DE102010017014A1

DE102010017014A1 - Method for manufacturing cooling channels in mold for manufacturing e.g. tool, involves forming individual elements such as joints, distributors or support structure by high-energy beam method

Info

Publication number: DE102010017014A1
Application number: DE201010017014
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Engel Gerd; Prof. Dr. Kochan Detlef
Original assignee: NEWKON GmbH
Current assignee: NEWKON GmbH
Priority date: 2009-05-18
Filing date: 2010-05-18
Publication date: 2012-02-09

Abstract

The predetermined parameters of cooling or heating behavior of the tool are calculated. The individual elements (3) such as joints (4), distributors (5) or support structure (7) are formed by high-energy beam method, and the moderate temperature element (2) is fixed in the back space. The individual elements are connected by releasable connections (10). The additional support elements that serve to fix in the return chamber are formed. An independent claim is included for arrangement for manufacturing cooling channels in mold.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Herstellung von konturbezogenen Temperierkanälen in Werkzeugen bzw. Werkzeugeinsätzen, Kernen und Schiebern mit räumlicher Fixierung der Temperierelemente im Rückraum unter Nutzung hochenergetischer Strahlverfahren und anschließenden Hinterfüllen des Funktionsbereiches (Ausgießen des Rückraumes).The invention relates to a method and an arrangement for the production of contour-related tempering in tools or tool inserts, cores and sliders with spatial fixation of the tempering in the back space using high-energy blasting process and subsequent backfilling of the functional area (pouring the back space).

Zur Herstellung von Formteilen in großen Stückzahlen werden heute wiederverwendbare Formen eingesetzt. Solcherart Werkzeuge sind vor allem aus der Kunststoffverarbeitung, beispielsweise aus dem Spritzgießen oder auch dem Druckgießen bekannt. Dabei sind die Werkzeuge aus mehreren Werkzeugeinzelteilen zusammengesetzt oder sind mit Werkzeugeinsätzen versehen.Today, reusable molds are used to produce molded parts in large numbers. Solcherart tools are known mainly from the plastics processing, for example, from injection molding or die casting. The tools are composed of several tool parts or are provided with tool inserts.

Werkzeuge bzw. Werkzeugeinsätze für abformende Fertigungsverfahren der Kunststoffverarbeitung und Gießereitechnik werden vorwiegend aus Vollmaterial (Halbzeug z. B. runder oder rechteckiger Form) hergestellt, wobei dabei die spätere Kontur der Werkzeugteile nur in den Außenabmessungen berücksichtigt wird. Bevorzugte Werkstoffe sind Stahl und Aluminium. Für geometrich komplizierte Objekte, insbesondere solche mit Freiformflächen, ist ein hoher Bearbeitungsaufwand in der Regel mit spanabhebender bzw. senkerodierender Bearbeitung erforderlich. Zudem sind die Genauigkeitsanforderungen an die Werkzeugeinzelteile z. B. bei Spritzgusswerkzeugen extrem hoch. Sie erfordern oftmals eine Maßgenauigkeit von 0,01 mm. Diese Werkzeuge weisen Kühlkanäle auf um eine schnelle und gleichmäßige Abkühlung der mit dem Werkzeug hergestellten Kunststoffteile zu erreichen. Kühlkanäle, die durch nachträgliches Bohren eingebracht werden, sind so nah wie möglich an der Werkzeuginnenkontur (Gravur, Kavität) anzuordnen, um dort einen maximalen Kühleffekt zu erzielen. Diese Bohrungen werden heute abtragend hergestellt. Sind sie durch Bohren hergestellt verlaufen sie nur geradlinig. Damit kann bei nicht ebenen Kunststoffteilen der optimale Abstand zu den Bohrungen zur Formoberfläche nicht erreicht werden. Die Folgen sind längere Fertigungszeiten für die Kunststoffteile und durch die ungleichmäßige Abkühlung Abweichungen des gefertigten Kunststoffteiles von der gewünschten Form (thermischer Verzug des Kunststoffteiles).Tools or tool inserts for molding manufacturing processes of plastics processing and foundry technology are mainly made of solid material (semi-finished, for example, round or rectangular shape), whereby the later contour of the tool parts is taken into account only in the outer dimensions. Preferred materials are steel and aluminum. For geometric complicated objects, especially those with free-form surfaces, a high processing cost is usually required with cutting or senkerodierender processing. In addition, the accuracy requirements for the tool items z. B. in injection molding tools extremely high. They often require a dimensional accuracy of 0.01 mm. These tools have cooling channels to achieve a quick and even cooling of the plastic parts made with the tool. Cooling channels, which are introduced by subsequent drilling, are to be arranged as close as possible to the tool inner contour (engraving, cavity), in order to achieve a maximum cooling effect there. These holes are produced today eroding. If they are made by drilling, they are straightforward. This can not be achieved with non-planar plastic parts of the optimal distance to the holes to the mold surface. The consequences are longer production times for the plastic parts and the uneven cooling deviations of the manufactured plastic part of the desired shape (thermal distortion of the plastic part).

