DE69327714T2

DE69327714T2 - Feingiessverfahren zur Herstellung von Gussstücken

Info

Publication number: DE69327714T2
Application number: DE69327714T
Authority: DE
Inventors: Juan De Antonio Gonalons; Ricardo Insausti Martinez De Lahidalga
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-04-13
Filing date: 1993-04-13
Publication date: 2001-02-22
Anticipated expiration: 2013-04-14
Also published as: ES2142855T3; ES2142855T4; EP0625386A1; EP0625386B1; DE69327714D1; JPH071075A; GR3033304T3; US5494096A; JP3937460B2; ATE189143T1; DK0625386T3; PT625386E

Description

Die Erfindung betrifft ein Feingiessverfahren zur Herstellung von Gussstücken mittels Anfertigung einer Wachsscshmelzkeramikform, das mit dieser Wachsschmelzform durchgeführt wird.

VORGESCHICHTE DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung enthält wesentliche Verbesserungen des Feingiessverfahrens in Wachsschmelzformen, die in einer "Wachsschmelzform" und einer "Provisorischen, durch Einfrierung einer Flüssigkeit in einer elastischen Form erhaltenen Form" bestehen. Beide Verfahren ermöglichen die Herstellung von Gussteilen hervorragender Qualität. Jedes der beiden Verfahren weist jedoch eine Reihe von Nachteilen auf.
a) Die hauptsächlichen Probleme des Verfahrens treten bei der Verarbeitung und Handhabung des für die Gussform verwendeten Wachses auf.
1) Die hohen Werkzeugkosten für die Wachseinspritzung, die dazu führen, dass das Verfahren nur bei der Herstellung von grossen Teilserien rentabel ist.
2) Die komplizierte Handhabung der Wachsformen, die bei der Vorbereitung von Gruppen bzw. Mehrfachformen hohe Personalkosten verursachen.
3) Die Schwierigkeiten und Qualitätsverluste bei wiederaufbereiteten Wachsen.

b) "VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER PROVISORISCHEN, DURCH EINFRIERUNG EINER FLÜSSIGKEIT IN EINER ELASTISCHEN FORM ERHALTENEN FORM"

