EP0666127A2 - Method and vacuumchamber for the production of metal models - Google Patents

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EP0666127A2
EP0666127A2 EP95100606A EP95100606A EP0666127A2 EP 0666127 A2 EP0666127 A2 EP 0666127A2 EP 95100606 A EP95100606 A EP 95100606A EP 95100606 A EP95100606 A EP 95100606A EP 0666127 A2 EP0666127 A2 EP 0666127A2
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EP
European Patent Office
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vacuum chamber
wax
models
production
vacuum
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Ceased
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EP95100606A
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German (de)
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EP0666127A3 (en
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Walter Notar
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Individual
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C7/00—Patterns; Manufacture thereof so far as not provided for in other classes
    • B22C7/02—Lost patterns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • B22C9/04—Use of lost patterns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
    • B22D27/15—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using vacuum

Definitions

  • the invention is based on a method for producing models according to the preamble of the first claim.
  • Vacuum chambers have been used in the past in particular for the casting of cold liquid two-component plastics in the production of plastic models, as is the case e.g. is shown in DE-PS L 14083 X / 39a.
  • components for a silicone mass for producing a silicone mold - as described in A. Menden "G manerei Modellbau” G corderei - Verlag Düsseldorf, 1991, pp. 281, 547 - were mixed, stirred and filled into a mold container which contained the original model . This container was then degassed in the vacuum chamber. This process took a lot of time because the stirring and pouring off included a high proportion of air. After curing, the original model was removed by cutting the silicone block in half.
  • Swivel devices were attached in the vacuum chamber, which could be actuated from the outside via a mechanical connection.
  • a vessel with hardener was inserted into one of the swivel devices, and a stirring vessel with the plastic compound to be cast was inserted into another. After the vacuum had been built up, one swivel device was actuated and the hardener was poured into the mixing vessel. An agitator installed above the swivel device was immersed with its stirrer in the mixing vessel and put into operation. The silicone mold was placed under the swivel mechanism. After a corresponding stirring time, the swivel device was actuated from the outside. This was constructed in such a way that the vessel dives away under the rotating stirrer when it is moving and at the same time is brought into an inclined position in which the liquid plastic pours into the mold. After the mass had solidified, the chamber was opened and the plastic part was removed from the mold. The plastic parts created in this way do not meet all requirements, however, since they can only withstand loads to a limited extent.
  • the object is achieved by a method with the features of claim 1 and a vacuum chamber with the features of claim 3.
  • the finished investment molds are also cast under vacuum with the desired metal.
  • these shapes must be permeable to air to ensure that trapped air can escape to the outside.
  • the molds can be created in a simple manner by pouring the ceramic models over the wax models. In order to achieve a smooth surface without air pockets, this is also advantageously done under vacuum.
  • a stereolithographically created model can preferably be used as the original model. Since these models are fully computer-controlled, they can be produced from the construction screen practically without intermediate steps and without wasting time. Using certain algorithms, shrinkage measurements can also be included in the original model immediately.
  • a vacuum chamber can be used, as described in claim 3. All facilities for the production of silicone molds, The wax models and the investment casting molds can also be used to cast the investment casting molds with the metal without difficulty and can be controlled from the outside. Because the devices are not directly attached to the vacuum chamber, a considerable amount of time can be saved by using several racks. For example, a frame for casting wax in silicone molds can be prepared outside the chamber without space and time constraints, with the help of a second frame the silicone molds can be created at the same time in the vacuum chamber. To ensure easy replacement of the frames, they are equipped with transport rollers.
  • Storage containers for the masses to be poured are advantageously already provided in the vacuum chamber. From there, the required quantities are already vacuum, e.g. conveyed by metering pumps into the corresponding mixing vessels or even directly into the molds. Storage containers for masses to be processed are heated.
  • models made of other materials e.g. can be cast from engineering plastics such as PA, PE or PP.
  • a pressure-resistant boiler 1 is provided with a door 2 into which a glass pane 3 is inserted.
  • a pump and control unit 4 is located on the boiler 1.
  • a control panel 5 with a display 6 is attached to the boiler 1.
  • the control panel 5 is connected to the pump and control unit 4 via a flexible line 7.
  • Another line 8 leads from the control unit through the wall of the boiler 1 to a connector 9 in the interior of the boiler.
  • the pump is connected to the interior of the boiler through invisible pipes and valves.
  • the frame 10 is located in the interior of the boiler 1. Lines to several connection options 11, 12, 13 for electrical devices are laid in this frame. These lines open into a cable 14 which can be coupled to the connector 9 via a further connector 15. Both the supply voltage and control signals are transmitted via this cable.
  • adjustable fastening devices 16, 17, 18 are provided on the frame 10 for receiving the required equipment.
  • a swiveling device 19 an agitator 20 connected thereto and an agitating vessel 21 likewise connected to the swiveling device are shown.
  • a funnel 22 and a heating and holding plate 23 for the mold 24 are also attached.
  • the frame 10 is provided with rollers 25 for easy loading and unloading of the vacuum chamber.
  • Fig. 2 and Fig. 3 show other assemblies, which are described in detail in the explanation of the method become.
  • the frame 10 is advantageously equipped in accordance with FIG.
  • a mold box 26 is placed on the holder 16, in which the master model is suspended in a known manner.
  • a metering pump 27 is plugged onto the fastening device 17, which doses the mixing components accordingly, mixes them and feeds them to the molding box 26.
  • the casting components are stored in the containers 28, 29, which are also attached to other fastening devices.
  • the fully assembled frame 10 is inserted into the boiler 1 and the connector 15 is coupled to the connector 9.
  • the vacuum chamber is then closed and the interior evacuated.
  • the metering pump 27 is started and the molding box 26 is filled with silicone mixed from the components.
  • the original model suspended in the molding box is thus enclosed in the silicone without bubbles.
  • the door 2 can be opened in a very short time and the frame can be moved out to harden. The vacuum chamber is therefore immediately available for other applications.
  • FIG. 1 Another frame corresponding to the frame in FIG. 1 can be prepared for the casting of the wax models.
  • a further plug connection can be provided, with which the connector 15 can be coupled while the frame is being prepared outside the chamber.
  • This plug connection is also connected to the control. In this way, the wax can be heated up and liquefied during the assembly.
  • the rack is then moved back into the chamber, the door closed and the process started.
  • the swivel device 19 is actuated and the wax is poured into the heated silicone mold 24 via the funnel 22.
  • the frame can be taken out of the chamber to harden the wax.
  • demolded wax models are then hung in mold boxes in the same way as the original model and in turn cast with ceramic mass or preferably with gypsum paste in the vacuum chamber.
  • ceramic mass or preferably with gypsum paste in the vacuum chamber.
  • FIG. 3 A frame equipped for the metal casting is shown in FIG. 3.
  • the investment casting mold produced from the plaster, from which the wax has already been melted out, is placed in the heatable vessel 30.
  • the funnel 31 shown is part of the investment casting mold.
  • a heatable pouring vessel 32 is attached to the frame 10 with a pivoting device above the opening of the funnel 31.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Metal parts are mfd. from original metal model by coating with liq. silicon under vacuum, cutting the solidified silicon block to remove the original model, casting wax in the reassembled silicon mould, removing the wax model and using it to produce a ceramic or gypsum mould, removing the wax by melting after the mould has been hardened, and finally casting metal into the ceramic mould. The original metal model is made by solid free form mfg., esp. stereo-lithography. The vacuum chamber (1) houses means for supporting frames with equipment to perform each stage of the operation. An electrical control device (4) outside the chamber has a connection cable (8) feeding power to various equipment such as a stirrer (20), a tilting device (19), heating device (23) and a mould (24). The main frame (10) is located on rollers (25).

