ES2867810T3 - Método de producción del componente a partir de espuma metálica, componente producido por dicho método y molde para la realización de dicho método - Google Patents

Abstract

Un método de producción de un componente a partir de una espuma metálica en el que un producto (1) semiacabado sólido espumable en forma de gránulos sólidos preparados a partir de una aleación de metal y un agente espumante se coloca dentro de una cavidad de un molde que se puede cerrar y/o molde (2) de una sola vez, el producto (1) semiacabado espumable se calienta a una temperatura de fusión de la aleación metálica, lo que produce una expansión deseada del producto (1) semiacabado espumable y luego, después de lograr un grado de expansión deseado, el encofrado (2) se enfría por debajo de una temperatura de solidificación de la espuma metálica producida, se caracteriza por el hecho de que un líquido (3) con una densidad superior a la densidad aparente de la espuma resultante se coloca dentro de una cavidad del molde (2), el líquido (3) tiene una temperatura superior a la temperatura de fusión de la aleación metálica, el líquido (3) se pone en contacto con el producto (1) semiacabado espumable en la cavidad del molde (2) donde el líquido (3) transfiere un calor al producto (1) semiacabado espumable que hace que el producto (1) semiacabado espumable se expanda, por lo que el producto (1) semiacabado espumable expandido es soportado por el líquido (3), y durante la expansión al menos parte del líquido (3) sale del molde (2) a través de una abertura respectiva en el molde (2); preferiblemente, el líquido (3) es expulsado por la expansión del propio producto (1) semiacabado espumable.

Description

DESCRIPCIÓN

Método de producción del componente a partir de espuma metálica, componente producido por dicho método y molde para la realización de dicho método

Campo de la tecnología

La invención se refiere al método de producción de componentes a partir de espuma metálica, principalmente componentes complejos y de gran tamaño, mediante el cual la invención permite una formación de espuma rápida, regular y controlada en el molde. La invención también describe un molde que se utiliza ventajosamente para la formación de espuma y el componente producido por el nuevo método de distribución de calor durante la formación de espuma.

Estado de la técnica anterior

Actualmente se utilizan cuatro métodos para producir componentes a partir de espuma metálica:

• formación de espuma directa del metal fundido, o colada, por medio de un gas vertido en la colada o por medio de un agente espumante mezclado en la colada, que se desintegra después de ser añadido a la colada, lo que produce el gas,

• fundir una aleación de metal en un molde adecuado, cuya cavidad crea una estructura exacta de la espuma metálica resultante, por lo que, mediante un método de depósito adecuado, este molde crea un modelo a partir de una espuma de polímero, que posteriormente se retira del molde por un método adecuado,

• deposición directa del metal mediante un método de prensado 3D o sobre un modelo polimérico adecuado de la espuma que posteriormente se retira,

• formación de espuma del producto semiacabado sólido que contiene, además de la aleación metálica que forma una estructura de espuma final, el agente espumante aditivo (generalmente híbrido de metal en polvo o carbonita), por lo que el producto semiacabado espumable colocado en el molde adecuado se calienta a la temperatura de fusión, donde los poros de gas se producen en la aleación de metal fundido mediante la desintegración del agente espumante, que expande el producto semiacabado espumable hasta que llena toda la cavidad del molde.

La publicación “ Industrialization of Aluminium Foam Technology”, de J. Banhart, Proceedings of the 9th Inetrantional Conference on Aluminium Alloys (2004) en las páginas 764-770 divulga métodos conocidos de formación de espuma, tales como formación de espuma directa de coladas mediante inyección de gas, formación de espuma de precursores. También divulga la construcción con paneles intercalados de espuma de aluminio y soporte de montaje del motor a base de espuma de aluminio.

El artículo “Foamed aluminium parts by investment casting” de la revista Colloids and Surfaces A del 20 de julio de 2009 en las páginas 113-117 divulga el uso de moldes de cubierta de cerámica durante la producción de piezas de espuma de aluminio.

Todos los métodos mencionados anteriormente tienen sus limitaciones importantes que, a pesar de las características inusuales, no permiten la producción industrial en masa de componentes a partir de espuma metálica.

La formación de espuma directa de la colada presenta problemas relacionados con la distribución uniforme del gas o las partículas del agente espumante, respectivamente, en la colada, porque el gas o el agente espumante deben agregarse gradualmente a la colada y deben ser mezclados apropiadamente. Esto provoca la formación de espuma desigual de las diferentes partes de la colada, que además debe estabilizarse adecuadamente mediante la adición o creación de partículas cerámicas estabilizadoras, por lo que el colapso de los primeros poros no ocurre a menos que se llene todo el volumen de la colada. El mezclado de la colada es en sí mismo un problema también, que no permite la producción de componentes prefabricados complejos y considerables, porque los mezcladores no pueden colocarse convenientemente en los moldes. Este método generalmente limita la producción a los componentes de espuma de metal menos complejos y más pequeños, como bloques, paneles, etc., también. Los componentes de forma compleja se producen mediante el mecanizado mecánico.

Los métodos de deposición son demasiado lentos y costosos y no permiten la producción de componentes complejos considerables debido a las posibilidades que ofrecen los dispositivos de deposición actuales; el tratamiento térmico posterior de las espumas producidas también es complicado.

La formación de espuma del producto semiacabado sólido permite una producción directa de los componentes conformados prefabricados si se permite que el producto semiacabado se expanda en la cavidad adecuada del molde hasta que se llene la cavidad. Entonces no es necesario el mezclador, porque el agente espumante se distribuye uniformemente en el producto semiacabado, que se puede producir presionando la mezcla en polvo de la aleación de metal y el polvo del agente espumante, o mezclando el polvo del agente espumante en la colada durante el aumento de presión cuando los gases no se liberan, y en la posterior colada y solidificación de la mezcla así preparada en la forma deseada del producto semiacabado. El problema es la uniformidad del llenado posterior del componente, debido a que el producto semiacabado se encuentra en la cavidad cerrada calentado gradualmente desde sus lados exteriores, lo que provoca la formación de espuma prematura en las proximidades de las paredes del molde y los trozos del producto semiacabado en el medio de la forma a menudo descansan sin espuma. Para evitar el colapso de los poros que tocan la pared del molde, la pared del molde debe tener una temperatura cercana a la temperatura de fusión del molde de aleación de metal, que ralentiza significativamente el proceso de formación de espuma. El molde debe tener paredes delgadas, porque toda la transferencia de calor al producto semiacabado que es necesario para la fusión pasa a través de la pared del molde, con una pequeña diferencia de temperatura. Por lo tanto, los moldes que carecen de una buena conductancia térmica, por ejemplo, los de arena o de cubierta de cerámica, no sirven. La mayoría de las veces se utilizan moldes de metal de paredes delgadas, pero estos se están deformando debido a los cambios continuos de temperatura y al estrés por calor y, por lo tanto, es necesario reemplazarlos con frecuencia, para lograr las dimensiones del producto final dentro del margen de error deseado. Alternativamente, se utilizan los moldes fabricados a partir de grafito; estos tienen buena estabilidad dimensional, pero son propensos a dañarse a altas temperaturas y es necesario protegerlos de la oxidación. Por lo tanto, los componentes grandes y de formas complejas no pueden producirse eficazmente de esta manera. Además, la duración del proceso de formación de espuma disminuye la productividad y aumenta los costes generales, porque se necesita un trabajo paralelo de moldes y dispositivos múltiples y relativamente caros.