Um die Bohrungen zu einem Temperiersystem verbinden zu können, müssen häufig ein Teil der Bohrungen mit speziellen Stopfen später wieder verschlossen werden. Liegen diese Verschlüsse in der formgebenden Oberfläche des Werkzeuges, ergeben sich dadurch später an diesen Stellen auf dem Kunststoffteil qualitätsmindernde Oberflächenmarkierungen. Neben dieser Minderung der Oberflächenqualität verursacht dieses Verschließen einen weiteren nicht unerheblichen Zeit- und Kostenaufwand. Diese Nachteile der Temperierung mit Bohrungen sind bei Werkzeugeinzelteilen für Spritzgusswerkzeuge bekannt. Es werden daher bei solcherart Werkzeugen für nicht ebenflächige Kunststoffeile oft zusätzliche spezielle Temperierelemente wie z. B. Spiralkühlfinger, die jedoch die Werkzeugkosten nochmals erhöhen, eingesetzt. Eine optimale Temperierung kann dadurch jedoch ebenfalls nicht erreicht werden.In order to be able to connect the bores to a tempering system, often a part of the bores must be closed again later with special plugs. If these closures lie in the shaping surface of the tool, quality-reducing surface markings will later be produced at these locations on the plastic part. In addition to this reduction in the surface quality of this closure causes a further significant time and cost. These disadvantages of tempering with holes are known in tool parts for injection molding tools. There are therefore in such kind of tools for non-planar plastic parts often additional special tempering such. As spiral cooling fingers, but the tool costs increase again, used. However, optimal temperature control can not be achieved by this.

Die Fertigungskosten für die Herstellung dieser Werkzeuge sind entsprechend den Genauigkeitsanforderungen der damit hergestellte Spritzgussteile oder Druckgussteile auf Grund der hohen Drücke während des Abformens von ca. 100 Tonnen und mehr und den Anforderungen an eine hohe Dichtigkeit des Werkzeuges sehr hoch.The production costs for the production of these tools are very high in accordance with the accuracy requirements of the injection molded parts or die castings produced thereby due to the high pressures during the molding of about 100 tons and more and the requirements for a high tightness of the tool.

In erster Linie sind diese Anforderungen nur mit Werkzeugen aus Stahl erfüllbar. Probleme treten insbesondere bei der spanabhebenden Bearbeitung der Halbzeuge aus denen die Werkzeuge hergestellt werden, auf. Dabei werden Spannungen aus dem Werkzeug frei, die zur Verformung des Werkzeugteiles oder Werkzeuges führen. Die Folge davon ist eine langwierige zeitaufwendige abgestufte Bearbeitung mittels abtragender Herstellungsverfahren in Verbindung mit langwierigen thermischen Behandlungen um die Spannungen im Werkzeug zu vermindern.First and foremost, these requirements can only be fulfilled with steel tools. Problems occur in particular in the machining of the semi-finished products from which the tools are made on. This stresses are released from the tool, which lead to deformation of the tool part or tool. The result of this is a tedious, time-consuming step-by-step process by means of machining processes in combination with lengthy thermal treatments to reduce the stresses in the tool.

Es gibt verschiedene Erfindungen mit dem Ziel, die Kühlung darüber hinaus zu verbessern. Derartige Patente gehen nach wie vor, von Kühlkanälen – wenn auch verbesserten aus und betreffen immer nur ein spezielles Verfahren (z. B. Spritzguss). Solche Lösungen sind aus den Schriften DE 42 34 961 , DE 44 44 796 und DE 195 21 733 bekannt. Zur Herstellung von Werkzeugen bzw. Werkzeugeinsätzen aus Blockmaterial ist ein hoher Bearbeitungsaufwand (Zeit und Kosten) für das Schnuppen, Schlichten, eventuell notwendiges Senkerodieren und das Einbringen von Kühlkanälen kennzeichnend.There are several inventions with the aim to improve the cooling beyond. Such patents are still based on cooling ducts - albeit improved - and always relate only to a specific process (eg injection molding). Such solutions are from the scriptures DE 42 34 961 . DE 44 44 796 and DE 195 21 733 known. For the production of tools or tool inserts made of block material is a high processing cost (time and cost) for snuffing, finishing, possibly necessary Senkerodieren and the introduction of cooling channels characteristic.

Des Weiteren ist keine optimale, gleichmäßige Kühlung der Werkzeuggravuren möglich, da ja die Kühlkanäle, die aufgrund ihrer Herstellung durch Bohren grundsätzlich linear verlaufen, sich der Gravur nur sehr grob und ungleichmäßig annähern. Insbesondere für geometrisch komplizierte Objekte mit Freiformflächen kann durch die unvollständige Annäherung an die Kavitäten keine gleichmäßige Kühlung erreicht werden. Je nach der Materialdicke zwischen Gravur und Kühlkanal unterscheiden sich die Werkzeugtemperaturen im Gravurbereich; es bilden sich thermische Zentren (Bereiche mit besonders hoher Temperatur).Furthermore, no optimal, uniform cooling of the tool engravings is possible, since the cooling channels, which basically run linearly due to their production by drilling, approach the engraving only very roughly and unevenly. In particular, for geometrically complicated objects with free-form surfaces can not be achieved by the incomplete approach to the cavities no uniform cooling. Depending on the material thickness between engraving and cooling channel, the tool temperatures differ in the engraving area; Thermal centers are formed (areas with a particularly high temperature).