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung von Modellen nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.The invention is based on a method for producing models according to the preamble of the first claim.

Vakuumkammern wurden in der Vergangenheit insbesondere zum Vergießen von kaltflüssigen 2- Komponenten-Kunststoffen bei der Herstellung von Kunststoffmodellen verwendet, wie dies z.B. in der DE-PS L 14083 X / 39a gezeigt ist. Außerhalb der Vacuumkammer wurden Komponenten für eine Siliconmasse zur Herstellung einer Siliconform - wie in A. Menden " Gießerei Modellbau" Gießerei - Verlag Düsseldorf, 1991, S. 281, 547 beschrieben - gemischt, verrührt und in einen Formbehälter , der das Urmodell enthielt, eingefüllt. Dieses Gebinde wurde dann in der Vakuumkammer entgast. Dieser Vorgang nahm viel Zeit in Anspruch, da durch das Rühren und Abgießen ein hoher Luftanteil eingeschlossen wurde. Nach dem Aushärten wurde das Urmodell durch Zerschneiden des Siliconblocks in 2 Hälften entnommen.Vacuum chambers have been used in the past in particular for the casting of cold liquid two-component plastics in the production of plastic models, as is the case e.g. is shown in DE-PS L 14083 X / 39a. Outside the vacuum chamber, components for a silicone mass for producing a silicone mold - as described in A. Menden "Gießerei Modellbau" Gießerei - Verlag Düsseldorf, 1991, pp. 281, 547 - were mixed, stirred and filled into a mold container which contained the original model . This container was then degassed in the vacuum chamber. This process took a lot of time because the stirring and pouring off included a high proportion of air. After curing, the original model was removed by cutting the silicone block in half.