Se desea y se desconoce una solución tan simple que asegure la distribución uniforme del calor hacia el producto semiacabado espumable, principalmente en forma de gránulos, por lo que la solución permite no solo acelerar el proceso, sino también controlarlo para lograr las características deseadas de la estructura de la espuma.

Objeto de la invención

Las deficiencias mencionadas anteriormente se subsanan en gran medida mediante el método de producción de los componentes a partir de espuma metálica según las reivindicaciones 1 a 13. La esencia de la invención reside principalmente en el nuevo método de calentamiento del producto semiacabado espumable en la cavidad del molde, que asegura su fusión rápida y uniforme sin la necesidad de una transferencia prolongada y gradual del calor a través de la pared del molde y, por lo tanto, sin el riesgo de sobrecalentamiento de la espuma que puede provocar el colapso de los poros por el borde de la pared del molde.

El producto semiacabado espumable se inserta en la cavidad del molde que tiene una entrada para la colada. Después de la inserción del producto semiacabado espumable, por ejemplo, gránulos (o granulados) en la cantidad pesada, el molde se inunda con el líquido adecuado a través de la entrada, por lo que este líquido tiene una temperatura superior a la temperatura de fusión del producto semiacabado espumable. El líquido puede fluir de manera uniforme y rápida; es capaz de penetrar en el interior del molde, lo que significa que la cantidad de calor suficiente, necesaria para la formación de espuma, se “vierte” básicamente en el molde. Durante el flujo del líquido al molde y después del llenado del molde con el líquido, el líquido entra instantáneamente en contacto directo con cada bocado del producto semiacabado espumable, por lo que transfiere calor al producto hasta las temperaturas del líquido y el producto se empareja mutuamente. Tal transferencia de calor es significativamente más rápida y espacialmente más uniforme que la transferencia gradual desde la superficie del encofrado y el proceso subsiguiente de transferencia mutua de calor entre partículas espumantes del producto semiacabado espumable. La transferencia gradual del calor entre los elementos individuales del sistema, como se ha utilizado hasta ahora durante la producción de las espumas metálicas a partir del producto sólido semiacabado, en esta invención sustituye a la influencia directa del líquido calentado en todos los trozos del producto semiacabado espumable al mismo tiempo. La cantidad necesaria de calor, suficiente para calentar y fundir el producto semiacabado espumable, se acumula en el líquido de antemano. La cantidad particular de calor depende del calor específico del líquido utilizado, de la relación entre el peso del producto semiacabado espumable y el líquido, del calor específico del producto semiacabado espumable, de la temperatura latente de fusión del producto semiacabado espumable y en la diferencia entre la temperatura del producto semiacabado espumable en el molde y la temperatura del líquido. De esta manera, la cantidad de calor necesaria para la perfecta formación de espuma del producto semiacabado espumable se puede ajustar exactamente, después de tener en cuenta las pérdidas de calor a las paredes del molde, mediante el ajuste de la temperatura del líquido para las cantidades dadas del producto semiacabado espumable y el líquido.

El producto semiacabado espumable fraguado comienza a expandirse inmediatamente a través de la producción de los poros de gas por medio de un agente de espuma y, por lo tanto, su densidad relativa comienza a disminuir significativamente. La densidad aparente (o densidad aparente) representa una relación entre el peso de la estructura porosa que emerge de los productos semiacabados y su volumen actual. La colada sin poros tiene una densidad que es obviamente más alta que la densidad aparente de la espuma. Por tanto, la espuma producida es empujada hacia la parte superior de la cavidad del molde por la fuerza de la gravedad, con lo que la colada más pesada se acumula en su parte inferior. Por lo tanto, la función del líquido no es solo transferir el calor, sino que también ayuda al movimiento de las partículas del producto semiacabado espumable en la fase en que estas partículas se expanden. El uso del líquido tiene un efecto sinérgico significativo; el líquido transfiere el calor rápidamente y al mismo tiempo simplifica la distribución del producto semiacabado durante la formación de espuma. El líquido es expulsado por los productos semiacabados en expansión a través de la salida de regreso del molde al recipiente colector adecuado. El proceso principal finaliza cuando el producto semiacabado espumable se expande al valor deseado, por lo que llena una cierta parte o la totalidad de la cavidad del molde y, al hacerlo, el líquido sobrante se expulsa del molde después de transferir el suficiente calor. El proceso termina con el enfriamiento del molde hasta que la espuma terminada no solidifica por completo.

Normalmente, el método de acuerdo con esta invención incluye una etapa en el que el producto semiacabado espumable en forma de gránulos producidos, por ejemplo, a partir de la mezcla del polvo de aleación de metal y el agente de espuma, se inserta en la cavidad de un molde desechable que se puede cerrar o de una sola vez. El término “gránulos” o “granulado” debe entenderse ampliamente, sin limitaciones dimensionales; puede incluir granos sólidos, cuerpos, partículas. Por lo general, pero no exclusivamente, los gránulos se formarán en varillas, perfiles o láminas. El término “espumable” expresa la capacidad de espumar adecuadamente el material metálico. De lo anterior se deduce que, en un grado significativo, el producto semiacabado espumable tendrá un agente espumante cerrado herméticamente por el material metálico, por lo que durante la liberación del gas del agente se produce la formación de espuma del metal y el gas no es liberado fuera de la estructura del metal en un grado significativo.

El líquido con mayor densidad que la densidad aparente de la espuma metálica resultante se libera en la cavidad del molde, por lo que el líquido tiene una temperatura superior a la temperatura de fusión del polvo de la aleación metálica. Al colocar el líquido en el molde, el líquido se pone en contacto con el producto semiacabado espumable en la cavidad del molde. Este contacto conduce a la transferencia inmediata del calor del líquido al producto semiacabado espumable; por lo tanto, el producto semiacabado espumable se calienta a la temperatura de fusión de la aleación metálica, lo que hace que el producto semiacabado espumable se expanda, por lo que al menos parte del producto semiacabado expansivo flota en el líquido. La expansión deseada va acompañada de la salida de al menos parte del líquido del molde a través de la respectiva abertura en el molde; preferiblemente, el líquido es expulsado por la expansión del propio producto semiacabado espumable. Después de alcanzar el grado deseado de expansión, el molde se enfría a la temperatura de solidificación de la espuma metálica producida.

Parte del líquido adecuadamente elegido puede permanecer en el molde a propósito, donde solidifica allí con la espuma y produce una fundición híbrida que combina la espuma solidificada y el líquido solidificado en un solo componente monolítico.

El líquido se puede colocar en el molde principalmente empujando a través de la abertura en la parte inferior del molde, preferiblemente en la parte más inferior del molde. A continuación, se puede utilizar la misma abertura para la salida del líquido. Durante la expansión, el 75 % del líquido se expulsa del molde, preferiblemente más del 90 % del líquido se expulsa.

