MXPA97005407A - Metodo de construccion de moldes y partes de metal completamente densos - Google Patents

Abstract

Un método de construcción una parte de metal completamente densa o un medio molde de metal, para unirlo con otro medio para formar un molde completo para fundir partes múltiples. Los pasos de dicho método incluyen la colocación de un patrón en una base tubular del molde, la fundición de un miembro de cerámica sobre las superficies críticas del patrón, extraer el patrón de dicha base del molde, cubrir las superficies críticas transferidas al miembro de cerámica con un metal pulverizado (24) que tiene una temperatura de fusión mayor que la temperatura de fusión de un metal de infiltración (26), colocar una cantidad de un metal de infiltración (26) sobre el metal pulverizado (24), colocar la base tubular del molde (10) en un horno en una temperatura suficiente para fundir el metal de infiltración sin derretir el metal pulverizado, y extraer el miembro de cerámica (20) desde el primer extremo abierto de la base tubular del molde para exponer las superficies críticas. La cantidad de metal de infiltración es suficiente para llenar los huecos entre las partículas del metal pulverizado cuando el metal de infiltración es derretido, generando de este modo una parte de metal completamente densa. La parte de metal tiene superficies críticas transferidas desde el miembro de cerámica cuando el metal de infiltración se solidifica. El polvo de metal también actúa como un filtro para filtrar cualquier contaminación o metal oxidado que se encuentre dentro del metal de infiltraciòn de modo que la contaminación no manche la superficie acabada de la parte de metal completamente densa.

Description

MÉTODO DE CONSTRUCCIÓN DE MOLDES Y PARTES DE METAL COMPLETAMENTE DENSOS ANTECEDENTES DEL INVENTO La presente invención se refiere a métodos para la producción rápida de prototipos, y más particularmente, a métodos para la construcción de partes de metal y moldes de metal exactos, con los cuales se pueden moldear múltiples partes de prototipo. Antecedentes del Invento El lanzamiento al mercado productos nuevos más rápido que la competencia, está reconocido como una clave para ganar una participación mayor en el mercado. De este modo, existe un incentivo para acelerar cada uno de los pasos del desarrollo de nuevos productos. Un área de desarrollo del producto, la cual tiene un impacto importante en la oportunidad general para el lanzamiento del producto, es la fabricación de prototipos del producto y el empaque para su prueba en el mercado. Dicha prueba requiere generalmente de múltiples prototipos de apariencia, sensación y funcionamiento para que los consumidores los examinen o usen. Cuando se necesitan cantidades de producción, el moldeo es el medio normal para la producción de partes. El moldeo de la producción generalmente comprende partes de plástico que se fabrican en moldes de acero y moldes de cavidades múltiples, muy costosos. Por ejemplo, la mayor parte de las botellas son moldeadas sopladas y la mayor parte de las tapas de las botellas son moldeadas por inyección. Sin embargo, frecuentemente es necesario moldear partes de muestra, de modo que estas tengan las mismas características que las partes de producción. El desafío por lo tanto, es cuan rápidamente se pueden obtener partes de prototipo moldeadas. Ya existen algunas soluciones para la fabricación rápida de moldes para partes de muestra, con las cuales se puede fundir una cantidad pequeña de partes. Por ejemplo, los polvos refractarios y un enlace termoplástico, se pueden combinar bajo calor para obtener un patrón flexible de hule. Este proceso forma un artículo fresco, el cual es calentado después adicionalmente para extraer por fundición el enlazador. El infiltrado del artículo poroso resultante con un metal derretido con un bajo punto de fusión, forma un molde de alta densidad, el cual está libre de superficies maquinadas. La desventaja de este proceso es que los polvos son sinterizados con el objeto de mantener junto el molde, después de que se le ha removido el enlazador. La sinterización causa que las partículas ocupen un espacio menor del que podrían ocupar sin el sinterizado. Por lo que el encogimiento del sinterizado influye en la exactitud del molde y de las partes fabricadas con el mismo. Un artículo de metal sinterizado que tiene canales, tales como para el enfriamiento de líquidos, puede ser formado combinando alambres de cobre con polvos sinterizados. En la aplicación de la temperatura de sinterizado, los alambres se funden y son absorbidos dentro de los poros de las partj?ulas sinterizadas para formar los canales. Otro método para la elaboración rápida de prototipos, es la fundición de revestimiento, utilizando patrones generados por sistemas rápidos de elaboración de prototipos, en vez de los patrones de cera tradicionales, moldeados por inyección. Un ejemplo de dicho patrón es un patrón QuickCast™, el cual es una marca comercial de 3D Systems, Inc. de Valencia, CA. Un patrón hueco de plástico es recubierto con una concha delgada de cerámica, generalmente por medio de un proceso de inmersión. El plástico de la concha de cerámica es quemado dejando cantidades mínimas de residuo de ceniza después. Posteriormente, se vacía el metal derretido dentro