EP0953392B1 - Verfahren zum Herstellen von Dauerformen - Google Patents
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- EP0953392B1 EP0953392B1 EP99103744A EP99103744A EP0953392B1 EP 0953392 B1 EP0953392 B1 EP 0953392B1 EP 99103744 A EP99103744 A EP 99103744A EP 99103744 A EP99103744 A EP 99103744A EP 0953392 B1 EP0953392 B1 EP 0953392B1
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- European Patent Office
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- layers
- mould
- permanent
- sheet metal
- metal container
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
- B22D17/20—Accessories: Details
- B22D17/22—Dies; Die plates; Die supports; Cooling equipment for dies; Accessories for loosening and ejecting castings from dies
- B22D17/2218—Cooling or heating equipment for dies
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
- B22D19/0072—Casting in, on, or around objects which form part of the product for making objects with integrated channels
Definitions
- the invention relates to a method for introduction spatially designed, tempering metal Pipes in a permanent metal form for Archetypes of metals or plastics under pressure, the pipelines the spatial course of the Engraving surfaces of the cavity at least largely adapted become.
- Permanent forms for the primary shaping of metals under pressure for example of aluminum or zinc pressure guá or of plastics, by pressure or injection molding, as well as mold inserts or cores in the area of the cavity Permanent forms are often used with tempering Channels. These channels are used during the Original molding with a coolant that the Control of heat dissipation during solidification and cooling of the molded part.
- the channels are mainly produced by drilling and therefore run straight. Customizing the channels to a spatial course of the engraving areas of the Cavity is therefore very difficult. For this purpose, in generally many holes from appropriate directions introduced and interconnected in the form. There a large part of the holes from auxiliary holes exists, they must be closed again later. Despite the high manufacturing costs, the can on The above-mentioned channels are only produced in sections follow the engraving. Therefore, the so produced are sufficient Permanent forms under heat transfer aspects the requirements are often very inadequate. About that the necessary auxiliary holes also form static ones Weaknesses of the highly stressed permanent forms that lead to Starting point of signs of fatigue and can lead to failure of the permanent form.
- This The procedure can only be used if the decomposition the permanent form can be made so that the individual body at least partially contain.
- a permanent form with this procedure channels formed compared to a permanent form drilled channels have less rigidity. Moreover sealing problems can occur.
- a powder metallurgical process is also known, that allows any temperature control system to be designed in Introduce die casting molds (DE 44 26 544 A1). at This process uses a metal channel Modeled material, especially copper.
- the spatially shaped metal rods are initially in one Tin containers that contain or represent the later form should be laid in terms of construction. Then the Container filled up with a metal powder and gas-tight locked. After that, the metal powder becomes hot isostatic compacted. Following this, the Metal rods melted out of the molded body and thus the cooling channels exposed.
- the invention has for its object a method for installing spatially designed pipelines in to create a permanent metal shape that enables the pipes are largely free in space, but with high positional accuracy and inside one metal permanent form to connect material and form-fitting.
- every cut surface of the individual layers is intended to accommodate at least one cooling tube the number of layers by the number of required Cooling pipes set.
- the contact areas of the individual layers are so intimate connected that they are neither by ultrasonic testing nor can be found metallographically.
- the firmness the diffusion composite does not differ from that Strength of the base material of the permanent mold.
- Diffusion-welded permanent shape can be soft annealed and edit in any other way, for example to incorporate the engraving into the permanent shape.
- the powder bed has - depending on the type of chosen Powder beds - different effects.
- a metal one Powder bed suitably made of the same type of material steel powder is elected if a firm connection after hot isostatic pressing to be brought about to the layers. in this connection the powder bed serves to fill gaps, gaps and cavities compensate.
- a ceramic, not sintered Powder bed for example made of aluminum or zirconium oxide, has the opposite effect. In this case hot isostatic pressing does not create a connection between the layers and the powder bed as well as the Tin container formed so that the container to End can be removed with little effort.
- the method according to the invention can still do this be improved that the tin container before closing flushed with inert gas, preferably nitrogen and that the closing of the tin container under Inert gas takes place. This is conveniently done Closing the sheet metal container at ambient pressure.
- inert gas preferably nitrogen
- the Disassembly of the permanent mold or the molded body to be cooled or use of mold in layers both vertically as well as horizontally to the mold parting line thus consists of vertical and / or horizontal and / or mixed stacks of plane-parallel layers.
- Disassembly of the permanent mold or the molded body to be cooled or mold insert in layers in any Space arranged levels takes place.
- Permanent form for archiving metals or plastics under pressure is the permanent mold made of known mold steels, like tool and high speed steels, educated.
- Process manufactured metal permanent mold for archiving metals or plastics under Print is the permanent form made of known nickel, copper or Formed aluminum alloys.
- a particularly useful embodiment of the object the invention is that for Cooling tubes steels, especially stainless steels, or Nickel, copper and aluminum alloys are used become.
- the individual layers are expediently the Permanent mold or the molded body or mold insert to be cooled provided with ventilation channels.
- Permanent form can still be improved in that the individual layers of the permanent form or the one to be cooled Shaped body or insert with a profile are provided. As a result, the contact surfaces of the individual layers interlocked.
- the permanent forms shown in the drawing are in Layers 1 disassembled and point in the area of Cut surfaces of the layers 1 cooling lines 2.
- the Cooling lines 2 are adapted to the engraving 3 of the cavity.
