EP0927591A2 - Verfahren zum Endformen eines Bauteils mit einer Schicht aus metallischem Schaumwerkstoff - Google Patents
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- EP0927591A2 EP0927591A2 EP98122773A EP98122773A EP0927591A2 EP 0927591 A2 EP0927591 A2 EP 0927591A2 EP 98122773 A EP98122773 A EP 98122773A EP 98122773 A EP98122773 A EP 98122773A EP 0927591 A2 EP0927591 A2 EP 0927591A2
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- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
- B22F3/11—Making porous workpieces or articles
- B22F3/1121—Making porous workpieces or articles by using decomposable, meltable or sublimatable fillers
- B22F3/1125—Making porous workpieces or articles by using decomposable, meltable or sublimatable fillers involving a foaming process
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- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
- B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
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- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
Definitions
- the invention relates to a method for the final shaping of a component according to the preamble of claim 1.
- DE 196 12 781.5 C1 shows a method for the final shaping of such Components in which a semi-finished product is first formed into a semi-finished product, for example, deep-drawn, which is then in a foaming mold is foamed to its final thickness.
- the invention solves this problem by a method with the features of claim 1 and / or the features of claim 6 and / or the Features of claim 11.
- the semi-finished product is the residence time in the foaming mold, in which is heating the semi-finished product to effect the foaming of the Metal foam layer takes place, significantly reduced. If the semi-finished product is supported on the underside in the foam form and here an energy transfer takes place by heat conduction, however, the top of one Facing the radiation source, it is sufficient to coat only the top.
- a soot coating is particularly advantageous, for example Acetylene black, either over an open flame or through a corresponding Coating process is easy to apply and after the foaming process can be removed from the finished building. Across from an untreated aluminum top layer is then the reflection during of the foaming is reduced so much that the residence time in the foaming mold is about halved.
- the further processing of the component or its continuation for storage can be accelerated considerably if the component after foaming, what takes place in the temperature range between 500 ° C and 600 ° C a cooling medium is applied. This exposure can still take place within the foaming mold if the component is on the underside supporting support formwork air ducts are provided which are used for Coolant line serve. At the same time can be initiated by the bottom Air lift the component so that it is easier to get out of the frothing mold can be removed.
- a further reduction in cycle times and thus the length of stay of the Molded semi-finished product in the foam form results from an inventive Preheat the semi-finished product to a temperature below the Decomposition temperature of the blowing agent is. If so preheated If semi-finished products are introduced into the foaming mold, it loses it less thermal energy than when inserting a non-preheated semi-finished product. The further heating-up time until the foaming process begins therefore be significantly reduced, the use of the frothing mold improved.
- a component 1 according to the invention has a foamed layer 2, which is a metal powder and a Blowing agent comprises, which are homogeneous with one another by a mixing process were mixed and then under pressure, for example by axial pressing or by extrusion to a compact, foamable Semifinished product 2 '' (Fig. 1) has been compressed and solidified.
- a foamed layer 2 which is a metal powder and a Blowing agent comprises, which are homogeneous with one another by a mixing process were mixed and then under pressure, for example by axial pressing or by extrusion to a compact, foamable Semifinished product 2 '' (Fig. 1) has been compressed and solidified.
- the foamed layer 2 is on top and provided on the underside with a solid metal sheet 3, 4, what However, this is not mandatory and in particular when an inventive device is designed Component 1 is dispensable as a crash element. It is still possible a foamed layer 2 with only one solid metallic To connect top layer 3 or 4 or groups of several different foamed layers, possibly separated by to produce solid metallic layers, for example to impact elements create, depending on the impact speed and thus energy different number of foamed layers on the deformation participates through the impact.
- a double-sided with solid metal sheets 3 and 4 provided foamed layer 2 is the connection between the layer 2 foamed at the end of the process and the solid metallic layer Sheets 3 and 4 came about under pressure in such a way that a metallic bond between the individual layers 2 ', 3', 4 'has been reached before the forming and foaming.
- roll cladding a composite from the foamable Semifinished product 2 '' after extrusion or axial pressing is created, and the solid metal sheets 3 '', 4 '' between make two rollers 5, so that a composite material 6 with a sandwich structure two solid metallic cover layers 3 'and 4' and one not yet foamed porous intermediate layer 2 'is formed.
- Such an essentially flat metallic composite material 6 the in any case comprises a foamable layer 2 ', has between the metallic sheets 3 'and 4' and the foamable layer 2 ' metallic bonds and is now available for further processing.
- This flat composite material 6 is initially more suitable in pieces Size divided, for example with the help of a saw.
- the composite material 6 is now formed into a semi-finished product 7, the deformation being both a continuous curvature of the composite 6 can effect as well as the expression of individual areas.
- the shaping can be carried out using known customary shaping measures, for example by deep drawing with and without hold-down devices, as is the case in body construction is known, or by a one-sided forming process, such as that Fluid cell method.
- a semi-finished product 7 is obtained, which is either flat or contains curved surface areas and possibly formed from this Contours and a foamable for further processing Layer 2 'includes.
- the semi-finished product thus obtained is 7 before insertion into the foam mold, in which the blowing agent decomposes and then the foaming of the metal foam layer takes place with provided with a reflection-reducing coating.
- the semi-finished product 7 is provided for a foaming mold 9, one wall 12 of which one side 10 of the semi-finished product 7 is supported essentially over the entire surface and therefore offers one contact to heat conduction, the other is sufficient Page 11 of the semi-finished product 7 with the anti-reflective coating to be provided, since this side 11 of a radiant heat source in the foam form 9 is facing. This is especially true if without one upper boundary formwork 13 is foamed freely.