de la concha de cerámica para fundir una parte de metal o un molde de metal para una parte de plástico. Como la concha tiene solamente un agujero pequeño para recibir el metal derretido, es difícil revisar las superficies críticas, con el objeto de cerciorarse si contienen residuos de ceniza. Cualquier cantidad de ceniza que permanezca dentro de la superficie crítica, arruinará potencialmente la fundición del metal. El metal derretido se enfría y se encoge de modo que las superficies críticas no se reproducen de manera exacta. Entre más grandes sean las partes, mayor será la falta de exactitud. Las mejoras en el proceso de fundición de revestimiento , utilizan una concha de cerámica, la cual es creada alrededor de un c patrón, mediante el vaciado de una pasta de cerámica y un enlazador que es controlado químicamente para proporcionar la colocación precisa de la concha de cerámica. Esta es una mejora al proceso de fundición, debido a que la elaboración de la concha es más rápida. Sin embargo, la fundición de revestimiento está todavía limitada a moldes de tamaño pequeño en donde el encogimiento del metal derretido no exagera las faltas de exactitud.

Lo que ha estado faltando es un método para fabricar rápidamente mitades exactas de moldes, principalmente con propósitos de moldeo por inyección, independientemente del tamaño de la parte, los cuales facilitan un cantidad relativamente grande de partes de plástico para moldearse con los mismos.

SUMARIO DEL INVENTO En un aspecto la presente invención se refiere a un método de construcción de medios moldes completamente densos, el cual comprende varios pasos. El primer paso comprende la colocación de un patrón en una base tubular del molde. La base tubular del molde tiene una temperatura de fusión mayor que un metal de infiltración. También tiene un primer extremo abierto y un segundo extremo abierto. El patrón tiene las superficies críticas colocadas hacia el primer extremo abierto. Otro paso comprende la fundición de un miembro de cerámica entre las superficies críticas del patrón y el primer extremo abierto de la base del molde para transferir las superficies críticas al miembro de cerámica. Todavía otro paso, comprende la extracción del patrón desde el segundo extremo abierto de la base del molde, exponiendo de este modo, las superficies críticas del miembro de cerámica que se encuentran dentro de la base tubular del molde. Todavía un paso adicional, comprende la cobertura de las superficies críticas del miembro de cerámica con un metal pulverizado desde el segundo extremo abierto de la base del molde. El metal pulverizado comprende partículas que tienen un punto de fusión mayor que la temperatura de fusión del metal de infiltración. Existe también el paso adicional de colocar una cantidad de un metal de infiltración sobre el metal pulverizado, y colocar la base tubular del molde, que tiene el segundo extremo abierto vertical, en un horno a una temperatura suficiente para fundir el metal de infiltración, sin derretir el metal pulverizado. La cantidad del metal de infiltración es suficiente para llenar los huecos entre las partículas del metal pulverizado cuando es fundido, generando de este modo, una mitad de un molde de metal completamente denso. La mitad del molde de metal tiene las superficies críticas del molde transferidas desde el miembro de cerámica cuando se solidifica el metal de infiltración, un paso final comprende la extracción del miembro de cerámica desde el primer extremo abierto de la base tubular del molde, exponiendo de este modo, las superficies críticas del molde para propósitos de moldeado. El paso de extracción del patrón puede comprender el quemado del patrón en una temperatura inferior a la temperatura de fusión de la base tubular del molde. El metal pulverizado puede ser seleccionado a partir del grupo consistente de acero, acero, inoxidable, tungsteno y carburo de tungsteno. El metal de infiltración puede ser seleccionado del grupo consistente de cobre, , aleación de cobre y cobre berilio. El método puede comprender adicionalmente un paso de , maquinado de la base tubular del molde, de modo que se pueda alinear un segundo molde respectivo con la mitad del molde de metal, con el objeto de fundir una parte completa . Otro paso puede incluir el maquinado de un orificio de colada, a través de la mitad del molde de metal con el objeto de introducir un material que se puede fundir en las superficies críticas del molde para fundir una parte. Otras opciones del proceso comprenden la colocación de un material aislante sobre la cantidad de metal de infiltración, cuando el metal de infiltración es fundido, de modo que el metal de infiltración se solidifica primero en las superficies críticas. El método puede comprender adicionalmente el paso de insertar un inserto de acero, tal como un tubo o manguitos enfriadores para los pernos hidroinyectores, dentro del metal pulverizado antes de fundir el metal de infiltración. La tubería de acero o insertos de manguito, tienen una temperatura de fusión superior a la temperatura del horno, de modo que el metal dq infiltración pueda colocar fijamente el tubo enfriador o los manguitos hidroinyectores cuando el metal de infiltración se solidifica. En otro aspecto de la presente invención, se proporciona, un método de