In der Vakuumkammer waren Schwenkeinrichtungen befestigt, die über eine mechanische Verbindung von außen betätigbar waren.Swivel devices were attached in the vacuum chamber, which could be actuated from the outside via a mechanical connection.

In eine der Schwenkeinrichtungen wurde ein Gefäß mit Härter, in eine weitere ein Rührgefäß mit der zu vergießenden Kunststoffmasse eingesetzt.
Nach dem Aufbau des Vakuums wurde die eine Schwenkeinrichtung betätigt und der Härter in das Rührgefäß gegossen. Ein über der Schwenkeinrichtung installiertes Rührwerk wurde mit seinem Rührer in das Rührgefäß eingetaucht und in Betrieb gesetzt. Unter die Schwenkeinrichtung wurde die Siliconform gestellt. Nach entsprechender Rührzeit wurde von außen die Schwenkeinrichtung betätigt. Diese war so konstruiert, daß das Gefäß bei seiner Bewegung unter dem drehenden Rührer wegtaucht und gleichzeitig in eine Schräglage gebracht wird, in der sich der flüssige Kunststoff in die Form ergießt. Nach dem Erstarren der Masse wurde die Kammer geöffnet und das Kunststoffteil der Form entnommen. Die so entstandenen Kunststoffteile genügen jedoch nicht allen Anforderungen, da sie nur bedingt Belastungen standhalten.A vessel with hardener was inserted into one of the swivel devices, and a stirring vessel with the plastic compound to be cast was inserted into another.
After the vacuum had been built up, one swivel device was actuated and the hardener was poured into the mixing vessel. An agitator installed above the swivel device was immersed with its stirrer in the mixing vessel and put into operation. The silicone mold was placed under the swivel mechanism. After a corresponding stirring time, the swivel device was actuated from the outside. This was constructed in such a way that the vessel dives away under the rotating stirrer when it is moving and at the same time is brought into an inclined position in which the liquid plastic pours into the mold. After the mass had solidified, the chamber was opened and the plastic part was removed from the mold. The plastic parts created in this way do not meet all requirements, however, since they can only withstand loads to a limited extent.

Um jedoch Metallmodelle zu erhalten, mußte bisher ein teures Werkzeug zum Spritzgießen von Wachsmodellen in herkömmlicher Weise gebaut werden. Erst mit diesen Wachsmodellen konnten in bekannter Weise keramische Formen für den Abguß der Metallmodelle hergestellt werden. Eine Vorrichtung zum Ummanteln der Wachsmodelle mit einer keramischen Masse unter Vakuum ist in H.Allendorf"Präzisionsgießverfahren mit Ausschmelzmodellen",Fachbuchverlag Leipzig, 2. Auflage 1958, S.6, 136-138 offenbart.
Seit kurzer Zeit werden stereolithografisch erzeugte Urmodelle für die Herstellung einer Feingußform direkt mit keramischer Masse ummantelt. Nach dem Aushärten muß das Urmodell aus der Form ausgebrannt werden. Da hierbei für jedes Metallmodell ein stereolithografisch erzeugtes Urmodell benötigt wird, werden auch diese Metallmodelle in ihrer Herstellung zu teuer.However, in order to obtain metal models, an expensive tool for injection molding wax models had to be built in a conventional manner. It was only with these wax models that ceramic molds for the casting of the metal models could be produced in a known manner. A device for sheathing the wax models with a ceramic mass under vacuum is disclosed in H.Allendorf "precision casting process with melting models", Fachbuchverlag Leipzig, 2nd edition 1958, p.6, 136-138.
For a short time now, stereolithographically produced master models for the production of an investment casting mold have been coated directly with ceramic mass. After curing, the master model must be burned out of the mold. Since a stereolithographically generated master model is required for each metal model, these metal models are too expensive to manufacture.