Para conseguir los efectos de acuerdo con esta invención es necesario que el líquido llene todo el espacio libre de la cavidad del molde. El espacio libre que queda en la cavidad del molde después de la inserción del producto semiacabado espumable puede llenarse con el líquido solo parcialmente. En tal caso, el líquido y el producto semiacabado espumable antes de la expansión tienen un volumen menor que el volumen interior de la cavidad del encofrado. La cantidad de líquido requerido se puede minimizar, lo que minimiza el tamaño requerido de los dispositivos para el calentamiento y conducción del líquido de tal manera que el espacio libre que queda en la cavidad del encofrado después de la inserción del producto semiacabado espumable es llenado por el líquido sólo en la cantidad que es necesaria para el contacto directo del líquido con la superficie del producto semiacabado espumable. Eso significa que la cantidad particular de líquido dependerá principalmente del peso y la granulometría del producto semiacabado espumable, y puede especificarse mediante la prueba en el sitio.

El líquido que ha salido del molde puede ser utilizado, sin enfriamiento, en otro ciclo de espumado, lo que disminuye significativamente las demandas de energía para la producción de los componentes a partir de la espuma metálica. El término “sin enfriamiento” denota el estado en el que el líquido no se enfría intencionalmente, lo que no excluye las pérdidas de calor comunes durante su almacenamiento hasta otro ciclo de formación de espuma. Lo crucial es que en otro ciclo sólo se añada al líquido el calor consumido en el ciclo anterior, porque el líquido no solidifica y no es necesario añadir más calor latente. Por lo general, el líquido durante la salida del molde fluye hacia el recipiente colector debajo del molde, donde se puede calentar posteriormente para el uso repetido.

En una disposición preferida, el líquido está conectado con el metal fundido. La colada puede ser una aleación con una composición química similar a la del polvo metálico en la mezcla del producto semiacabado espumable, pero también puede diferir en cierto grado de dicha composición. Si se utiliza una colada con una temperatura de solidificación más alta que la espuma, la entrada solidificará en primer lugar, por lo que la espuma en expansión permanecerá bajo la presión del gas producido hasta la solidificación completa, lo que asegura el relleno completo de los detalles incluso en la cavidad compleja del encofrado. Si se utiliza la colada con la temperatura de solidificación inferior a la temperatura de solidificación de la espuma metálica, la espuma será la primera en solidificarse en la cavidad del molde y la colada sobrante en la entrada se podrá verter posteriormente. Durante la solidificación de la colada se puede aplicar una presión adecuada sobre la colada en la entrada, por lo que la solidificación de la espuma procede de manera similar al caso anterior.

Para producir componentes de espuma, es preferible utilizar una colada que no reaccione con la espuma fundida de ninguna manera (por ejemplo, plomo y estaño en el caso de la espuma de aluminio); en ciertos casos, sin embargo, es preferible utilizar una aleación que se une de manera difusa a la espuma producida, por lo que se puede producir una fundición híbrida que comprende en parte la colada solidificada y la parte de la espuma. De esta forma se puede utilizar la colada de la aleación que es idéntica a la aleación de la que se compone una espuma metálica.

La cavidad puede diseñarse de tal manera que bajo la influencia de la expansión del producto semiacabado espumable se derrame toda la colada. Por lo general, en tal caso, la entrada al molde se colocará en su punto más inferior. Sin embargo, es posible que en la superficie interior de la cavidad se puedan formar obstáculos (pliegues) o tapones artificiales, es decir, elementos de diferentes formas, por lo que la colada no puede ser expulsada por la espuma. La colada se mantendrá en estos elementos de forma o se mantendrá en el molde - al nivel de estos elementos de forma, hasta la solidificación, lo que produce una fundición híbrida con la colada solidificada en su superficie con el espesor correspondiente a la forma de la cavidad o la forma y posición del elemento de forma, respectivamente. La fundición híbrida también se puede producir de tal manera que la entrada del líquido, utilizada simultáneamente para la salida del líquido durante la expansión, se coloque por encima del nivel del fondo de la cavidad del molde, y encima de este fondo el líquido permanece hasta la solidificación. Naturalmente, es posible que un experto en la técnica pueda, sobre esta base, producir varias formas de moldes incluso sin una invención inusual, por lo que se pueden tener varios elementos de forma en la forma de nervaduras, tirantes, etc. Se puede utilizar el molde con múltiples entradas o con entradas y salidas controladas del líquido en varios lugares y en altura variable con respecto al molde.

También es posible insertar varias redes de refuerzo (o rejillas) que copian la superficie interior, o al menos parte de la superficie, del molde en la cavidad con el producto semiacabado espumable y permiten que la colada vertida llegue a la superficie del molde, por lo que el ajuste apropiado del tamaño de la malla no permite que el producto semiacabado en expansión empuje la colada hacia afuera de debajo de la malla. De esta manera, la capa compacta sin poros reforzada, además de eso, por la red del metal adecuado se puede producir en la superficie de la espuma; la red mejora significativamente las características mecánicas del componente resultante principalmente durante su tensión por tensión de tracción, porque la red y la capa compacta evitan, al igual que el hormigón armado, la propagación de posibles grietas en la espuma.

El refuerzo con la superficie perforada no solo aumenta las características de la fundición en términos de solidez, sino que la perforación también produce un elemento de separación durante la fundición, un límite entre la masa del material espumado y el líquido sin poros solidificado. Una perforación adecuadamente diseñada en el refuerzo tiene, por tanto, una doble función: aumenta la resiliencia de la pieza fundida frente a las tensiones de tracción y, al mismo tiempo, produce la capa sin poros en la superficie de la espuma, que, como un tamiz, evita que la espuma en expansión penetre a través de las aberturas del refuerzo y empuje la colada más allá del refuerzo. La temperatura de fusión del material del refuerzo debe ser superior a la temperatura del líquido; el refuerzo puede ser, por ejemplo, de acero o de algunos otros metales con alta temperatura de fusión o de fibras cerámicas.

Los refuerzos metálicos y/o cerámicos, por ejemplo, en forma de mallas, rejillas, metal expandido, varillas, perfiles huecos, alambres o fibras, se insertan en la cavidad del molde incluso antes de la colocación del producto semiacabado espumable; Por lo general, el refuerzo se colocará en el molde antes de verter el líquido.

El molde se puede precalentar a la temperatura del líquido o de la colada, respectivamente, de modo que el líquido o la colada no solidifique prematuramente durante el vertido en la cavidad del molde; el molde también se puede producir a partir del material que transmite mal el calor, por ejemplo, de la mezcla de arena o cerámica, que es una demanda que va directamente en contra del estado de la técnica anterior. En caso de precalentamiento del molde a la temperatura de solidificación de la espuma, es necesario enfriar adecuadamente el molde después de que termine la formación de espuma. Antes de colocar el líquido en el molde, el molde se puede calentar a una temperatura superior a la temperatura de fusión del producto semiacabado espumable.