fundición de una parte de metal completamente densa, la cual comprende el paso de colocar un polvo de metal dentro de un molde que tiene una superficie acabada y medios para contener el polvo de metal. El polvo de metal tiene una superficie opuesta a la superficie acabada del molde y una temperatura de sinterizado superior a la temperatura de fusión de un metal de infiltración. Otro paso comprende la fundición de un metal de infiltración dentro del polvo de metal de la superficie del polvo de metal opuesta a la superficie acabada del molde. El polvo de metal actúa como un filtro, a través del cual, fluye el metal de infiltración fundido hasta la superficie acabada del molde, filtrando de este modo fuera del metal de infiltración, cualquier metal contaminante y oxidado que se encuentre en la misma. Contaminantes, que si se solidifican en la superficie acabada del molde, causarían una superficie manchada en la parte fundida.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Aunque la descripción concluye con las reivindicaciones las cuales señalan de manera particular y distintiva la presente invención, creemos que la presente invención será comprendida de una manera más completa, después de leer la siguiente descripción detallada de las modalidades preferidas de la misma, tomadas en conjunto con los dibujos que la acompañan, en los cuales, los números de referencia similares identifican elementos idénticos y en los cuales: La Figura 1 es una vista superior plana de una base tubular del molde, la cual es un componente necesaria para el método de construcción del molde completamente denso de la presente invención; La Figura 2 es una vista frontal en elevación en secciones,, tomada a lo largo de la línea de, sección 2-2 de la Figura 1 , la cual, ilustra el interior de la base tubular del molde; , La Figura 3 es otra vista plana superior de la misma, que. describe un patrón de una parte insertada dentro de la base tubular del molde, teniendo el patrón un faldón, el cual hace posible que se fije de manera apretada; La Figura 4 es una vista frontal en elevación en secciones, tomada a lo largo de la línea de sección 4-4 de la Figura 3, la cual ilustra el patrón colocado dentro de la base tubular del molde; La Figura 5 es una vista frontal en elevación en secciones, similar a la Figura 4, la cual ilustra la adición de un material de cerámica el cual conforma las superficies críticas del patrón; La Figura 6 es una vista frontal en elevación en secciones, similar a la Figura 4, la cual ilustra la base tubular del molde recubierta de modo que el patrón es una parte superior de la superficie de transferencia de cerámica: La Figura 7, es una vista frontal en elevación en secciones, similar a la Figura 4, la cual ilustra un patrón quemado, o removido de algún otro modo, de la superficie de cerámica; La Figura 8 es una vista frontal en elevación en secciones, similar a la Figura 4, la cual ilustra una capa de partículas de metal cubriendo la superficie de cerámica, con un tapón de metal de infiltración reposando en la parte superior de las partículas, y una capa de material aislante encima del tapón; La Figura 9 es una vista frontal en elevación en secciones, similar a la Figura 4, la cual ilustra el resultado de colocar la base del molde en un horno y fundir el metal de infiltración dentro de las partículas de metal, transfiriendo de este modo las superficies críticas de la cerámica, a las partículas de metal infiltrado; La Figura 10 es una vista frontal en elevación en secciones, similar a la Figura 4, la cual ilustra la extracción del material de cerámica para exponer las superficies críticas del compuesto de metal. La Figura 1 1 es una vista frontal en elevación en secciones, la cual ilustra la base del molde girada 90° y con ambos extremos volteados hacia abajo para formar una mitad de un molde de metal completamente denso. La Figura 12 es una vista frontal en elevación en secciones, similar a la Figura 1 1 , la cual ilustra una segunda mitad del molde, construida de manera similar, para encajarla con la mitad del molde de la Figura 1 1 , de modo que se puede moldear una parte; y La Figura 13 es una vista frontal en elevación en secciones, de una parte moldeada por inyección entre las dos mitades respectivas del molde de la Figura 12.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DEL INVENTO Haciendo referencia ahora a los dibujos, y más particularmente a las Figuras 1 y 2, se ilustra una base de molde preferida de la presente invención, la cual proporciona un método de construcción de moldes de metal completamente densos, y es generalmente indicada con el 10. La base del molde 10 es tubular, con una superficie interna circular 12. La base tubular del molde 10 está hecha preferentemente de acero suave, tal como tubo sin soldadura. El material de la base del molde 10 debe tener un punto de fusión superior al de un metal de infiltración que se describirá más adelante. La base del molde 10 puede tener cualquier cantidad de formas diferentes de superficies internas 12, sin embargo, la preferida es la circular, debido a la facilidad para maquinarla lisa y redonda, tal como por torneado en un torno. La base del molde 10 está abierta en ambos extremos, teniendo un primer extremo abierto 1 1 y un segundo extremo abierto 13.