Auf Grund dessen, dass mit dem Feingiessverfahren zur Herstellung von Gussstücken äusserst genaue Teile mit geringer Wandstärke und komplizierten Formen erzielt werden sollen, weist das Verfahren folgende Nachteile auf:
1) Die ausserordentlichen Schwierigkeiten, welche auftreten, wenn eine dünnwandige provisorische Form ohne Rissbildung aus der elastischen Form herausgenommen wird.
2) Die Schwierigkeiten bei der Herstellung von Teilen mit komplizierten Kernen, die dazu führen, dass Keramikkerne eingesetzt werden müssen, womit sich der Preis des Produkts erhöht.
3) Die Schwierigkeiten bei der risslosen Entformung der in der elastischen form enthaltenen kompletten Gruppen.
Aus dem Deutschen Patent DE-10 34 844 ist es bekannt, für die Herstellung von Gussstücken aus geschmolzenen Elastomeren, wie z. B. Polyurethan, zerstörbare Formen zu verwenden. Diese Formen lösen sich auf, wobei jedoch zu berücksichtigen ist, dass die Lösemittel nicht die Gussstücke angreifen dürfen:
Die Zeitschrift TOOLIN AND PRODUCTION, Band 44, nº 11 (1979.02) beschreibt die Herstellung von komplizierten Formen aus verschiedenen Teilen, die die endgültige Form bilden.
Weiterhin ist das US-Patent 2 480 048 bekannt, das dem Feingiessverfahren gleicht, bei welchem eine Form geringer Schmelztemperatur verwendet wird, die leicht vom gegossenen Körper entfernt werden kann. Diese Form besteht aus Metall, das bei einer Temperatur gegossen wird, welche das für den Guss eingesetzte Metall nicht beeinträchtigt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Dank dieser Erfindung werden die Nachteile der derzeitigen Wachsschmelzfeingiessverfahren beseitigt und behoben. Sie bietet ein genaues, verbessertes Feingiessverfahren, das schneller arbeitet, bessere Teile liefert und eine Keramikverkleidung der Wachsschmelzform vorsieht und bei welchem die Form, als besonders kennzeichnender Vorteil, in einer Wachsschmelzform gebildet wird, was zu folgenden vorteilhaften Auswirkungen führt:
A) Herstellung von Teilen aller Art, auch von äusserst feinen Teilen oder Teilen, die komplizierte Kerne erfordern, unter Vermeidung von Rissbildungen und Kernverwendungen.
B) Herstellung von Teilen hervorragender Qualität, unabhängig von ihrer komplizierten Struktur, für grosse, mittlere und kleine Serien mit geringster Werkzeugsinvestition, wodurch eine wirtschaftliche Herstellung dieser komplizierten Teile für grosse, mittlere und kleine Serien ermöglicht wird.
C) Herstellung von Teilen hervorragender Qualität unter Einsatz wiederaufbereitbarer Materialien bei der Anfertigung von Formen und Schmelzformen, was zu geringen Kosten bei der Herstellung der Formen und Schmelzformen führt.
D) Die Herstellung von Teilen hervorragender Qualität ohne Rissgefahr, selbst wenn komplette Gruppen (Mehrfachformen) angefertigt werden müssen, wodurch bei der Handhabung der Schmelzformen geringe Kosten anfallen.
Das Giessverfahren wird wie nachstehend beschrieben durchgeführt, um Gussstücke mittels Keramikverkleidung einer in einer Schmelzform hergestellten Schmelzmodell herzustellen.
Ausgehend von einer positiven Form wird eine provisorische Form gebildet, indem eine Flüssigkeit aufgegossen und unter dem Schmelzpunkt abgekühlt wird, bis ein fester Zustand erreicht ist. Wenn das Gussstück kompliziert ist, kann diese provisorische Form aus verschiedenen Teilen bestehen, die miteinander verbunden werden. Das Modell wird der provisorischen Form durch Eingiessen einer Flüssigkeit entnommen, die eine Abkühlung bis zum Erreichen des Festzustands bewirkt.
Die provisorische Form wird zur Beseitigung mittels einer geeigneten Steuerung der Temperatur verschmolzen (oder in einem Lösemittel aufgelöst), womit das provisorische Modell entsteht.
Die Keramikverkleidung wird am Umfang des provisorischen Modells angeordnet. Die Temperatur wird bis über den Schmelzpunkt der zweiten Flüssigkeit hinaus erhöht, um ein Schmelzen und die Beseitigung der provisorischen Form. Es ergibt sich eine Keramikhülle, welche innen dieselbe Form wie das zu giessende Teil hat. Der Inneraum der Keramikhülle wird mit Metallschmelze gefüllt und abgestellt, damit sich das endgültige Teil härtet.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Art der Erfindung wird besser an Hand der anliegenden Zeichnungen verständlich, die ein System zur Durchführung der Erfindung beschreiben, insbesondere ein Verfahren, das die Beseitigung der provisorischen Form durch Verschmelzung vorsieht.
Fig. 1 Beschreibung der für das Herstellungsverfahren erforderlichen Vorrichtungen und Werkzeuge (positive Form aus elastischem Material).
Fig. 2 Beschreibung der Teile der provisorischen Form, die bei Herausnahme der elastischen Form aus dem darin erstarrten Material gebildet werden.
Fig. 3 Beschreibung der aus verschiedenen Teilen bestehenden provisorischen Form.
Fig. 4 Beschreibung des nach Eingiessen der Flüssigkeit in die provisorische Form gebildeten Einheit.
Fig. 5 Beschreibung des durch Schmelzen der provisorischen Form gebildeten Modells.
Fig. 6 Beschreibung der durch die Keramikverkleidung der provisorischen form gebildeten Einheit.
Fig. 7 Beschreibung der auf der Gussform gebildeten Vertiefung und Entfernung derselben von der Keramikhülle.
Fig. 8 Beschreibung der durch Eingiessen und Erstarrung der Metallschmelze in der Keramikhülle gebildeten Einheit.
Fig. 9 Beschreibung des erhaltenen Gussstücks nach Entfernung der Hülle und überschüssigen Materialreste.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Das Verfahren beginnt mit der Herstellung einer positiven Form, die normalerweise aus einer elastischen Materialschicht (1) besteht und auf einem starren Stützteil (2) aufliegt. Diese Form kann je nach Grösse und Form ein oder mehrere Stücke reproduzieren.
Eine Flüssigkeit (3) wird in die verschiedenen Teile der positiven form gegossen; die gesamte Einheit wird bei einer Temperatur T (1) bis unter den Schmelzpunkt der Flüssigkeit (3) abgekühlt, womit ihre Erstarrung erzielt wird. Die gekühlte Flüssigkeit (3) wird anschliessend entformt und ergibt verschiedene Teile der provisorischen Form (4, 5) (siehe Fig. 2).
Durch Zusammensetzung der entsprechenden Teile wird eine provisorische Form (6) gebildet (siehe Fig. 3).
Unter Beibehaltung der Temperatur (1) wird die Flüssigkeit (7) in den Innenraum der provisorischen Form (4, 5) gegossen. Das Verhältnis zwischen der Schmelztemperatur von (3) und (7) muss wie folgt lauten:
T (3) < T (7),
wobei T (3) und T (7) jeweils die Schmelztemperaturen der Materialien (3) und (7) sind.
Zum Zeitpunkt des Eingiessens in die provisorische Form muss die Temperatur der Flüssigkeit (7) nahe der Erstarrungstemperatur liegen. Da die provisorische Form eine Temperatur (T) unter dem Schmelzpunkt von (3), T (3), aufweist, die folglich weit unter der Erstarrungstemperatur der Flüssigkeit (7) liegt, kommt es zur Erstarrung.
Anschliessend wird die Temperatur der Einheit bestehend aus "provisorischer Form - provisorischem Modell" auf eine Temperatur (2) erhöht, die zwischen den Schmelzpunkten von (7) und (3) liegt.
T (3) < T (2) < T (7)
Bei dieser Temperatur T (2) schmilzt die provisorische Form (4, 5), wodurch nur das provisorische Modell (7) in festem Zustand verharrt (siehe Fig. 5).
Wird das Modell (7) bei der Temperatur T (2) gehalten, bildet sich die Verkleidung desselben durch Eintauchen in eine Keramikmasse, deren Erstarrungstemperatur unter der Temperatur T (2) liegt; damit wird das Verkleidungsverfahren mit üblichen Mitteln durchgeführt (siehe Fig. 6).
Im Anschluss daran wird die Temperatur der Einheit über T (7) (Schmelzpunkt von (7)) erhöht, wodurch das provisorische Modell (7) schmilzt und nach Umkehr der Hüllenstellung aus der Keramikverkleidung ausfliesst (siehe Fig. 7).
Die weiteren Schritte, wie Trocknen der Verkleidung, Einfüllen der Schmelze, Erstarrungszeit, Entfernung der am Gussstück anhaftenden Hülle und Beseitigung der Materialreste (Teilezufuhr) werden insgesamt unter Anwendung üblicher Verfahren durchgeführt (siehe Fig. 8 und 9).