Teniendo en cuenta que el proceso de desintegración del agente espumante depende de la temperatura y la presión, en un método de producción convenientemente configurado el proceso propuesto de formación de espuma se puede realizar en breves instantes (en órdenes de segundos) por medio de la manipulación con la presión externa. Se sabe que el aumento de la temperatura por encima de la temperatura crítica libera espontáneamente el gas del agente espumante, por lo que la temperatura crítica aumenta con el aumento de la presión. Si el proceso de fundición tiene lugar en el autoclave y la colada precalentada se vierte en el molde con el producto semiacabado espumable durante el aumento de la presión exterior que empuja la temperatura de desintegración del agente espumante por encima de la temperatura de fusión del producto semiacabado (en el caso de espumas de aluminio T iH es, por ejemplo, una presión superior a 1 MPa), el producto semiacabado no se expandirá incluso después de la fusión total. Sin embargo, la expansión comienza inmediatamente cuando la presión externa disminuye por debajo del valor crítico. Esta característica se puede utilizar para igualar mejor la temperatura en la cavidad del molde después del vertido de la colada, porque permite obtener más tiempo para la uniformidad de las temperaturas entre las piezas individuales del producto semiacabado y la colada sin la expansión del producto semielaborado. La expansión comienza después de que la temperatura se nivela por la disminución de la presión exterior. En esta fase, el líquido puede por tanto funcionar como un control del lanzamiento de la expansión controlada, porque la presión exterior establecida se aplica de manera uniforme y prácticamente instantánea a cada pieza del producto semiacabado. Esto significa que en el contacto mutuo del líquido con el producto semiacabado espumable, el líquido está bajo presión que a la temperatura dada es más alta que la presión que evita que el agente de espuma libere el gas necesario para la formación de espuma y expansión. Incluso una mejor transferencia del calor de la colada al producto semiacabado tiene lugar a una presión más alta, por lo que la expansión no necesita tener lugar en absoluto. Por lo tanto, esta etapa puede posponer la expansión hasta el momento en que el campo de temperatura se nivele dentro del molde. Antes de la disminución de la temperatura del líquido hacia el nivel de la temperatura de solidificación del líquido, la presión en el líquido se reduce de forma controlada por debajo del valor que impide que el agente espumante libere el gas a una presión determinada, lo que inicia la expansión. Este método es preferible principalmente en casos de formas complicadas de las piezas fundidas, de trayectorias largas del movimiento del líquido en las cavidades del molde, de diferentes distancias entre la entrada y los bordes de la cavidad, etc.

Se pueden usar ventajosamente autoclaves para producir la presión, donde la presión aumentada actúa sobre la estructura del molde también desde el exterior. Esto permite el uso ventajoso del molde de cubierta de pared delgada con bajos costes de producción. Tampoco se excluye el uso de la construcción clásica del molde a presión, por lo que este molde es capaz de soportar el exceso de presión interna. Las soluciones con los moldes de dos capas también son posibles; entre la capa exterior sólida y el medio de presión interior de pared delgada hay un medio de presión.

También se sabe que, al aumentar la presión exterior durante la formación de espuma, el tamaño de los poros resultantes disminuye. Este fenómeno se puede utilizar en el método de acuerdo con esta invención con el fin de establecer el tamaño de los poros de tal manera que después del comienzo de la expansión la presión restante en el autoclave la presión restante o la presión que actúa sobre la colada que sale de la entrada, se mantiene en el nivel establecido apropiadamente. Además de lanzar la expansión, el líquido es, por tanto, un medio de presión que regula el tamaño de los poros, que se muestra en la figura 33.

Alternativamente, el flujo descrito de la cavidad del molde con el producto semiacabado espumable insertado se puede realizar a la inversa de tal manera que las piezas del producto semiacabado espumable se coloquen (o inserten) en el molde abierto, ya lleno con el líquido precalentado o colada, respectivamente, por lo que el molde se cierra de tal manera que la espuma en expansión no se escapa de la cavidad antes de expulsar el exceso de líquido o colada. Para ello se requiere una abertura adecuada en la parte inferior de la cavidad del molde.

El objeto de la invención es también el componente de acuerdo con la reivindicación 14. El componente puede formar parte de la carrocería de un medio de transporte o puede formar una carrocería monolítica completa en una sola pieza y un ciclo de trabajo. Las construcciones actuales de carrocerías se ven afectadas significativamente por las posibilidades tecnológicas relacionadas con la conformación de las piezas de lámina, que luego se sueldan o conectan entre sí en la estructura espacial. Esta invención permite producir una estructura espacial que no está limitada por las tecnologías de conformación y posterior conexión. En los casos de bastidores y/o carrocerías de los medios de transporte (vehículos, aviones, trenes, barcos), el componente puede incluir en un todo el esqueleto o el bastidor y las superficies de forma exterior también. Las zonas individuales de la carrocería o el marco pueden tener un ancho variable de la espuma metálica; pueden tener transiciones graduales de las uniones de conexión, cuya producción es complicada y limitada en el caso de la construcción de lámina metálica. La estructura espacial puede tener zonas con el líquido solidificado y/o refuerzo.

El objeto de la invención es también el molde de acuerdo con la reivindicación 15. El molde no necesita las paredes diseñadas para la rápida transferencia del calor y tampoco necesita ser de metal. El coeficiente de conductividad térmica del material del molde puede ser inferior a 70 W.m-1.K-1. En la disposición preferida, el molde se produce mediante el secado de la suspensión que contiene partículas cerámicas, que se aplica sobre el modelo fundible del componente, preferiblemente un modelo de cera del componente. El molde se puede dividir y normalmente tendrá al menos una abertura para la entrada y salida del líquido termotransferible en su parte inferior.

La invención con el uso de un solo líquido para la transferencia de calor, el movimiento de las partículas del producto semiacabado espumable y el posterior lanzamiento de la expansión trae muchas ventajas importantes, principalmente:

• Permite la expansión de la espuma en un breve instante en todo el volumen de la cavidad del molde independientemente de su tamaño, lo que significa que incluso un componente complejo considerable de forma compleja y grandes dimensiones (por ejemplo, carrocería monolítica similar a las carrocerías producidas de compuesto de carbono) se puede lograr mediante este método con alta productividad;

• La espuma se produce en volumen total en un breve instante, lo que aumenta significativamente la regularidad de la distribución de los poros y previene el colapso de los poros creados prematuramente, así como la disminución del volumen de los espacios vacíos;

• Se puede utilizar cualquier material para la producción del molde, incluidas las mezclas cerámicas baratas para la producción de las cubiertas o mezclas de arena, porque el calor no necesita ser transferido al producto semiacabado a través de la pared del molde, pero se allí por medio de un líquido precalentado;

• Prácticamente todo el calor transportado al líquido se consume con el propósito de fundir el producto semiacabado espumable con las mínimas pérdidas en las paredes del molde. Si se utiliza un molde duradero, se puede mantener a la temperatura de la espuma mediante la pérdida de calor que se le transfiere durante la solidificación de la espuma. Esto disminuye significativamente las demandas de energía para la formación de espuma, debido a que el calentamiento del molde no requiere ningún calor adicional y prácticamente solo se lleva a la fundición el calor necesario para la fusión del producto semiacabado que se ha consumido en el proceso anterior de formación de espuma que se encuentra durante todo el proceso en estado fundido. Esta eficacia energética disminuye los costes de todo el proceso;