In der Zeitschrift "Gießereitechnik" 36, 1990, 11; S.332-333 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem aus einem stereolithografisch erzeugtem Urmodell eine Urform zum Abspritzen von Wachsmodellen hergestellt wird. Metallmodelle werden dann mit herkömmlich erzeugten keramischen Formen erstellt. Eine Feingußanlage, in der unter Vakuum gegossen wird, ist in der Zeitschrift "Gießerei" 62, 1975, 7; S. 155-158 gezeigt.In the magazine "Foundry Technology" 36, 1990, 11; S.332-333 describes a method in which a master mold for spraying wax models is produced from a stereolithographically generated master model. Metal models are then created using conventionally produced ceramic shapes. A precision casting plant, in which casting is carried out under vacuum, is in the magazine "Gießerei" 62, 1975, 7; Pp. 155-158.

Es war daher die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zu schaffen, mit dem Metallmodelle in einfacher Weise kostengünstig hergestellt werden können und eine Vakuumkammer zur Durchführung des Verfahrens so auszugestalten, daß alle erforderlichen Abgüsse in ihr problemlos und schnell durchgeführt werden können.It was therefore the object of the invention to provide a method with which metal models can be produced in a simple manner at low cost and to design a vacuum chamber for carrying out the method in such a way that all the required castings can be carried out therein quickly and easily.

Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 und eine Vakuumkammer mit den Merkmalen von Anspruch 3.The object is achieved by a method with the features of claim 1 and a vacuum chamber with the features of claim 3.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich aus einem einzigen Urmodell eine Vielzahl von Metallmodellen herstellen, ohne daß ein teures Werkzeug gebaut werden müßte. Dies ermöglicht die Erstellung von Metallmodellen zu einem Preis und in einer Zeit weit unter dem bisher Machbaren. Der Einsatz von preisgünstigen Modellen zu Testzwecken unter realistischen Bedingungen wird dadurch erstmals möglich, da spanend erzeugte Modelle für diesen Einsatz nur bedingt tauglich waren.By means of the method according to the invention, a large number of metal models can be produced from a single master model without an expensive tool having to be built. This enables the creation of metal models at a price and at a time far below what was previously possible. This makes it possible for the first time to use inexpensive models for test purposes under realistic conditions, since models produced by machining were only suitable for this application to a limited extent.

Besonders vorteilhaft wirkt es sich aus, wenn die fertigen Feingußformen ebenfalls unter Vakuum mit dem gewünschten Metall abgegossen werden. Auf diese Weise ist keine besondere Technik und kein besonderes Material zur Herstellung der Feingußformen notwendig.
Bei herkömmlichen Abgüssen müssen diese Formen luftdurchlässig sein, um sicherzustellen, daß eingeschlossene Luft nach außen entweichen kann. Wird jedoch unter Vakuum abgegossen, können die Formen in einfacher Weise durch Umgießen der Wachsmodelle mit keramischer Schlickermasse erstellt werden. Um auch hier eine glatte Oberfläche ohne Lufteinschlüsse zu erzielen, geschieht dies in vorteilhafter Weise ebenfalls unter Vakuum.It is particularly advantageous if the finished investment molds are also cast under vacuum with the desired metal. In this way, no special technique and no special material for the production of the investment molds is necessary.
In conventional castings, these shapes must be permeable to air to ensure that trapped air can escape to the outside. However, if casting is carried out under vacuum, the molds can be created in a simple manner by pouring the ceramic models over the wax models. In order to achieve a smooth surface without air pockets, this is also advantageously done under vacuum.

Als Urmodell läßt sich bevorzugt ein stereolithografisch erstelltes Modell verwenden. Da diese Modelle voll rechnergesteuert angefertigt werden, können sie praktisch ohne Zwischenschritte und ohne Zeitverlust vom Konstruktionsbildschirm aus produziert werden. Durch bestimmte Algorithmen können auf diese Weise auch Schwindmaße sofort in das Urmodell mit einberechnet werden.A stereolithographically created model can preferably be used as the original model. Since these models are fully computer-controlled, they can be produced from the construction screen practically without intermediate steps and without wasting time. Using certain algorithms, shrinkage measurements can also be included in the original model immediately.