Claims

1. Feingiessverfahren zur Herstellung von Gussstücken, das in Abhängigkeit vom herzustellenden Teil mit der Ausbildung einer einstückigen oder mehrstückigen positiven Form beginnt, bestehend aus zwei Abschnitten, einem ersten Abschnitt bzw. einer starren Stütze (2) und einem zweiten Abschnitt bzw. einer Verkleidung, die ein elastisches Material (1) umfasst, einer Flüssigkeit (3), die auf die so gebildete Form gegossen und anschliessend abgekühlt wird, bis sie erstarrt, in welchem Moment das Teil abgenommen und, bei mehrteiligen Formen, mit anderen Teilen zusammengesetzt wird, um eine provisorische Form (4, 5) zu bilden, einer zweiten Flüssigkeit (7), deren Schmelzpunkt über dem der ersten Flüssigkeit (3) liegt und welche in die hergestellte Form eingegossen wird, wonach die zweite Flüssigkeit in der provisorischen Form (4, 5) erstarrt und die provisorische Form (4, 5) geschmolzen wird, indem man sie einer Temperatur aussetzt, die über dem Schmelzpunkt der entformten Flüssigkeit, jedoch unter dem Schmelzpunkt der im Inneraum der provisorischen Form (4, 5) befindlichen Flüssigkeit liegt, womit das innere erhärtete Teil oder Modell (7) entsteht, das mit Keramik verkleidet wird, worauf die Flüssigkeit der Keramikhülle beseitigt und der Innenraum der Keramikhülle mit der Metallschmelze gefüllt wird, die zur Bildung des endgültigen Gussstücks erstarrt.

2. Feingiessverfahren zur Herstellung von Gussstücken, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Erstarrungstemperatur der die provisorische Form (4, 5) oder Formteile herstellenden Flüssigkeit unter der Erstarrungstemperatur der zweiten Flüssigkeit liegt, die in dieselbe eingegossen wird und das Modell (7) des Giessverfahrens bildet.