• Una elección adecuada de la colada, el producto semiacabado espumable y la forma de la superficie de la cavidad del molde permite la producción de las fundiciones híbridas con las piezas sin poros formadas por la colada solidificada, por lo que la espuma expansiva dentro de la cavidad del molde evita la creación de contracciones resultantes de la solidificación de la colada (la expansión de la espuma compensa la contracción del volumen de la colada como resultado de la solidificación). De esta manera es posible producir estructuras intercaladas con la capa superficial compacta de la anchura deseada y con núcleo de espuma, que tienen excelentes características mecánicas principalmente desde el punto de vista de la solidez y firmeza conseguidas en relación al peso;

• Permite realizar simplemente la formación de espuma en las condiciones de cambio de presión externa (la presión se lleva por igual en todas las partes del producto semiacabado por medio del líquido o fundido, respectivamente) lo que dirige significativamente el tamaño de los poros resultantes y la regularidad de su distribución. La manipulación con la presión externa permite además acortar significativamente el proceso de formación de espuma en sí, por lo que dura solo unos segundos.

El método divulgado de acuerdo con esta invención se puede usar para la producción de componentes de cualquier forma a partir de los gránulos hechos de aleación metálica con un agente de espuma adecuado. Las composiciones preferidas de los productos semiacabados espumables sólidos se conocen en el estado de la técnica anterior y se utilizan comúnmente para las aleaciones de construcción comunes. Las aplicaciones para la producción de componentes grandes y de formas complejas a partir de la espuma metálica serán especialmente ventajosas, así como la producción de fundiciones híbridas (metal - espuma) en una sola operación tecnológica. Se espera el uso de la invención en todas partes donde se necesiten construcciones ligeras y monolíticas con la alta relación de solidez y firmeza al peso del componente, principalmente durante la producción de carrocerías de automóviles y sus componentes, las construcciones de barcos y aviones, la construcción ligera y de tamaño considerable, repuestos para vehículos eléctricos, triciclos, remolques, vehículos ferroviarios, trenes, etc. El mercado puede expandir las aplicaciones que actualmente se pueden producir solo a partir de compuestos con fibras de carbono o vidrio, pero las fibras de carbono o vidrio son materiales muy costosos y no satisfacen las demandas de alta productividad y repetibilidad de la producción. El método descrito eleva la formación de espuma a un nivel altamente productivo con un ciclo de producción corto, por lo que la cubierta de pared delgada se puede usar como molde incluso para componentes grandes.

La producción de los componentes grandes a partir de una sola pieza en un ciclo de producción no solo disminuye el número de piezas y elementos de unión, sino que también mejora la transferencia de la carga mecánica (o tensión) en el componente. La invención ofrece muchas ventajas sinérgicas que se derivan de la inserción rápida y homogénea de calor directamente en el interior del molde, por lo que el portador del calor entra en contacto directo con los gránulos del producto semiacabado que forma espuma. Gracias a esto, la productividad de la fundición, así como la estabilidad repetida de los procesos, aumentan significativamente y disminuyen las demandas de energía.

Breve descripción de los dibujos

La invención se describe además mediante los dibujos 1 a 43. La escala utilizada y la forma particular del molde y el producto respectivo no son vinculantes; son informativos o se ajustan a los efectos de la claridad. Ésta es la razón por la que hay un molde con la cavidad de forma simple en los dibujos, incluso en los casos en que un ejemplo particular describe verbalmente el carácter de forma diferente de la pieza fundida.

• Las Figuras 1 a 6 representan gradualmente las etapas básicas en un ciclo de formación de espuma en el molde dividido. La Figura 1 representa la colocación del producto semiacabado espumable en el molde antes de verter el líquido; este último se representa en la figura 2. La figura 3 muestra la activación de la formación de espuma, que continúa en la figura 4. La figura 5 muestra posteriormente la expansión del producto semiacabado espumable, por lo que la expansión empuja el líquido hacia el recipiente colector. En la esquina inferior izquierda de la figura 6 hay un pictograma que muestra el reciclado del líquido, que se saca del recipiente colector y se vuelve a utilizar.

• Las figuras 7 a 17 divulgan el uso del refuerzo separador del metal expandido inoxidable. En la figura 7, el refuerzo se coloca en el molde de tal manera que su superficie perforada se coloca adyacente a la distancia de las paredes internas del molde. Las figuras 8 a 12 muestran las etapas de manera similar a las figuras 2 a 6.

La figura 13 representa el molde con la fundición en estado solidificado. El color negro marca el líquido solidificado sin la estructura de la espuma. La fundición sin molde está en la figura 14; la fundición con el sistema de admisión retirado se encuentra en la figura 15. La figura 16 es una sección transversal del molde representada espacialmente, en la que la vista muestra el escaso refuerzo del metal expandido, que, a través de su perforación, crea un límite entre la masa espumada y la colada solidificada. La figura 17 es una vista en sección transversal del refuerzo parcialmente recortado.

Las figuras 18 a 26 representan el método en el que el molde tiene elementos de forma que evitan eficazmente el empuje del líquido hacia fuera de ciertas áreas del molde. La figura 18 muestra la colocación del producto semiacabado espumable dentro del molde antes del vertido del líquido, que se muestra en la figura 19. La figura 20 muestra la activación de la formación de espuma, que continúa en la figura 21. La figura 22 luego representa la expansión del producto semiacabado espumable donde esta expansión empuja el líquido al interior del recipiente colector. En la esquina inferior izquierda de la figura 23 hay un pictograma que significa el reciclaje del líquido que se mueve desde el recipiente colector y se usa repetidamente. La figura 24 representa el molde con la pieza fundida en estado solidificado. El color negro completo marca el líquido solidificado sin la estructura de espuma. La fundición sin el molde se representa en la figura 25; la pieza fundida con el sistema de admisión retirado se encuentra en la figura 26, donde las nervaduras y la parte inferior de la fundición se crean por el líquido solidificado.

Las figuras 27 a 32 representan las etapas de la formación de espuma en el molde, donde al final se aumenta la presión del líquido; este último evento se representa en la figura 32.

El efecto de la presión sobre la espuma se representa esquemáticamente en la figura 33. P1 a P5 denotan el aumento de presión. Las figuras bajo presión individual representan un ejemplo de la estructura.

Las figuras 34 a 36 representan las etapas con la regulación gradual de la presión. El círculo representa el recipiente a presión, por ejemplo, el autoclave, en el que se coloca el molde. Las flechas que parten de la circunferencia del círculo y el signo Pn representan la sobrepresión interior producida. La letra P tachada en la figura 36 denota el cese de la sobrepresión. La figura 34 muestra el producto semiacabado espumable dentro del molde antes del vertido del líquido, que se muestra en la figura 35. La figura 36 muestra el empuje del líquido hacia el recipiente colector después de la disminución de la presión y la expansión subsiguiente.

La figura 37 representa el uso del molde cerámico no dividido.