Um alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Vorrichtung schnell und unkompliziert durchführen zu können, läßt sich eine Vakuumkammer verwenden, wie sie im Anspruch 3 beschrieben ist. An dem Gestell lassen sich alle Einrichtungen zur Herstellung der Siliconformen, der Wachsmodelle und der Feingußformen aber auch zum Abgießen der Feingußformen mit dem Metall ohne Schwierigkeiten anbringen und von außen steuern. Dadurch daß die Einrichtungen nicht direkt in der Vakuumkammer befestigt werden, läßt sich durch die Verwendung von mehreren Gestellen eine beträchtliche Zeitersparnis erzielen. So kann beispielsweise außerhalb der Kammer ohne räumliche und zeitliche Bedrängnis ein Gestell zum Vergießen von Wachs in Siliconformen vorbereitet werden, mit Hilfe eines zweiten Gestells zur gleichen Zeit in der Vakuumkammer die Siliconformen erstellt werden. Um ein einfaches Austauschen der Gestelle sicherzustellen sind diese mit Transportrollen versehen.
In dem Gestell sind von einem zentralen Stecker zu jeder Anschlußmöglichkeit Verbindungsleitungen gezogen, so daß durch das Verbinden des mit der Steuereinrichtung an der Außenseite der Vakuumkammer kontaktierten Kabels mit diesem zentralen Stecker alle am Gestell befestigten Einrichtungen, wie Heiz-, Rühr- und Schwenkeinrichtungen von außen angesteuert werden können.In order to be able to carry out all steps of the method according to the invention quickly and easily with a device, a vacuum chamber can be used, as described in claim 3. All facilities for the production of silicone molds, The wax models and the investment casting molds can also be used to cast the investment casting molds with the metal without difficulty and can be controlled from the outside. Because the devices are not directly attached to the vacuum chamber, a considerable amount of time can be saved by using several racks. For example, a frame for casting wax in silicone molds can be prepared outside the chamber without space and time constraints, with the help of a second frame the silicone molds can be created at the same time in the vacuum chamber. To ensure easy replacement of the frames, they are equipped with transport rollers.
In the frame connecting lines are drawn from each connector to a central connector, so that by connecting the cable contacted with the control device on the outside of the vacuum chamber to this central connector, all devices attached to the frame, such as heating, stirring and swiveling devices from the outside can be controlled.

In vorteilhafter Weise sind Vorratsbehälter für die zu vergießenden Massen bereits in der Vakuumkammer vorgesehen. Von dort werden die benötigten Mengen bereits unter Vakuum z.B. durch Dosierpumpen in die entsprechenden Rührgefäße oder sogar direkt in die Formen gefördert. Vorratsbehälter für heiß zu verarbeitende Massen sind beheizt.Storage containers for the masses to be poured are advantageously already provided in the vacuum chamber. From there, the required quantities are already vacuum, e.g. conveyed by metering pumps into the corresponding mixing vessels or even directly into the molds. Storage containers for masses to be processed are heated.

Durch die Vielseitigkeit der Vakuumkammer können in ihr selbstverständlich auch Modelle aus anderen Werkstoffen, z.B. aus technischen Kunststoffen wie PA, PE oder PP gegossen werden.Due to the versatility of the vacuum chamber, models made of other materials, e.g. can be cast from engineering plastics such as PA, PE or PP.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und werden durch die Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels eingehend erläutert.Further details and advantages of the invention result from the subclaims and are explained in detail by the drawing using an exemplary embodiment.

Es zeigt:

  • Fig.1 eine erfindungsgemäße Vakuumkammer mit geöffneter Tür,
  • Fig.2 ein zum Erzeugen der Siliconform bestücktes Gestell und
  • Fig.3 ein zum Vergießen von Metall in keramische/ Gipsformen bestücktes Gestell.
It shows:
  • 1 shows a vacuum chamber according to the invention with the door open,
  • 2 shows a frame equipped to produce the silicone mold and
  • 3 shows a frame equipped for casting metal in ceramic / plaster molds.

Ein druckfester Kessel 1 ist mit einer Türe 2 versehen, in die eine Glasscheibe 3 eingesetzt ist. Auf dem Kessel 1 befindet sich eine Pump- und Steuereinheit 4. An dem Kessel 1 ist ein Bedienfeld 5 mit Anzeigedisplay 6 angebracht. Das Bedienfeld 5 ist über eine flexible Leitung 7 mit der Pump- und Steuereinheit 4 verbunden. Von der Steuereinheit führt eine weitere Leitung 8 durch die Wand des Kessels 1 zu einem Steckverbinder 9 im Innern des Kessels. Die Pumpe ist durch nicht sichtbare Leitungen und Ventile mit dem Kesselinnenraum verbunden.A pressure-resistant boiler 1 is provided with a door 2 into which a glass pane 3 is inserted. A pump and control unit 4 is located on the boiler 1. A control panel 5 with a display 6 is attached to the boiler 1. The control panel 5 is connected to the pump and control unit 4 via a flexible line 7. Another line 8 leads from the control unit through the wall of the boiler 1 to a connector 9 in the interior of the boiler. The pump is connected to the interior of the boiler through invisible pipes and valves.

