WO1999059790A1 - Spritzgusswerkzeug und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/007—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of moulds

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an injection mold made of metal for the limited mass production of injection molded parts with dimensions of typically greater than 1 mm.
  • the term "limited mass production” is used for the purpose of this description for the production of series with quantities in the order of magnitude of preferably 1000 to 100000 injection molded parts.
  • conventional injection molds can produce around ten times larger series, while the so-called rapid tooling or rapid prototyping processes are suitable for around ten times smaller series.
  • provisional tools made of various materials are often used to produce small quantities of prototypes or pre-series and small series.
  • Cast resin tools or even wooden molds in casting or thermoforming technology have been common for a long time.
  • the injection molding process has always brought a short-term end to the use of such provisional materials due to the high pressures in the mold. Recently, the interest in tools that can be produced quickly and inexpensively has increased again.
  • the invention is therefore based on the object of producing an injection molding tool which, on the one hand, can be produced quickly and inexpensively and, on the other hand, the production larger series than tools made of "soft materials" allow.
  • this is achieved by a method of the type mentioned at the outset, which is distinguished by the fact that a model of the injection-molded part to be produced is placed in a standard mold, the mold is poured out with the placed model by means of powder injection molding, the molded part is debindered and then sintered becomes.
  • Fig.l is a schematic representation of the process steps for producing an injection mold for the manufacture of a plastic gear
  • a model 1 of the injection molded part 2 to be produced in the present case a plastic gear wheel, can be produced in various ways.
  • the necessary dimensional additions to compensate for the shrinkage during sintering are known from powder injection molding technology.
  • a shape of the model is produced on the basis of CAD construction documents 3 by means of the known stereolithography 4 and the synthetic resin model 1 is cast in this in a casting process 5 which is also known per se.
  • this model is placed or assembled in a standard mold 6.
  • the mold is then closed and poured out using powder injection molding.
  • the resulting molded part 7 represents a so-called green body and is very easy to machine in this state.
  • the next step is the debinding of the molded part, which can be carried out in various ways, for example by thermal decomposition, solvent extraction, catalytic debinding, etc.
  • sintering follows, ie a pressure-free compression of the molded part, whereby approximately the theoretical density of the metallic material is reached.
  • the result is an injection molding tool 8 made of metal, which permits production on the order of 100,000 injection molded parts.
  • the advantages of this process lie in the relatively short time required from the design drawing to the finished tool. Typically, this doesn't take more than two weeks.
  • the process is extremely inexpensive. A tool that is manufactured using this process costs around 20 to 30% of a conventional production tool.
  • a further advantage lies in the possibility shown in FIG. 2 of producing a plurality of shaped parts 9, 10, 11 of the same type and storing them in the state of green bodies. Because of the simple reworkability in this state, they can be adapted very quickly to necessary changes if necessary. This means that the reworking, changes or repairs of the tool that are feared in conventional injection molding technology are no longer a problem.

Abstract

Das Verfahren zur Herstellung einer Spritzgussform aus Metall für die begrenzte Massenfertigung von Spritzgussteilen (2) besteht darin, aufgrund eines Modells (1) des zu fertigenden Spritzgussteils (2) mittels Pulverspritzguss ein Formteil (7) und aus diesem durch Entbindern und Sintern ein Werkzeug herzustellen.