- FIG. 1 the cooling lines 2 are represented by thin solid lines.
- the layers 1 forming the permanent shape are provided with grooves 4 provided (Fig. 3) into which the cooling lines 2 are inserted are. However, an additional layer 1 ' be provided that has no groove. Like from the 1 and 2 can be seen, are the merged and fixed layers 1 from a sheet metal container 5 encapsulated from which the cooling lines 2 to the outside protrude.
- the layers 1 the permanent form with a profile 7 and / or with Pin 8 may be provided.
- the layers 1 of the permanent form have ventilation channels 6 on.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
- Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
Description
- daß die Dauerform bzw. der zu kühlende Formkörper oder Formeinsatz in eine Vielzahl planparalleler Schichten, wie Rechteck-, Vieleck- oder Zylinderplatten, zerlegt wird, die so bemessen sind, daß die spätere Gravur von den Schichten vielfach geschnitten wird,
- daß jede Schicht mit mindestens einer Nut versehen wird, wobei die Nuten derart angeordnet werden, daß sie mit dem gewünschten Verlauf der Kühlrohre entlang der Kontur der später einzuarbeitenden Gravur übereinstimmen,
- daß in die Nuten die Kühlrohre eingefügt und befestigt werden,
- daß die Schichten in der richtigen Reihenfolge lagengenau zu der Gesamtform zusammengelegt und fixiert werden,
- daß die zusammengelegten und fixierten Schichten in einen die Gesamtform allseitig engumschlieáenden Blechcontainer eingekapselt werden, wobei der Blechcontainer im Bereich der austretenden Kühlrohre entsprechende Öffnungen aufweist, durch die die Kühlrohre hindurchgeführt sind,
- daß der Blechcontainer gasdicht verschlossen und luftleer gepumpt wird
- und daá der Blechcontainer derart heißisostatisch gepreßt wird, daß die einzelnen Schichten untereinander und mit den Kühlrohren diffusiv verschweißt werden.
- Fig. 1
- eine Draufsicht auf eine Dauerform;
- Fig. 2
- eine Vorderansicht eines Teils einer Dauerform;
- Fig. 3
- mehrere Schichten einer Dauerform in der Art einer Explosionszeichnung;
- Fig. 4
- eine Vorderansicht eines anderen Teils einer Dauerform;
- Fig. 5
- mehrere Schichten einer anderen Dauerform in der Art einer Explosionszeichnung;
Claims (7)
- Verfahren zum Einbringen räumlich gestalteter, der Temperierung dienender metallener Rohrleitungen in eine metallene Dauerform zum Urformen von Metallen oder Kunststoffen unter Druck, wobei die Rohrleitungen dem räumlichen Verlauf der Gravurflächen der Kavität zumindest weitgehend angepaßt werden,
dadurch gekennzeichnet,- 1.1
- daß die Dauerform bzw. der zu kühlende Formkörper oder Formeinsatz in eine Vielzahl planparalleler Schichten (1), wie Rechteck-, Vieleckoder Zylinderplatten, zerlegt wird, die so bemessen sind, daß die spätere Gravur (3) von den Schichten (1) vielfach geschnitten wird,
- 1.2
- daß jede Schicht (1) mit mindestens einer Nut (4) versehen wird, wobei die Nuten (4) derart angeordnet werden, daß sie mit dem gewünschten Verlauf der Kühlrohre (2) entlang der Kontur der später einzuarbeitenden Gravur (3) übereinstimmen,
- 1.3
- daß in die Nuten (4) die Kühlrohre (2) eingefügt und befestigt werden,
- 1.4
- daß die Schichten (1) in der richtigen Reihenfolge lagengenau zu der Gesamtform zusammengelegt und fixiert werden,
- 1.5
- daß die zusammengelegten und fixierten Schichten (1) in einen die Gesamtform allseitig engumschließenden, gasdichten Blechcontainer (5) eingekapselt werden, wobei der Blechcontainer (5) im Bereich der austretenden Kühlrohre (2) entsprechende Öffnungen aufweist, durch die die Kühlrohre (2) hindurchgeführt sind,
- 1.6
- daß der Blechcontainer (5) luftleer gepumpt und gasdicht verschlossen wird
- 1.7
- und daß der Blechcontainer (5) derart heißisostatisch gepreßt wird, daß die einzelnen Schichten (1) untereinander und mit den Kühlrohren (2) diffusiv verschweißt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den zusammengelegten und fixierten Schichten (1) und dem Blechcontainer (5) ein metallenes oder keramisches Pulverbett eingebracht wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechcontainer (5) vor dem Verschließen mit Inertgas, vorzugsweise Stickstoff, gespült wird und daß das Verschließen des Blechcontainers (5) unter Inertgas erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschließen des Blechcontainers (5) bei Umgebungsdruck erfolgt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerlegung der Dauerform bzw. des zu kühlenden Formkörpers oder Formeinsatzes in Schichten (1) sowohl senkrecht als auch waagerecht zur Formentrennebene erfolgt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerlegung der Dauerform bzw. des zu kühlenden Formkörpers oder Formeinsatzes in Schichten (1) sowohl senkrecht als auch waagerecht zur Schließrichtung des Formwerkzeugs erfolgt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerlegung der Dauerform bzw. des zu kühlenden Formkörpers oder Formeinsatzes in Schichten (1) in beliebig im Raum angeordnete Ebenen erfolgt.
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