Im Innenraum des Kessels 1 befindet sich das Gestell 10. In diesem Gestell sind Leitungen zu mehreren Anschlußmöglichkeiten 11, 12, 13 für elektrische Geräte verlegt. Diese Leitungen münden in ein Kabel 14, das über einen weiteren Steckverbinder 15 mit dem Steckverbinder 9 gekoppelt werden kann. Über dieses Kabel werden sowohl die Versorgungsspannung als auch Steuersignale übertragen.The frame 10 is located in the interior of the boiler 1. Lines to several connection options 11, 12, 13 for electrical devices are laid in this frame. These lines open into a cable 14 which can be coupled to the connector 9 via a further connector 15. Both the supply voltage and control signals are transmitted via this cable.

Weiterhin sind an dem Gestell 10 verstellbare Befestigungseinrichtungen 16, 17, 18 zur Aufnahme der benötigten Gerätschaften vorgesehen. In diesem Ausführungsbeispiel sind eine Schwenkeinrichtung 19, ein damit verbundenes Rührwerk 20 und ein ebenfalls mit der Schwenkeinrichtung verbundenes Rührgefäß 21 gezeigt. Weiterhin sind noch ein Trichter 22 und eine Wärme- und Halteplatte 23 für die Form 24 angebracht. Das Gestell 10 ist zum leichten Be- und Entladen der Vakuumkammer mit Rollen 25 versehen.Furthermore, adjustable fastening devices 16, 17, 18 are provided on the frame 10 for receiving the required equipment. In this exemplary embodiment, a swiveling device 19, an agitator 20 connected thereto and an agitating vessel 21 likewise connected to the swiveling device are shown. Furthermore, a funnel 22 and a heating and holding plate 23 for the mold 24 are also attached. The frame 10 is provided with rollers 25 for easy loading and unloading of the vacuum chamber.

Fig.2 und Fig.3 zeigen andere Bestückungen, die bei der Erläuterung des Verfahrens noch ausführlich beschrieben werden.Fig. 2 and Fig. 3 show other assemblies, which are described in detail in the explanation of the method become.

Wurde auf stereolithografischem Weg ein Urmodell erstellt, so besteht sehr oft der Wunsch möglichst schnell und preiswert davon Metallmodelle zu fertigen. Hierzu muß zuerst eine negative Form des Urmodells angefertigt werden. Das Gestell 10 wird zu diesem Zweck in vorteilhafter Weise entsprechend Fig.2 bestückt. Auf den Halter 16 wird ein Formkasten 26 gestellt, in dem das Urmodell in bekannter Weise aufgehängt ist. Auf die Befestigungseinrichtung 17 wird eine Dosierpumpe 27 aufgesteckt, die die Gießkomponenten entsprechend dosiert, mischt und dem Formkasten 26 zuführt. Die Gießkomponenten sind in den Behältern 28, 29 bevorratet, die ebenfalls an weitere Befestigungseinrichtungen angesteckt sind.If a master model was created by stereolithography, there is often a desire to manufacture metal models as quickly and inexpensively as possible. To do this, a negative form of the original model must first be made. For this purpose, the frame 10 is advantageously equipped in accordance with FIG. A mold box 26 is placed on the holder 16, in which the master model is suspended in a known manner. A metering pump 27 is plugged onto the fastening device 17, which doses the mixing components accordingly, mixes them and feeds them to the molding box 26. The casting components are stored in the containers 28, 29, which are also attached to other fastening devices.