Las figuras 38 a 43 representan las etapas de la formación de espuma cuando el producto semiacabado espumable se coloca en el molde que ya está lleno con el líquido. La Figura 38 muestra el molde al inicio del proceso. En la figura 39, el molde está lleno de líquido. La figura 40 representa el paso en el que el producto semiacabado espumable se pone en contacto con el líquido, por lo que el molde se cierra al mismo tiempo. La figura 41 representa el comienzo de la expansión del producto semiacabado espumable, que se correlaciona con el empuje del líquido fuera del molde. La expansión continua se muestra en la figura 42. Posteriormente, la figura 43 representa el llenado de la cavidad del molde.

Ejemplos de realización

Ejemplo 1

En este ejemplo, de acuerdo con las figuras 1 a 6, el producto 1 semiacabado espumable en forma de gránulos se produce a partir de la aleación de metal en polvo AISi10 y 0,8 % en peso de polvo del agente espumante TiH2. Los gránulos se introducen en la cavidad del molde de grafito de fundición de dos piezas 2, que en su parte más inferior tiene una entrada para la colada, por lo que la abertura de vertido en la entrada sale por encima del punto más alto de la cavidad del molde 2. El volumen del producto 1 semiacabado espumable ocupa aproximadamente el 20 % del espacio interior del molde 2. El molde 2 cerrado con el producto 1 semiacabado espumable se calienta, en la atmósfera protectora del nitrógeno, a 550 °C, donde no hay expansión del producto 1 semiacabado espumable. Después de la igualación de la temperatura del molde 2 y los gránulos, la aleación fundida AlSi10 precalentada a 900 °C se ha vertido, de acuerdo con la Fig. 2, en el molde 2 desde el exterior del horno a través de la entrada de tal manera que se llene al menos el 80 % del espacio libre en la cavidad del molde 2. Inmediatamente, es decir, aproximadamente 2 segundos después del vertido de la colada en el molde 2, el producto 1 semiacabado espumable se funde y se expande de acuerdo con las Figs. 3 y 4, que se manifiesta por el flujo inverso del líquido 3, es decir, la colada fluye fuera de la entrada al recipiente colector 4 debajo del molde 2. El flujo de salida de la colada cesa después de aproximadamente 20 segundos, lo que es una señal de que la expansión de los gránulos (o granulado) ha terminado. El molde 2 que ya se ha colocado fuera del horno se deja enfriar a una temperatura de aproximadamente 450 °C. Después de la apertura, el componente terminado se saca del molde 2; el componente es completamente producido por la espuma de aluminio con una porosidad general del 83 %. La colada completa vertida en el molde 2 ha sido empujada por la expansión del producto 1 semiacabado espumable fuera de la cavidad del molde 2; parte de la espuma se encuentra en la abertura de entrada.

Ejemplo 2

Los gránulos del producto 1 semiacabado espumable se prepararon en este caso de acuerdo con la figura 33 a partir de la aleación de aluminio en polvo AIMgSi y 1 % en peso del polvo del agente de espuma TiH2. Los gránulos se insertaron en la cavidad del molde de pared delgada 2 soldado de la lámina de acero. El volumen del producto 1 semiacabado ocupó aproximadamente el 20 % del espacio interior del molde 2. En la parte superior el molde 2 tiene salidas de aire circulares de 0,2 mm de diámetro y en la parte inferior tiene una abertura circular de 15 mm de diámetro. El molde 2 junto con el producto 1 semiacabado espumable se ha colgado en el autoclave especial encima del crisol con el plomo fundido cuya temperatura es de 950 °C. Después del cierre del autoclave, su espacio interior ha sido presurizado por el nitrogenado a 1 MPa (10 atm). Posteriormente, el molde 2 se ha sumergido completamente en el plomo fundido que ha fluido lentamente hacia la cavidad del molde 2, lo que es permitido por las salidas de aire en su parte superior que conducen por encima del nivel del plomo fundido.

Después de que el molde 2 está completamente lleno con el plomo líquido (aproximadamente 30 s) y después de 1 minuto, los gránulos completos se funden en el molde 2, lo que se manifiesta por la disminución de la temperatura en el molde 2 a aproximadamente 680 °C, pero los gránulos prácticamente no se expanden debido a la presión. La presión en el autoclave se reduce posteriormente a 0,15 MPa (1,5 atm), lo que provoca la expansión inmediata de los gránulos y el empuje del plomo fuera del molde 2 a través de la abertura inferior. La espuma de aluminio no sale por las salidas de aire superiores porque son demasiado pequeñas para la espuma y además conducen a la parte más fría que el plomo fundido, donde la aleación de aluminio usada solidifica y cierra las salidas de aire. Durante la expansión, el molde 2 se extrajo del crisol con el plomo de tal manera que la abertura del fondo permanece sumergida en la colada de plomo. Después del desmoldeo 2 del crisol, la espuma de aluminio solidifica bajo la influencia de la temperatura más baja en el espacio, por lo que hasta que se produzca la expansión de los gránulos tiene lugar su total solidificación. La tapa de la colada de plomo previene la salida de la espuma a través de la abertura inferior. Después de la solidificación total de la espuma de aluminio a aproximadamente 580 °C, casi toda la cavidad del molde 2 se llena con la espuma de aluminio; solo el área en la abertura inferior contiene el plomo fundido con la temperatura de solidificación por debajo de 400 °C, que después de la extracción completa del molde del crisol fluye de regreso al crisol.

Con respecto a la sobrepresión restante de 0,15 MPa en el autoclave, el diámetro aparente de los poros en la aleación de aluminio está limitado a 2 mm como máximo, por lo que la densidad aparente de la espuma fue de 0,55 g/cm3.

Ejemplo 3

En este ejemplo de acuerdo con las figuras 7 a 17, el producto 1 semiacabado espumable en forma de gránulos se prepara a partir de la aleación de aluminio en polvo AlMg1Si0,6 y 0,6 % en peso del polvo del agente de espuma TiH2. Los gránulos se vierten en el molde de silicona 2 en el modelo de cera del componente de forma. La rejilla del metal expandido inoxidable con un tamaño de malla de aproximadamente 1,5 mm se coloca en el molde de silicona 2 de tal manera que copia la superficie del molde 2 manteniendo la distancia de la pared interior. La rejilla del producto terminado también cumple la función del refuerzo 5. El volumen del producto 1 semiacabado espumable ocupa aproximadamente el 20 % del volumen del modelo de cera. El modelo de cera se ha sumergido en la suspensión cerámica mediante los métodos conocidos y se ha secado también mediante los métodos conocidos, hasta que se produce sobre el modelo la cubierta cerámica continua con un espesor de aproximadamente 4 mm. Después del secado de la cubierta con la cera, se ha creado la abertura en su parte inferior y la cera se ha derretido completamente a una temperatura de aproximadamente 100 °C. Sin embargo, los gránulos espumables y la rejilla de acero inoxidable permanecen en la cavidad del molde de cubierta 2, por lo que la rejilla copia la superficie del molde 2. La entrada producida a partir del material similar a la cubierta se coloca en la abertura de la parte inferior de tal manera que desemboca en la cavidad a una altura de aproximadamente 20 mm por encima de la parte inferior de la cavidad del molde 2.