Las Figuras 3 y 4 ilustran un patrón de ejemplo 14, el cual es insertado dentro de la base del molde 10, fijándolo de manera apretada contra la superficie interna 12 y centrándolo en la misma. El patrón 13 tiene las superficies críticas 16, las cuales representan el exterior de un envase en forma de botella. El patrón 14 está hecho preferentemente por un proceso de estereolitrografía, bien conocido en el arte de la elaboración de prototipos, en el cual un diseño en un archivo electrónico, el cual describe el patrón, es convertido en una parte física, rápidamente por el curado con láser de un polímero. Aún más preferentemente, el patrón 14 está hecho de resina epóxica y es producido con una estructura de panal hueco mediante un proceso QuickCast™, marca comercial de 3D Systems, Inc. de Valencia, CA. Aunque se pueden hacer partes "parecidas" mediante la estereolitrografía, dichas partes son rígidas y quebradizas y no se siente "perciben mediante el tacto" como partes moldeadas. La Figura 4 muestra un patrón de resina epóxica 14 prensado dentro de la base tubular del molde 10 con superficies críticas de una envase en forma de botella 16 concéntricas con el eje de la pared interna 12 y colocadas hacia arriba, hacia el primer extremo abierto 1 1. El patrón 14 está diseñado con un faldón 18 el cual aisla las (superficies críticas 16 de la pared interna 12. La Figura 5 ilustra una mezcla de agua y yeso desgasificada al vacío en temperatura alta, vaciada dentro de la base tubular del molde 10 y sobre las superficies críticas 16 del patrón 14. Después de que se asienta el yeso para formar el miembro de cerámica 20, tomado de manera exacta la forma inversa 22 de las superficies críticas 16 del patrón 13, la base tubular del molde 10 es invertida tal y como lo ilustra la Figura 6, para la extracción fácil del patrón 14. La base tubular del molde 10 es colocada después en un horno, no mostrado, el cual tiene una temperatura de oxígeno para calentar la base del molde 10 hasta una temperatura de aproximadamente 1 100° F durante por lo menos tres horas. Esta temperatura asienta completamente el yeso para el procesamiento adicional y quema el patrón de resina epóxica 14, tal y como lo ilustra la Figura 7. Debido a la naturaleza hueca del patrón 14, este o se expande o quiebra el molde de cerámica 20, sino que simplemente lo choca contra sí mismo antes del quemado. La ceniza epóxica es removida después volteando el molde y separándolo del tubo abierto. El extremo abierto del tubo adyacente al patrón de resina epóxica permite el acceso fácil del oxígeno en el horno para la descarburización suficiente del patrón durante el quemado. El extremo abierto grande elimina la necesidad de la ventilación compleja como es común para la extracción del patrón en la fundición de revestimiento. También, las superficies críticas 16, transferidas al miembro de cerámica 20 como las superficies inversas 22, pueden ser revisadas fácilmente desde el extremo abierto del tubo, para ver que se haya extraído toda la ceniza. La Figura 8 ilustra la adición de un polvo fino de metal 24, tal como tungsteno, carburo de tungsteno o aleación de acero, sobre las superficies inversas 22 del miembro de cerámica 20. Después de que se ha vaciado el polvo de metal en la base tubular del molde, esta tubería es golpeada varias veces para asentar el polvo. Preferentemente se usa carburo de tungsteno, debido a su alto punto de fusión de aproximadamente 5050° F. La profundidad del polvo es suficiente para cubrir todas las superficies inversas criticas 22. El polvo 24 es colado preferentemente con una malla de menos 100/más 230, con tamaños de partículas en el rango de desde 63 mieras hasta 153 mieras. En la parte superior del polvo 24, se colocan partículas, virutas o pepitas del metal de infiltración 26 en una cantidad suficiente para llenar de sobra los huecos entre las partículas de polvo. El metal de infiltración 26 puede ser cobre o sus aleaciones, pero preferentemente es cobre berilio, debido a su dureza y conductividad térmica. La base tubular del molde 10 es colocada después en un horno de hidrógeno, no mostrado. Se coloca una capa de aislante 28 sobre las pepitas de cobre berilio 26. El horno es calentado