Das fertig bestückte Gestell 10 wird in den Kessel 1 eingefahren und der Steckverbinder 15 mit dem Steckverbinder 9 gekoppelt. Darauf wird die Vakuumkammer geschlossen und der Innenraum evakuiert. Nach Aufbau des Vakuums wird die Dosierpumpe 27 in Betrieb gesetzt und der Formkasten 26 mit aus den Komponenten zusammengemischtem Silicon gefüllt. Das in dem Formkasten aufgehängte Urmodell wird dadurch blasenfrei von dem Silicon umschlossen. Nach dem Füllvorgang kann die Tür 2 nach kürzester Zeit geöffnet werden und das Gestell zum Aushärten herausgefahren werden. Die Vakuumkammer steht daher sofort für andere Anwendungen zur Verfügung.The fully assembled frame 10 is inserted into the boiler 1 and the connector 15 is coupled to the connector 9. The vacuum chamber is then closed and the interior evacuated. After the vacuum has been built up, the metering pump 27 is started and the molding box 26 is filled with silicone mixed from the components. The original model suspended in the molding box is thus enclosed in the silicone without bubbles. After the filling process, the door 2 can be opened in a very short time and the frame can be moved out to harden. The vacuum chamber is therefore immediately available for other applications.

Inzwischen kann ein anderes Gestell entsprechend dem Gestell in Fig. 1 für das Gießen der Wachsmodelle vorbereitet werden. An der Außenseite des Kessels 1 kann eine weitere Steckverbindung vorgesehen sein, mit der sich der Steckverbinder 15 koppeln läßt während das Gestell außerhalb der Kammer vorbereitet wird. Auch diese nicht dargestellte Steckverbindung ist mit der Steuerung verbunden. Auf diese Weise läßt sich das Wachs bereits während der Bestückung aufheizen und verflüssigen.In the meantime, another frame corresponding to the frame in FIG. 1 can be prepared for the casting of the wax models. On the outside of the boiler 1, a further plug connection can be provided, with which the connector 15 can be coupled while the frame is being prepared outside the chamber. This plug connection, not shown, is also connected to the control. In this way, the wax can be heated up and liquefied during the assembly.

Das Gestell wird dann wiederum in die Kammer gefahren, die Tür geschlossen und der Prozess gestartet. Nach dem programmgesteuerten Rühren des Wachses unter kontrollierten Temperaturbedingungen wird die Schwenkeinrichtung 19 betätigt und das Wachs über den Trichter 22 in die beheizte Siliconform 24 gegossen. Auch hier kann das Gestell zum Aushärten des Wachses aus der Kammer herausgeholt werden.The rack is then moved back into the chamber, the door closed and the process started. After the program-controlled stirring of the wax under controlled temperature conditions, the swivel device 19 is actuated and the wax is poured into the heated silicone mold 24 via the funnel 22. Here, too, the frame can be taken out of the chamber to harden the wax.

Die entformten Wachsmodelle werden dann genauso wie das Urmodell in Formkästen aufgehängt und wiederum in der Vakuumkammer mit Keramikmasse oder bevorzugt mit Gipsbrei umgossen. Um Dampfblasenbildung im Vakuum zu vermeiden, empfiehlt es sich in diesem Fall unter Kühlung zu rühren und evtl. mit Kühleinrichtungen zu arbeiten.The demolded wax models are then hung in mold boxes in the same way as the original model and in turn cast with ceramic mass or preferably with gypsum paste in the vacuum chamber. In order to avoid the formation of vapor bubbles in a vacuum, it is advisable in this case to stir with cooling and possibly to work with cooling devices.

Ein für den Metallguß bestücktes Gestell ist in Fig. 3 gezeigt. Die aus dem Gips hergestellte Feingußform, aus der das Wachs bereits ausgeschmolzen wurde wird in das beheizbare Gefäß 30 gestellt. Der dargestellte Trichter 31 ist Bestandteil der Feingußform. Über der Öffnung des Trichters 31 ist ein beheizbares Gießgefäß 32 mit einer Schwenkeinrichtung am Gestell 10 befestigt. Beim Vergießen von schwer oxidierbaren Metallen kann wiederum der Aufheiz- und Verflüssigungsvorgang außerhalb der Kammer vollzogen werden; bei leicht oxidierbaren Metallen sollte dies bereits im Vakuum geschehen. In jedem Fall sollte wieder unter Vakuum vergossen werden.A frame equipped for the metal casting is shown in FIG. 3. The investment casting mold produced from the plaster, from which the wax has already been melted out, is placed in the heatable vessel 30. The funnel 31 shown is part of the investment casting mold. A heatable pouring vessel 32 is attached to the frame 10 with a pivoting device above the opening of the funnel 31. When casting metals that are difficult to oxidize, the heating and liquefaction process can in turn be carried out outside the chamber; in the case of easily oxidizable metals, this should already be done in a vacuum. In any case, it should be poured under vacuum again.

Das Entformen der Metallmodelle braucht nicht weiter beschrieben zu werden, da es seit langem hinreichend bekannt ist.The demolding of the metal models need not be described further, since it has long been known.