Posteriormente se calienta la cubierta con la entrada, los gránulos y la rejilla inoxidable a la temperatura de 550 °C y luego la aleación de aluminio fundido AlMg1Si0,6 calentado a la temperatura de 850 °C se vierte en la cavidad de tal manera que se llena. todo el espacio libre de la cavidad del molde 2. Después del llenado del molde 2, la cavidad se desairea gradualmente a través de la pared de cerámica finamente porosa de la cubierta. Básicamente, inmediatamente después del vertido de la colada al encofrado, se produce la fusión del producto 1 - gránulos semielaborado espumable, así como su expansión, que se manifiesta por el flujo inverso de la colada - líquido 3, que sale de la entrada. El flujo de salida de la colada se detiene después de aproximadamente 15 segundos, lo que da una señal de que la expansión de los gránulos ha terminado. El molde 2 se deja enfriar a aproximadamente 400 °C. Después de la remoción de la cubierta cerámica, se extrae el componente terminado, por lo que este componente tiene un núcleo producido por la espuma de aluminio con una porosidad de aproximadamente 80 %. La espuma se encuentra en toda la superficie, que ha estado en la cavidad cubierta por la rejilla inoxidable, cubierta por una capa de aproximadamente 1 mm de espesor de la aleación compacta AlMg1Si0,6 en la que se ha soldado la rejilla, porque la espuma no podría haber alcanzado la superficie de la cavidad del molde 2 debido a la rejilla y por lo tanto no ha podido expulsar la aleación fundida. De la misma manera, el metal sin poros aparece en la parte inferior del componente, porque la espuma no pudo expulsar la colada del área alrededor de la entrada/salida. Resulta la fundición híbrida con el núcleo de espuma AlMg1Si0,6 y la capa superficial sin poros de 1 mm de espesor producida por la misma aleación. La capa de la superficie ha sido reforzada por el metal expandido inoxidable de manera similar al hormigón armado. En la parte inferior del componente se produce la capa sin poros de la aleación AlMg1Si0,6 con un espesor de aproximadamente 20 mm, que está diseñada para el taladrado de las roscas de fijación del componente.

Ejemplo 4

Las varillas según las figuras 38 a 43, producidas a partir del polvo de aluminio técnicamente puro y 0,4 % en peso del polvo del agente espumante TiH2, se conectaron mediante los alambres de aluminio a la tapa del molde de fundición de dos partes. 2 fabricado a partir de HBN de tal manera que el plano de división del molde 2 está en la parte más superior. El molde 2 constituye básicamente un recipiente cubierto por el tapón. En la parte más baja del molde 2 (en el recipiente) se coloca una entrada, por lo que la abertura de vertido a la entrada conduce por encima del nivel del plano divisor. El volumen del producto 1 semiacabado espumable ocupa aproximadamente el 20 % del espacio de la cavidad del molde 2. La parte inferior abierta del molde 2 (recipiente) se calienta a 850 °C y se llena con el plomo fundido a la misma temperatura hasta al menos 4/5 de la altura del recipiente. La tapa del molde 2 con el producto 1 semiacabado espumable adjunto se calienta al mismo tiempo en el horno a 550 °C donde la expansión del producto 1 semiacabado espumante todavía no tiene lugar.

Después de la regularización (o igualación) de la temperatura del molde 2 y de la colada de plomo, el tapón con el producto 1 semiacabado espumable adjunto se empuja hacia la parte inferior del molde 2 por medio del pistón neumático y el molde 2 está cerrado por la presión. Inmediatamente después del cierre del molde 2 y la inmersión del producto 1 semiacabado espumable en el plomo tiene lugar una expansión, que se manifiesta por el empuje del plomo fuera de la entrada. La salida del plomo se detiene después de aproximadamente medio minuto, lo que da una señal de que la expansión de los gránulos ha terminado. El molde de fondo 2, que después del cierre por la tapa y el comienzo de la formación de espuma básicamente se enfría inmediatamente a aproximadamente 150 °C, se deja enfriar a aproximadamente 500 °C. Después de la apertura, se extrae el componente terminado, completamente producido por la espuma de aluminio con una porosidad general del 78 %. Todo el plomo que se había vertido en la parte inferior del molde 2 ha sido expulsado por la expansión del producto 1 semiacabado espumable fuera de la cavidad del molde 2 a través de la entrada, por lo que la entrada también se llena completamente con la espuma.

Ejemplo 5

El proceso en este ejemplo según las figuras 18 a 26 es similar al ejemplo 1. El molde 2 es diferente; aquí tiene elementos 6 de forma que evitan el empuje del líquido 3 fuera del molde 2 durante la expansión del producto 1 semiacabado espumable. El líquido 3 en este ejemplo tiene una base idéntica al producto 1 semiacabado espumable.

Los elementos 6 de forma son, por ejemplo, nervios en los que fluye el líquido 3 pero no se supone que fluya hacia afuera. En las figuras 24 a 26, estas zonas están marcadas por el negro completo, que indica la masa sin poros del líquido solidificado 3 o, más precisamente, la colada solidificada con la base de material idéntica como base de la espuma. Es preferible que las nervaduras de enfriamiento o refuerzo tengan una estructura completa sin poros.

Ejemplo 6

El método en este ejemplo de acuerdo con las figuras 27 a 32 es similar al ejemplo 1 hasta el momento en que el líquido 3 sale del molde 2 donde la presión actúa contra el líquido 3 que sale de acuerdo con la Fig. 32. El pistón que actúa directamente en el sistema de admisión se representa esquemáticamente; Se pueden utilizar varios sistemas mecánicos o hidráulicos en funcionamiento real para crear presión. La estructura de la espuma se puede controlar mediante la presión. El molde 2 tiene una construcción suficientemente firme en este ejemplo.

Ejemplo 7

El uso del autoclave de acuerdo con las figuras 34 a 36 en este ejemplo proporciona una disposición importante para el lanzamiento de la expansión e influir en la estructura resultante de la espuma de acuerdo con la Fig. 33. El método de acuerdo con las figuras 27 a 32 es similar al del ejemplo 1, pero durante la colocación del líquido 3 en el molde 2 la presión exterior Pn actúa sobre el molde 2 y el líquido 3 e impide el lanzamiento de la expansión. La presión que actúa sobre el líquido 3 actúa, al mismo tiempo, desde el exterior del molde 2, de modo que el molde 2 no necesita ser resistente a la sobrepresión Pn.

Después de la liberación de la presión de acuerdo con la Fig. 36, comienza la expansión y la salida del líquido 3 al recipiente colector 4.

Ejemplo 8

El molde 2 no está dividido y es de una sola vez como se muestra en la figura 37. La cubierta del molde 2 se crea con el material cerámico no metálico; en particular, el molde 2 se produce mediante el secado de la suspensión que contiene partículas cerámicas aplicadas sobre el modelo de cera fundible del componente. El método común conocido por la preparación del modelo de cera se complementa con el hecho de que antes de la aplicación de las capas de la cubierta, el producto 1 semiacabado espumable, y alternativamente el refuerzo 5 también, se coloca en el modelo de cera o sobre su superficie. El producto 1 semiacabado espumable no se introduce en el molde 2 después de su producción, pero durante su producción; el molde 2 crece básicamente alrededor de la masa del producto 1 semiacabado espumable.