hasta una temperatura de 2100° F y sostenido en dicha temperatura por lo menos durante una hora. En la atmósfera reductora del horno, esta temperatura causa que las pepitas de cobre berilio 26 se fundan y fluyan dentro del polvo no fundido 24 para formar un compuesto de metal 25, tal y como se ilustra en la Figura 9. El polvo de metal actúa como un filtro y evita que las impurezas provenientes del metal de infiltración fundido, alcancen las superficies críticas. Esto elimina la necesidad de un filtro poroso de cerámica, tales como aquellos que se usan para la fundición de revestimiento. Conforme el cobre berilio se enfría, se encoge. Sin embargo, las partículas de metal que no se fundieron 24, las cuales han sido empacadas juntas, proporcionan un porcentaje alto de volumen de material adyacentes a las superficies inversas críticas 22. Debido a que las partículas 24 no se funden o sinterizan en la temperatura de fusión del metal de infiltración 26, ellas no se encogen. El cobre berilio rellena los huecos entre las partículas y se funde en la superficie interior 12 de la base del molde del molde 10, haciendo que la base tubular del molde sea una parte permanente del molde. El aislante 28 ocasiona que el cobre berilio que se encuentra cerca de las superficies inversas críticas 22 se solidifique primero, y por lo tanto, se minimicen las fuerzas de deformación y encogimiento en las superficies 22 en donde el compuesto de metal asume de manera exacta las superficies críticas 30, la parte inversa de las superficies inversas 22 , y por lo tanto, la réplica de las superficies 16 del patrón 14. El metal de infiltración derretido 26 es conducido hacia abajo desde su superficie superior, conservándolo derretido por el aislante 28 conforme este se solidifica, causando que se forme un hoyuelo encogido 32 en la parte superior del exceso del metal de infiltración solidificado 34. El tamaño de las partículas, la distribución del tamaño de las partículas y la forma de las partículas del polvo de metal pueden afectar el procesado de varios modos. Las partículas más finas, generalmente dan como resultado, un acabado más liso de la superficie, pero también requieren de tiempos más prolongados de infiltración. La distribución del tamaño de las partículas afecta la densidad del vaciado del polvo de metal. La densidad del vaciado del polvo de metal de malla de menos 100/más 230, tiene un promedio típico de entre el 40% y el 55%. Diseñando la distribución del tamaño de partículas, las densidades de vaciado pueden ser aumentadas de manera significativa. Los polvos de carburo de tungsteno tienden a ser formados irregularmente, en vez de tomar la forma esférica. Esto puede afectar el flujo dentro de las distribuciones de los tamaños más finos de las partículas, tales como polvo de malla de menos 325, y causar la aglomeración cuando el polvo, es vaciado sobre las superficies críticas del miembro de cerámica. Dicha aglomeración afecta de manera adversa el acabado de la superficie del compuesto 25. Se usa preferentemente el polvo de carburo de tungsteno de malla menos 100/más 230, debido a que es fácil conseguirlo en el mercado y proporciona un buen acabado de la superficie. Los polvos más finos no solamente no fluyen bien, sino que también requieren de mayor cuidado, debido a que pueden ser un peligro potencial de inhalación y explosión. Durante el proceso de infiltración en el horno de hidrógeno, la base de acero tubular del molde 10 se expande térmicamente en una cantidad mayor que el miembro de cerámica 20. Esto ocasiona una brecha pequeña entre la superficie interior 12 y el miembro de cerámica 20. El metal de infiltración puede escurrir, a través de esta brecha. Sin embargo, la fuga es generalmente mínima y no causa problemas con el proceso. La fuga se podría evitar diseñando las distribución del tamaño de las partículas de metal cercanas a la brecha de modo que las fuerzas capilares en el polvo contraactúen con las fuerzas de gravedad, que actúan en el metal de infiltración derretido. La Figura 10 ilustra la extracción del miembro de cerámica 20 para exponer las superficies críticas 30.