- the coating can be easily applied when the semi-finished product 7 with its surface 11 to be coated a row of flames is exposed, with the flames 14 in contact with the surface 11 occur and a carbon layer due to the incomplete combustion Deposit the form of soot on surface 11.
- Conventional coating processes are of course also possible both a discrete and a continuous coating in all processes is possible. Either the semi-finished product 7 or one Move row of nozzles 15, which provide surface 11 with the coating are, as indicated in the drawing by arrow 16.
- the Cooling takes place, as shown in Fig. 4, either by a liquid or as shown in Fig. 5 by a gaseous cooling medium.
- the cooling device 17 or 18 above the surface 11 to be cooled are moved in order to make this possible Expose evenly to exposure to coolant 19.20.
- this coolant exposure shown from above, the component in the supporting formwork 21 can remain, it is also possible that the supporting formwork 21 is provided with air channels, so that when initiated of coolant in these channels the component simultaneously from the formwork 21st is lifted off and cooled.
- the component 1 before introduction is already preheated to a temperature in the frothing mold, which is close to the foaming temperature.
- This is the temperature gradient between the semi-finished product 7 to be introduced and the foaming mold 9 low, the heating of the foaming mold 9 therefore with less Achieve energy expenditure and accelerated.
- the preheating temperature is when using the blowing agent titanium hydride at about 400 ° C, so that the Blowing agent does not yet take place and the process of foaming not yet started during preheating. For this lies the lower one Limit temperature at approx. 430 ° C for titanium hydride.
- the formwork for what is to be heated Molded semi-finished product 7 remains in the foam form and thus a temperature suitable for foaming.
- Molded semifinished product 7 newly introduced into the foaming mold 9 so that only this must be heated to the required temperature of almost 600 ° C.
- the speed of the foaming process is also easily adjustable, heating too quickly or too slowly, causing the disintegration of the Foam or a diffusion of hydrogen would lead avoid yourself.
- the preheating itself can be done according to the requirements control is not critical due to the fact that foaming has not yet started.
- the clock rate of the foaming mold 9 is also clear from this measure increased because the residual heating process for the inserted semi-finished product 7 can be accomplished much faster than without preheating.
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Abstract
Description
- Fig. 1
- das Herstellungsverfahren eines erfindungsgemäßen Bauteils im schematischen Überblick,
- Fig. 2
- die Beschichtung einer Bauteilseite durch eine Flammenstrecke,
- Fig. 3
- die Beschichtung einer Oberfläche des Formhalbzeugs durch eine Sprühdüseneinrichtung,
- Fig. 4
- die oberseitige Kühlung des noch in der unteren Abstützschalung eingelegten Bauteils durch ein flüssiges Kühlmedium,
- Fig. 5
- eine ähnliche Ansicht wie Fig. 4 bei Kühlung durch ein gasförmiges Medium.
Claims (13)
- Verfahren zum Endformen eines aus einem im wesentlichen flächigen Halbzeug gebildeten Bauteils, das zumindest eine Schicht aus metallischem Schaumwerkstoff aufweist, wobei das Halbzeug durch einseitige oder beidseitige Formgebung in ein dreidimensionales Formhalbzeug umgeformt wird und anschließend in eine Aufschäumform eingebracht und darin aufgeschäumt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Formhalbzeug vor Einbringen in die Aufschäumform zumindest einseitig bereichsweise mit einer reflektionsmindernden Beschichtung versehen wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektionsmindernde Beschichtung auf derjenigen Seite des Formhalbzeugs aufgebracht wird, die während des Aufschäumens einer Strahlungswärmequelle zugewandt ist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung eine Rußbeschichtung ist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung in einem Durchlaufverfahren auf das Formhalbzeug aufgebracht wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung durch einseitige Flammenbeaufschlagung des Formhalbzeugs erfolgt.
- Verfahren zum Endformen eines aus einem im wesentlichen flächigen Halbzeug gebildeten Bauteils, das zumindest eine Schicht aus metallischem Schaumwerkstoff umfaßt, wobei das Halbzeug durch einseitige oder beidseitige Formgebung in ein dreidimensionales Formhalbzeug umgeformt und in eine Aufschäumform eingebracht und darin aufgeschäumt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil nach dem Aufschäumen einer Kühlung durch ein zumindest eine Oberfläche des Bauteils beaufschlagendes Kühlmedium ausgesetzt wird.
- Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel gasförmig, insbesondere Luft ist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil während des Aufschäumens unterseitig unterstützt ist und nach oben hin frei schäumt und die Beaufschlagung mit Kühlmittel zumindest von oben erfolgt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil über unterseitige Beaufschlagung mit Luft von der Aufschäumform angehoben und dabei gleichzeitig gekühlt wird.
- Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Vorrichtung eine Aufschäumform (9) mit zumindest einer unterseitigen Abstützschalung (21) für das eingelegte Bauteil (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützschalung (21) Gasführungskanäle mit dem aufliegenden Bauteil (1) zugewandten Mündungsöffnungen aufweist.
- Verfahren zum Endformen eines aus einem im wesentlichen flächigen Halbzeug gebildeten Bauteils, das zumindest eine Schicht aus metallischem Schaumwerkstoff umfaßt, wobei das Halbzeug durch einseitige oder beidseitige Formgebung in ein dreidimensionales Formhalbzeug umgeformt und in eine Aufschäumform eingebracht und darin aufgeschäumt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Formhalbzeug vor Einbringen in die Aufschäumform vorgeheizt wird.
- Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorheizen auf eine unterhalb der Aufschäumtemperatur des Treibmittels liegende Temperatur erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorheizen auf eine Temperatur zwischen 380°C und 420°C erfolgt.
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