Aplicabilidad industrial

La aplicabilidad industrial es obvia. De acuerdo con esta invención, es posible producir industrial y repetidamente los componentes a partir de la espuma metálica, incluidos componentes complejos y grandes, de tamaño considerable, por lo que el calor necesario para la formación de espuma no necesita ser transferido a través de las paredes del molde, lo que disminuye significativamente. las demandas generales de energía y los costes de producción. La posibilidad de utilizar moldes baratos, únicos, pero también complejos y duraderos, permite la producción efectiva de diferentes seriales, que van desde prototipos hasta la producción industrial en masa con alto grado de automatización.

Lista de símbolos relacionados

1- producto semiacabado espumable

2- molde

3- líquido

4- recipiente de recolección

5- refuerzo

6- Elemento de forma en el molde HBN - Bornitrid hexagonal

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un método de producción de un componente a partir de una espuma metálica en el que un producto (1) semiacabado sólido espumable en forma de gránulos sólidos preparados a partir de una aleación de metal y un agente espumante se coloca dentro de una cavidad de un molde que se puede cerrar y/o molde (2) de una sola vez, el producto (1) semiacabado espumable se calienta a una temperatura de fusión de la aleación metálica, lo que produce una expansión deseada del producto (1) semiacabado espumable y luego, después de lograr un grado de expansión deseado, el encofrado (2) se enfría por debajo de una temperatura de solidificación de la espuma metálica producida, se caracteriza por el hecho de que

un líquido (3) con una densidad superior a la densidad aparente de la espuma resultante se coloca dentro de una cavidad del molde (2),

el líquido (3) tiene una temperatura superior a la temperatura de fusión de la aleación metálica,

el líquido (3) se pone en contacto con el producto (1) semiacabado espumable en la cavidad del molde (2) donde el líquido (3) transfiere un calor al producto (1) semiacabado espumable que hace que el producto (1) semiacabado espumable se expanda,

por lo que el producto (1) semiacabado espumable expandido es soportado por el líquido (3),

y durante la expansión al menos parte del líquido (3) sale del molde (2) a través de una abertura respectiva en el molde (2); preferiblemente, el líquido (3) es expulsado por la expansión del propio producto (1) semiacabado espumable.

2. El método de producción del componente a partir de la espuma metálica de acuerdo con la reivindicación 1 se caracteriza por el hecho de que el líquido (3) se coloca en el molde (2) empujándolo a través de una abertura en un fondo o en la parte más baja del molde (2); preferiblemente, al menos una parte del líquido (3) se expulsa posteriormente también a través de esta abertura.

3. El método de producción del componente a partir de la espuma metálica de acuerdo con la reivindicación 1 o 2 se caracteriza por el hecho de que el líquido (3) se coloca en el molde (2) después de la inserción de la cantidad medida del producto (1) semiacabado espumable y durante la expansión más del 75 % del líquido (1) se expulsa del molde (2); preferiblemente se expulsa más del 90 % del líquido (3).

4. El método de producción del componente a partir de la espuma metálica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 se caracteriza por el hecho de que una parte del líquido (3) permanece en el molde (2) donde solidifica junto con la espuma y crea una fundición híbrida que combina la espuma solidificada y el líquido (3) solidificado en un solo componente monolítico.

5. El método de producción del componente a partir de la espuma metálica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 se caracteriza por el hecho de que queda un espacio libre en la cavidad del molde (2) después de la inserción del producto semiacabado espumable se llena con el líquido (3) solo parcialmente, donde el líquido (3) y el producto (1) semiacabado antes de la expansión juntos tienen un volumen que es menor que un volumen interno de la cavidad del molde (2); preferiblemente, el espacio libre que queda en la cavidad del molde después de la inserción del producto (1) semiacabado espumable se llena con el líquido (3) solo en una cantidad que se determina sobre la base del peso y la granulometría del producto (1) semiacabado espumable.

6. El método de producción del componente a partir de la espuma metálica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 se caracteriza por el hecho de que durante un contacto mutuo del producto (1) semiacabado espumable con el líquido (3) el líquido (3) se expone a una presión que está a una temperatura dada que es superior a una presión que impide que el agente espumante libere un gas necesario para la formación de espuma y la expansión y que posteriormente, es decir, antes de la disminución de la temperatura del líquido (3) hacia la temperatura de solidificación de la espuma, la presión del líquido (3) disminuye por debajo del valor que impide que el agente espumante libere el gas a la temperatura dada.

7. El método de producción del componente a partir de la espuma metálica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 se caracteriza por el hecho de que el líquido (3) es una colada de un metal con una temperatura de fusión menor o mayor que la temperatura de solidificación de la espuma metálica.

8. El método de producción del componente a partir de la espuma metálica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 se caracteriza por el hecho de que el líquido (3) como la colada tienen una base con una composición química idéntica a la aleación metálica en el producto (1) semiacabado espumable.

9. El método de producción del componente a partir de la espuma metálica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 se caracteriza por el hecho de que antes de la colocación del líquido (3) un metal y/o un refuerzo (5) cerámico se inserta en la cavidad del molde (2), preferiblemente en forma de redes y/o rejillas y/o varillas y/o perfiles huecos y/o alambres y/o fibras; especialmente preferiblemente, el refuerzo (5) se inserta adyacente a una superficie interior del molde (2), por lo que una perforación en el refuerzo (5) crea un tamiz para una separación de la espuma del líquido sobre una superficie de una pieza fundida.

10. El método de producción del componente a partir de la espuma metálica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 se caracteriza por el hecho de que antes de la colocación del líquido (3) en el molde (2) el molde (2) se calienta a una temperatura superior a la temperatura de fusión del producto (1) semiacabado espumable.

11. El método de producción del componente a partir de la espuma metálica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 se caracteriza por el hecho de que durante el empuje del líquido (3) fuera del molde (2) parte del líquido (3) permanece en los pliegues del molde (2), donde solidifica en una fundición híbrida con la colada solidificada en su superficie con el espesor correspondiente a la forma de la cavidad o la forma y posición del elemento de forma.

12. El método de producción del componente a partir de la espuma metálica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 se caracteriza por el hecho de que el líquido (3) que fluye fuera del molde (2) se utiliza en otro ciclo de hacer espuma sin enfriar.

13. El método de producción del componente a partir de la espuma metálica de acuerdo con la reivindicación 12 se caracteriza por el hecho de que el líquido (3) fluye hacia un recipiente (4) colector y luego se calienta para un siguiente uso.

14. El componente que contiene la espuma metálica producida por el método de acuerdo con la reivindicación 4 se caracteriza por el hecho de que es una carrocería de un medio de transporte; y el componente incluye un esqueleto o una estructura y superficies de forma exterior en una sola pieza.

15. El molde para la producción del componente a partir de la espuma metálica por el método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 se caracteriza por el hecho de que se produce por secado de una suspensión que contiene partículas cerámicas aplicadas sobre un modelo fundible del componente, preferiblemente un modelo de cera del componente, por lo que el molde (2) está dividido y en su parte inferior tiene al menos una abertura para una entrada y salida del líquido (3) portador de calor, preferiblemente el metal fundido.