- El aislante 28 también es removido de la base tubular del molde 10. Finalmente, los extremos de la base tubular del molde 10 se voltean hacia abajo hasta el nivel de las superficies criticas más bajas 30, tal y como lo ilustra la Figura 1 1 , y el metal de infiltración 34 excesivo, se utiliza para revestir la superficie interna 12, formado de este modo, un medio molde 36. El medio molde 36 también tiene un orificio de colada 38 maquinado en el mismo, tal y como lo ilustra la Figura 12. La Figura 12 ilustra también un medio molde 40 siendo encajado con el medio molde 36 para formar una cavidad de moldeo entre ellos. El medio molde 40 está hecho preferentemente por el mismo método rápido de elaboración de prototipos que el medio molde 36. Los medios moldes 36 y 40 son combinados preferentemente para ser un molde de inyección. Cuando la resina plástica derretida es inyectada a través del orificio de colada 38 dentro de la cavidad, se moldea el artículo de la botella plástico 42. La botella de plástico 42 se ilustra en la Figura 13, extraída del molde. Las características importantes de este proceso son el use-de sus pasos rápidos de volteado, sencillos, y su transferencia exacta a las superficies críticas del patrón a la parte moldeada. También este proceso de elaboración de moldes no está limitado a partes pequeñas, como la fundición de revestimiento, en donde la falta de exactitud debida al encogimiento aumenta con el tamaño de la parte. La estructura del molde de metal completamente denso de la presente invención es tanto, altamente conductor del calor, como muy resistente al uso debido a la selección de los materiales. Los tubos de acero de agua para enfriamiento y/o los manguitos hidroinyectores, no ilustrados, se pueden agregar dentro del polvo de metal antes de que sea fundido el metal de infiltración.

El cobre berilio derretido entonces se solidifica alrededor de los insertos de acero sin fundir para fijarlos en su lugar. En una modalidad particularmente preferida de la presente invención, la base tubular del molde 10 está elaborada con tubo de acero sin costuras de bajo contenido de carbono, con un diámetro exterior de 101.6 mm, y un diámetro interior convertido de 88. ,9 mm y una longitud de 254 mm. El patrón 14 está formado por resina epóxica -SL5170, proveniente de 3D Systems, Inc. , y es generado a partir de un archivo electrónico por un proceso de estereolitografía, utilizando una máquina SLA-250, fabricada por 3D Systems, Inc. de Valencia, CA. El patrón 14 puede ser quemado fuera de la base del mold,e 10 a una temperatura de 1 100°F. El miembro de cerámica 20 se forma, vaciando una mezcla de agua y yeso sobre las superficies críticas 16 del patrón 14. El yeso es yeso Core Cl fabricado por Ransom «SB Randolf de Maumee, OH. Este resiste las temperaturas del metal derretido de 2500°F sin degradarse. Sin embargo, el miembro de yeso 20 puede ser extraído fácilmente de la base del molde, rompiéndolo físicamente y sacando la piezas sin tocar las partículas y la superficie del metal de infiltración. Alternativamente, se puede usar una inyección d,e aire de cuentas de vidrio, para remover el yeso sin perturbar la superficie de las superficies del molde de metal completamente denso. El aislante 28 es preferentemente Fiberfrax, fabricado por Carborundum Corp. , de Niágara Fallas, N.Y. Se prefiere una capa del aislante de por lo menos el mismo espesor del miembro de cerámica 20.

Aunque las modalidades particulares de la presente invención han sido descritas e ilustradas, será obvio para aquellos expertos en el arte, que se le pueden hacer varios cambios y modificaciones sin salirse del espíritu y alcance de la invención, y se tiene la intención de cubrir en las reivindicaciones adjuntas todas dichas modificaciones que se encuentran dentro del alcance de la presente invención, Por ejemplo, la descripción de la presente invención se ha enfocado principalmente hacia la fabricación de moldes de metal. Otras aplicaciones potenciales contempladas incluyen la fabricación de electrodos para el maquinado de descarga eléctrica (EDM) . Un electrodo de un compuesto de metal de aleación de cobre y aleación de tungsteno proporcionaría una conductividad eléctrica excelente y las propiedades de resistencia al uso esenciales para los procesos EDM.