Description

Spritzgusswerkzeug und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Spritzgusswerkzeuges aus Metall für die begrenzte Massenfertigung von Spritzgussteilen mit Abmessungen von typischerweise grösser als 1 mm. Der Begriff "begrenzte Massenfertigung" wird für den Zweck dieser Beschreibung für die Fertigung von Serien mit Stückzahlen in der Grössenordnung von vorzugsweise 1000 bis 100000 Spritzgussteilen verwendet. Im Vergleich dazu sind mit herkömmlichen Spritzgusswerkzeugen etwa zehn mal grössere Serien möglich, während die sogenannten Rapid-Tooling- bzw. Rapid-Prototyping-Verfahren für etwa zehn mal kleinere Serien geeignet sind.
Herkömmliche Spritzgusswerkzeuge für die Massenfertigung von Spritzgussteilen sind sehr aufwendig in der Herstellung und daher sehr teuer. Dies gilt vor allem auch für die Nachbearbeitung im Fall von nachträglich erforderlichen Änderungen. Sie sind daher nur für die echte Massenfertigung von Stückzahlen in Millionenhöhe wirtschaftlich.
Zur Herstellung von kleinen Stückzahlen von Prototypen oder auch von Vor- und Kleinserien werden deshalb häufig provisorische Werkzeuge aus diversen Materialien verwendet. So sind z.B. Giessharzwerkzeuge oder sogar Holzformen in der Giess- oder Warmformtechnik bereits seit längerer Zeit üblich.
Der Spritzgiessprozess hat aufgrund der hohen Drücke im Werkzeug dem Einsatz solcher provisorischer Werkstoffe immer ein kurzfristiges Ende bereitet. In jüngerer Zeit wächst das Inter¬ esse an schnell und kostengünstig herstellbaren Werkzeugen wieder stärker. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Spritzgusswerkzeug herzustellen, das einerseits schnell und kostengünstig herstellbar ist und andererseits die Herstellung grösserer Serien ermöglicht, als dies Werkzeuge aus "weichen Werkstoffen" zulassen.
Erfindungsgemäss wird dies gelöst durch ein Verfahren der eingangs erwähnten Art, das sich dadurch auszeichnet, dass ein Modell des zu fertigenden Spritzgussteils in einer Standard- Gussform plaziert wird, die Form mit dem plazierten Modell mittels Pulverspritzguss ausgegossen wird, das entstandene Formteil entbindert und anschliessend gesintert wird.
Im folgenden wird anhand der beiliegenden Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es zeigen:
Fig.l eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte zur Herstellung eines Spritzgusswerkzeugs für die Fertigung eines Kunststoffzahnrads und
Fig.2 einen speziellen Ausschnitt aus dem Herstellungsverfahren.
Ein Modell 1 des zu fertigenden Spritzgussteils 2, im vorliegenden Fall eines Kunststoffzahnrads, kann auf verschiedene Weise hergestellt werden. Die notwendigen Masszugaben zum Ausgleich der Schrumpfung beim Sintern sind aus der Pulverspritzgusstechnik bekannt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird aufgrund von CAD-Konstruktionsunterlagen 3 mittels der bekannten Stereolithographie 4 eine Form des Modells hergestellt und in dieser in einem ebenfalls an sich bekannten Giessvorgang 5 das Kunstharzmodell 1 gegossen.
In einem nächsten Schritt wird dieses Modell in einer Standard- Gussform 6 plaziert bzw. montiert. Anschliessend wird die Form geschlossen und mittels Pulverspritzguss ausgegossen. Das dabei entstehende Formteil 7 stellt einen sog. Grünkörper dar und ist in diesem Zustand sehr einfach zu bearbeiten. Als nächster Schritt folgt das Entbindern (debinding) des Formteils, das in verschiedener Weise erfolgen kann, z.B. durch thermische Zersetzung, Lösungsmittextraktion, katalytische Entbinderung etc. Schliesslich folgt als weiterer Schritt das Sintern (sintering) , d.h. eine drucklose Verdichtung des Formteils, wobei annähernd die theoretische Dichte des metallischen Werkstoffs erreicht wird. Das Ergebnis ist ein Spritzgusswerkzeug 8 aus Metall, das die Fertigung in einer Grössenordnung von 100000 Spritzgussteilen zulässt.
Die Vorteile dieses Verfahrens liegen zum einen in der relativ kurzen Zeit, die von der Konstruktionszeichnung bis zum fertigen Werkzeug benötigt wird. Typischerweise dauert dies nicht mehr als zwei Wochen. Zum anderen ist das Verfahren ausgesprochen kostengünstig. Ein Werkzeug, das mit diesem Verfahren hergestellt wird, kostet etwa 20 bis 30% eines herkömmlichen Produktionswerkzeuges. Schliesslich liegt ein weiterer Vorteil in der in Fig. 2 gezeigten Möglichkeit, mehrere gleichartige Formteile 9, 10, 11 herzustellen und sie im Zustand von Grünkörpern aufzubewahren. Sie können wegen der einfachen Nachbe- arbeitbarkeit in diesem Zustand bei Bedarf sehr schnell an notwendige Änderungen angepasst werden. Somit sind auch die in der herkömmlichen Spritzgusstechnik gefürchteten Nachbesserungen, Änderungen oder Reparaturen des Werkzeugs kein Problem mehr.
Als Werkstoff für das Werkzeug kommt vorzugsweise Stahl in Frage. Es sind aber auch andere Werkstoffe, die im Pulverspritzguss verarbeitet werden können, also auch z.B. Keramik, denkbar.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Spritzgussform aus Metall für die begrenzte Massenfertigung von Spritzgussteilen mit Abmessungen von typischerweise grösser als 1 mm, dadurch gekennzeichnet dass
(a) ein Modell des zu fertigenden Spritzgussteils in einer Standard-Gussform plaziert wird,
(b) die Form mit dem plazierten Modell mittels Pulverspritzguss ausgegossen wird,
(c) das entstandenen Formteil entbindert wird und
(d) das entbinderte Formteil gesintert wird.
2. Verfahren zur Herstellung einer Spritzgussform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil vor der Entbinderung nachbearbeitet wird.
3. Verfahren zur Herstellung einer Spritzgussform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Modell im sogenannten Rapid-Prototyping-Verfahren, z.B. mittels Stereo-Lithographie, hergestellt wird.
4. Spritzgussform aus Metall für die begrenzte Massenfertigung von Spritzgussteilen, dadurch gekennzeichnet, dass sie nach einem Verfahren gemass einem der Ansprüche 1 - 3 hergestellt ist.
5. Anwendung des Pulverspritzgussverfahrens zur Herstellung einer Spritzgussform aus Metall für die begrenzte Massenfertigung von Spritzgussteilen.
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BR9910562-4A BR9910562A (pt) 1998-05-19 1999-05-18 Processo para a produção de molde de injeção feito de metal, molde de injeção feito de metal, e, aplicação do processo de moldagem de pó injetado
CA002332798A CA2332798A1 (en) 1998-05-19 1999-05-18 Injection moulding tool and method for the production thereof
HU0102028A HUP0102028A2 (hu) 1998-05-19 1999-05-18 Fröccsöntő szerszám és eljárás fröccsöntő szerszám előállítására

