
des Kaltisostatischen Pressens gasdicht abgeschlossen sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß Form und/oder Behälter vor dem Pressen, vorzugsweise während des Pulvereinfüllens
evakuiert werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß während des
Einfüllens, vorzugsweise durch schichtweises Aufschütten, auf dem Boden von Form und Behälter
das Pulver verdichtet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Behälter auf einem Rüttler abgesetzt, abgestellt bzw. in Wirkkontakt gebracht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des in den Behälter einzufüllenden
Pulvers eine Hydraulik-Flüssigkeit insbesondere ein Öl eingefüllt wird.
7. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung von Metall-ZGIas-ZKeramikpulver-Formkörpern
einzeln oder in Kombination miteinander.
8. Anwendung eines Verfahrens nach Anspruch 1
bis 7 zur Herstellung von Rotationskörpern wie Rotoren von Strömungsmaschinen.
9. Vorrichtung zur Anwendung eines Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Behälter in dem die
Form mittels Stützen festgehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen im Behälter für die
Halterung der Form als Zentriermittel ausgeführt sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zentriermittel verstärkte Stützen aufweisen um die Form, insbesondere an einfall-
oder ausbauchgefährdeten Stellen in vorgegebener Distanz zum Behälter zu halten.
Priority Applications (1)
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3517494A1 true DE3517494A1 (de) | 1986-11-20 |
| DE3517494C2 DE3517494C2 (de) | 1987-04-16 |
Family
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Family Applications (1)
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| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3517494A1 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0296099A1 (de) * | 1987-06-17 | 1988-12-21 | Schweizerische Eidgenossenschaft vertreten durch die Eidg. Munitionsfabrik Thun der Gruppe für Rüstungsdienste | Verfahren zum quasi-isostatischen Pressen von Präzisionssprengladungen sowie Vorrichtung zu deren Herstellung und Anwendung des Verfahrens |
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| DE2200066A1 (de) * | 1971-03-01 | 1972-09-14 | Crucible Inc | Verfahren zum Herstellen von metallkeramischen Gegenstaenden |
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1985
- 1985-05-15 DE DE19853517494 patent/DE3517494A1/de active Granted
Patent Citations (1)
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| US5314646A (en) * | 1990-04-20 | 1994-05-24 | Hutschenreuther Ag | Method for the production of a ceramic moulding |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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