Claims (14)

1. R E I V I N D I C A C I O N E S. 1. Un método de construcción de un medio molde completamente denso el cual comprende los pasos de : a) colocar un patrón en una base tubular del molde, teniendo dicha base tubular del molde una temperatura de fusión mayor que la temperatura de fusión de un metal de infiltración, un primer extremo abierto, y un segundo extremo abierto, teniendo dicho patrón superficies críticas orientadas hacia dicho primer extremo abierto; b) fundir un miembro de cerámica entre dichas superficies críticas de dicho patrón y dicho primer extremo abierto de dicha base del molde para transferir las superficies críticas a dicho miembro de cerámica; c) extraer dicho patrón desde dicho segundo extremo abierto de dicha base del molde, exponiendo de este modo dichas superficies críticas de dicho miembro de cerámica colocado dentro de dicha base tubular del molde; d) cubrir dichas superficies criticas de dicho miembro de cerámica con un metal pulverizado, comprendiendo dicho metal pulverizado partículas que tienen una temperatura de fusión mayor que la temperatura de fusión de un metal de infiltración; e) colocar una cantidad de un metal de infiltración encima de dicho metal pulverizado, colocando dicha base tubular del molde, que tiene dicho segundo extremo abierto de manera vertical, en un horno en una temperatura suficiente para fundir dicho metal de infiltración sin fundir dicho metal pulverizado y dicha base tubular del molde, siendo dicha cantidad de dicho metal de infiltración suficiente para llenar los huecos entre dichas partículas de dicho metal pulverizado, generando de este modo un medio molde de metal completamente denso, teniendo dicho medio molde de metal dichas superficies críticas del molde transferidas desde dicho miembro de cerámica cuando dicho metal de infiltración se solidifica; y f) extraer dicho miembro de cerámica desde dicho primer extremo de dicha base del molde tubular, para exponer dichas superficies críticas del molde con propósitos de moldeado.
2. 2. El método tal y como se describe en la Reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho paso de extracción de dicho patrón comprende el quemado de dicho patrón en una temperatura inferior a dicha temperatura de fusión de dicha base tubular del molde.
3. 3. El método tal y como se describe en la Reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende adicionalmente los pasos de: g) maquinado de dicha base tubular del molde de modo que, se pueda alinear un medio molde correspondiente, con dicho medio molde de metal para formar un molde completo con el objeto de fundir una parte; y h) maquinado de un orificio de colada a través de dicho medio molde de metal, con el objeto de introducir el material que se va a fundir en dichas superficies críticas del molde para fundir dicha parte .
4. 4. El método tal y como se describe en la Reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho metal pulverizado es seleccionado a partir del grupo consistente de acero, acero inoxidable, tungsteno y carburo de tungsteno.
5. 5. El método tal y como se describe en la Reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho metal de infiltración es seleccionado a partir del grupo consistente de cobre, aleación de cobre y cobre berilio.
6. 6. El método tal y como se describe en la Reivindicación 1 , caracterizado además porque un material aislante es colocado sobre dicha cantidad de metal de infiltración cuando dicho metal de infiltración es fundido, de modo que dicho metal de infiltración se solidifica primero en dichas superficies críticas.
7. 7. El método tal y como se describe en la Reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende adicionalmente el paso de insertar insertos de acero dentro de dicho metal pulverizado antes de fundir dicha cantidad de metal de infiltración, teniendo dichos insertos una temperatura de fusión superior a la temperatura de dicho horno, colocando de manera fija dicha cantidad de metal de infiltración, colocando dichos insertos cuando dicho metal de infiltración se solidifica en dichos huecos entre dichas partículas y alrededor de dichos insertos. ;
8. 8. Un método de construcción de un medio molde completamente denso, comprendiendo dicho método los pasos de: a) colocar un patrón de resina epóxica en una base tubular del molde, teniendo dicha base tubular del molde una temperatura de fusión mayor que la temperatura de fusión del metal de infiltración, un primer extremo abierto, y un segundo extremo abierto, teniendo dicho patrón superficies críticas orientadas hacia dicho primer extremo abierto; b) fundir un miembro de cerámica entre dichas superficies críticas de dicho patrón y dicho primer extremo abierto de dicha base del molde para transferir las superficies críticas a dicho miembro de cerámica; c) quemar dicho patrón de resina epóxica desde dicho segundo extremo abierto de dicha base del molde, exponiendo de este modo dichas superficies críticas de dicho miembro de cerámica que se encuentran dentro de dicha base tubular del molde; t d) cubrir dichas superficies críticas de dicho miembro de cerámica con un metal pulverizado, comprendiendo dicho metal pulverizado partículas que tienen una temperatura de fusión superior a la temperatura de fusión de un metal de infiltración; e) colocar una cantidad de un metal de infiltración encima de dicho metal pulverizado, y colocar un material aislante sobre dicha cantidad de un metal de infiltración; f) colocar dicha base tubular del molde, que tiene dicho segundo extremo abierto de forma vertical, en un horno de hidrógeno en una temperatura aproximada de 2100° F, siendo dicha cantidad de un metal de infiltración suficiente para llenar los huecos entre dichas partículas de dicho metal pulverizado cuando es fundido, generando de este modo un medio molde de metal completamente denso, teniendo dicho medio molde de metal dichas superficies críticas del molde transferidas desde dicho miembro de cerámica cuando dicha cantidad de un metal de infiltración se solidifica; g) extraer dicho miembro de cerámica desde dicho primer extremo abierto de dicha base tubular del molde, para exponer dichas superficies críticas del molde para propósitos de moldeado; h) maquinado de dicha base tubular del molde de modo que se pueda alinear un medio molde correspondiente con dicho medio molde de metal para formar un molde completo para fundir una parte; y i) maquinado de un orificio de colada a través de dicho medio molde de metal, con objeto de introducir dicho material que se va a fundir en dichas superficies críticas del molde para fundir dicha parte.