Claims (10)

Verfahren zur Herstellung von Konstruktionsmodellen aus Metall, bei dem folgende Schritte durchgeführt werden: a) Herstellung einer Siliconform durch Umgießen des Urmodelles mit flüssigem Silicon unter Vacuum, Aufschneiden des ausgehärteten Siliconblocks und Entnahme des Urmodells aus dem Hohlraum, b) Herstellung von Wachsmodellen durch Abgießen der Siliconform mit flüssigem Wachs unter Vacuum, c) Herstellung von Feingußformen durch Ummanteln der Wachsmodelle mit einer keramischen Masse oder Gips unter Vacuum und Ausschmelzen des Wachses nach Aushärten der Formen, d) Abgießen der Feingußformen mit Metall unter Vacuum und Entformen nach dem Auskühlen. Process for the production of metal construction models, in which the following steps are carried out: a) production of a silicone mold by pouring liquid silicone around the master model under vacuum, cutting open the hardened silicone block and removing the master model from the cavity, b) production of wax models by pouring the silicone mold with liquid wax under vacuum, c) production of investment casting molds by coating the wax models with a ceramic mass or plaster under vacuum and melting out the wax after the molds have hardened, d) Casting the investment molds with metal under vacuum and demolding after cooling. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Urmodell nach Verfahren des Solid Freeform Manufacturing, beispielsweise der Stereolithographie verwendet wird.Method according to claim 1, characterized in that a master model according to methods of solid freeform manufacturing, for example stereolithography, is used. Vakuumkammer zum Herstellen von Konstruktionsmodellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vacuumkammer Mittel zur alternativen Aufnahme von Gestellen mit unterschiedlichen Einrichtungen für die Herstellung von Siliconformen, Wachsmodellen, keramischen Gießformen oder Metallteilen mit Gießeinrichtung aufweist.Vacuum chamber for the production of construction models, characterized in that the vacuum chamber has means for alternatively accommodating frames with different devices for the production of silicone molds, wax models, ceramic molds or metal parts with a casting device. Vakuumkammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Vacuumkammer eine elektrische Steuereinrichtung vorgesehen ist, die über ein Kabel mit dem Gestell im Innenraum der Vacuumkammer verbunden ist, welches mit elektrischen Anschlüssen und Befestigungseinrichtungen für wenigstens ein Rührwerk mit austauschbaren Rührern, eine Gefäßschwenkeinrichtung, eine Heizeinrichtung und eine Form versehen ist.Vacuum chamber according to claim 3, characterized in that outside the vacuum chamber an electrical control device is provided which is connected via a cable to the frame in the interior of the vacuum chamber, which has electrical connections and fastening devices for at least one agitator with interchangeable stirrers, a vessel swiveling device Heater and a shape is provided. Vakuumkammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gestell Transportrollen angebracht sind.Vacuum chamber according to claim 3, characterized in that transport rollers are attached to the frame. Vakuumkammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Steuereinrichtung verbundene Kabel mit einem Steckverbinder versehen ist, und das Gestell ein entsprechendes Gegenstück aufweist.Vacuum chamber according to claim 4, characterized in that the cable connected to the control device is provided with a connector, and the frame has a corresponding counterpart. Vakuumkammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum wenigstens -ein Vorratsbehälter für vergießbare Materialien, -eine Fördereinrichtung zum Dosieren von vergießbaren Materialien und ein schwenkbares Gefäß vorgesehen ist.Vacuum chamber according to claim 3, characterized in that in the interior there is at least one storage container for pourable materials, one conveying device for metering pourable materials and one pivotable vessel. Vakuumkammer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter sowohl mit Vacuum, als auch mit Druck beaufschlagbar ist.Vacuum chamber according to claim 7, characterized in that both the vacuum and the pressure can be applied to the storage container. Vakuumkammer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter beheizbar ist.Vacuum chamber according to claim 7, characterized in that the storage container can be heated. Vakuumkammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk mit Rührern für Wachs, für Kunststoffe, für keramische Massen und für Metalle bestückbar ist, und daß Drehmoment und Drehzahl des Rührwerks den zu verarbeitenden Massen entsprechend anpaßbar sind.Vacuum chamber according to Claim 4, characterized in that the stirrer can be equipped with stirrers for wax, for plastics, for ceramic masses and for metals, and that the torque and speed of the stirrer can be adapted to the masses to be processed.
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