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3027840B1 (fr) * 2014-11-04 2016-12-23 Microturbo Procede pour fabriquer une pale de turbine en ceramique

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0121929A2 (de) * 1983-04-09 1984-10-17 Sinto Kogio, Ltd. Durchlässige Form
EP0320811A1 (de) * 1987-12-16 1989-06-21 Eta SA Fabriques d'Ebauches Verfahren zur Herstellung einer Form zum Herstellen sehr kleiner Formkörper
JPH03267302A (ja) * 1990-03-16 1991-11-28 Olympus Optical Co Ltd 粉末の成形方法
JPH05104589A (ja) * 1991-10-15 1993-04-27 Takamatsu Kikai Kogyo Kk 射出成形金型の付属部品の形成方法
DE4332971A1 (de) * 1993-09-28 1995-03-30 Fischer Artur Werke Gmbh Verfahren zur Herstellung von ineinandergreifenden Teilen
US5405570A (en) * 1993-10-08 1995-04-11 Sintokogio, Ltd. Method of preparing a durable air-permeable mold
JPH08150437A (ja) * 1994-11-25 1996-06-11 Ube Ind Ltd 加熱・冷却孔を有する通気性金型の製造方法および通気性金型
WO1997019772A1 (en) * 1995-11-28 1997-06-05 Formkon Aps, Skive A method for producing a model for use in the manufacture of a multisection mould and a method for the manufacture of such multisection mould

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0121929A2 (de) * 1983-04-09 1984-10-17 Sinto Kogio, Ltd. Durchlässige Form
EP0320811A1 (de) * 1987-12-16 1989-06-21 Eta SA Fabriques d'Ebauches Verfahren zur Herstellung einer Form zum Herstellen sehr kleiner Formkörper
JPH03267302A (ja) * 1990-03-16 1991-11-28 Olympus Optical Co Ltd 粉末の成形方法
JPH05104589A (ja) * 1991-10-15 1993-04-27 Takamatsu Kikai Kogyo Kk 射出成形金型の付属部品の形成方法
DE4332971A1 (de) * 1993-09-28 1995-03-30 Fischer Artur Werke Gmbh Verfahren zur Herstellung von ineinandergreifenden Teilen
US5405570A (en) * 1993-10-08 1995-04-11 Sintokogio, Ltd. Method of preparing a durable air-permeable mold
JPH08150437A (ja) * 1994-11-25 1996-06-11 Ube Ind Ltd 加熱・冷却孔を有する通気性金型の製造方法および通気性金型
WO1997019772A1 (en) * 1995-11-28 1997-06-05 Formkon Aps, Skive A method for producing a model for use in the manufacture of a multisection mould and a method for the manufacture of such multisection mould

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"SPRITZGIESSEN KERAMISCHER UND METALLISCHER SINTERFORMTEILE", PLASTVERARBEITER, vol. 44, no. 3, 1 March 1993 (1993-03-01), pages 108 - 110, 112, XP000361354 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 016, no. 083 (M - 1216) 28 February 1992 (1992-02-28) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 017, no. 455 (M - 1466) 20 August 1993 (1993-08-20) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 096, no. 010 31 October 1996 (1996-10-31) *

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