9. 9. El método tal y como se describe en la Reivindicación 8, caracterizado además porque dicho metal pulverizado es seleccionado a partir del grupo consistente de acero, acero inoxidable, tungsteno y carburo de tungsteno,
10. 10. El método tal y como se describe en la Reivindicación 8, caracterizado además porque dicho metal de infiltración es seleccionado a partir del grupo consistente de cobre, aleación de cobre y cobre berilio.
11. 1 1. El método tal y como se describe en la Reivindicación 8, caracterizado además porque comprende adicionalmente el paso de insertar insertos de acero dentro de dicho metal pulverizado antes de fundir dicha cantidad de metal de infiltración, teniendo dichos insertos una temperatura de fusión superior a la temperatura de dicho horno, colocando de manera fija dicha cantidad de metal de infiltración, colocando fijamente dichos insertos cuando dicho metal de infiltración se solidifica en dichos huecos entre dichas partículas y alrededor de dichos insertos.
12. 12. Un método para fundir una parte de metal completamente densa, comprendiendo dicho método los pasos de: a) colocar un polvo de metal dentro de un molde que tiene una superficie acabada y medios para contener dicho polvo de metal, teniendo dicho polvo de metal una superficie opuesta a dicha superficie acabada de dicho molde y una temperatura de sinterizado superior a la temperatura de fusión de un metal de infiltración; y b) fundir un metal de infiltración dentro de dicho polvo de metal desde dicha superficie de dicho polvo de metal opuesta a dicha superficie acabada de dicho molde, actuando dicho polvo de metal como un filtro a través del cual dicho metal de infiltración derretido fluye a dicha superficie acabada de dicho molde, filtrando de este modo, cualquier contaminación o metal oxidado contenidos en el metal de infiltración, los que si se solidifican en dicha superficie acabada de dicho molde causarían una superficie manchada de la parte fundida.
13. 13. El método tal y como se describe en la Reivindicación 12, caracterizado además porque dicho metal pulverizado es seleccionado a partir del grupo consistente de acero, acero inoxidable, tungsteno y carburo de tungsteno .
14. 14. El método tal y como se describe en la Reivindicación 12, caracterizado además porque dicho metal de infiltración es seleccionado a partir del grupo consistente de cobre, aleación de cobre y cobre berilio. EXTRACTO DEL INVENTO Un método de construcción una parte de metal completamente densa o un medio molde de metal, para unirlo con otro medio molde para formar un molde completo para fundir partes múltiples. Los pasos de dicho método incluyen la colocación de un patrón en una base tubular del molde, la fundición de un miembro de cerámica sobre las superficies críticas del patrón, extraer el patrón de dicha base del molde, cubrir las superficies críticas transferidas al miembro de cerámica con un metal pulverizado (24) que tiene una temperatura de fusión mayor que la temperatura de fusión de un metal de infiltración (26) , colocar una cantidad de un metal de infiltración (26) sobre el metal pulverizado (24), colocar la base tubular del molde (10) en un horno en una temperatura suficiente para fundir el metal de infiltración sin derretir el metal pulverizado, y extraer el miembro de cerámica (20) desde el primer extremo abierto de la base tubular del molde para exponer las superficies críticas. La cantidad de metal de infiltración es suficiente para llenar los huecos, entre las partículas del metal pulverizado cuando el metal de, infiltración es derretido, generando de este modo una parte de metal completamente densa. La parte de metal tiene superficies críticas transferidas desde el miembro de cerámica cuando el metal de infiltración se solidifica. El polvo de metal también actúa como un filtro para filtrar cualquier contaminación o metal oxidado que se encuentre dentro del metal de infiltración de modo que la contaminación no manche la superficie acabada de la parte de metal completamente densa.