Daraus resultieren:

– lange Zykluszeiten,
– geringe Werkzeugstandzeit,
– Verzug des Werkzeugs bzw. Werkzeugeinsatzes,
– Spannungen und Verzug im Werkstück (Guss- bzw. Kunststoffteil)
– Einfallstellen und Porositäten.
– Qualitätsmängel

This results in:

- long cycle times,
- low tool life,
- delay of the tool or tool insert,
- Tensions and distortion in the workpiece (cast or plastic part)
- sink marks and porosities.
- quality defects

Für größere Werkzeuge oder Werkzeugeinsätze wird das Problem der punktgenauen Kühlung noch problematischer. Zudem können durch den Verzug des Werkzeuges bzw. Werkzeugeinsatzes bei der Herstellung Dichtigkeitsprobleme im späteren Dauerbetrieb auftreten, da in der Regel auch größere Drücke eingesetzt werden. Leckverluste an Kühlflüssigkeit können Störungen im direkten Fertigungsprozess (Spritzgießen bzw. Druckgießen) verursachen.For larger tools or tool inserts, the problem of pinpoint cooling becomes even more problematic. In addition, due to the delay of the tool or tool insert during manufacture, leakage problems may occur in later continuous operation, since generally larger pressures are also used. Leakage losses in the coolant can cause disruptions in the direct manufacturing process (injection molding or die casting).

Bekannt sind auch Werkzeuge bzw. Verfahren zur Herstellung von Werkzeugen, mit denen nicht ebene Kunststoffteile hergestellt werden sollen, die aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt sind. Dabei sind in einzelne Werkzeugteile mäanderförmige Kühlkanäle eingebracht. Diese Einzelteile des Werkzeuges werden dann so dichtend miteinander verbunden, dass keine Kühlmittel austreten können. Solcherart Werkzeuge sind bedingt durch ihre aufwendige Herstellung noch teuerer.Are also known tools or methods for the production of tools with which non-planar plastic parts to be produced, which are composed of several individual parts. Meander-shaped cooling channels are introduced into individual tool parts. These individual parts of the tool are then connected so tightly together that no coolant can escape. Such tools are due to their complex production even more expensive.

Bei der Herstellung von Gießharzformen, d. h. bei Gießprozessen mit niedriger Temperatur, ist es bekannt Einzelteile, wie z. B. Rohre in der Gießharzform so anzuordnen, dass sie im Gießprozess mit eingegossen werden. Diese Giesharze besitzen jedoch nur geringe thermische und mechanische Eigenschaften, so dass sie nur zur Herstellung von Prototypen eingesetzt werden können.In the production of cast resin molds, d. H. in casting processes with low temperature, it is known items such. B. pipes in the cast resin mold so that they are poured in the casting process. However, these casting resins have only low thermal and mechanical properties, so that they can be used only for the production of prototypes.

Aus dem „Dubbel” Taschenbuch für den Maschinenbau, 19. Auflage Springer Verlag, Berlin, Heidelberg New York 1997 ist es bekannt, Rohre mittels Gießen für den Bereich des Graugusses im Werkstück einzugießen.From the "Dubbel" Paperback for Mechanical Engineering, 19th Edition Springer Verlag, Berlin, Heidelberg New York 1997 It is known to pour pipes by casting for the range of gray cast iron in the workpiece.

Weiterhin ist es aus der DE 101 59 456 A1 bekannt Temperierkanäle in Werkzeugen bzw. Werkzeugeinsätzen in einer neuen Qualität anzuordnen. Dabei ist die innere Wand des Werkzeuges bzw. des Werkzeugeinsatzes analog der Kontur der Gravur/Kavität ausgeformt. Das bedeutet, dass die innere Wand ein Konturnegativ des herzustellenden Erzeugnisses darstellt und in konturparallelem Abstand mit definierter Wandstärke ganz oder teilweise hinterformt ausgebildet ist. Bei nur teilweiser Hinterformung folgen die Kühlkanäle ebenfalls in konterparallelem Abstand der Kontur der inneren Wand des Werkzeuges bzw. des Werkzeugeinsatzes. Das Werkzeug bzw. der Werkzeugeinsatz ist vollständig geschlossen. Es besteht aus einem Stahlgussteil in dessen Inneren mindestens ein Rohr mit mindestens einer Temperiermitteleintrittsöffnung und mindestens einer Temperiermittelaustrittsöffnung angeordnet ist. Das oder die eingegossenen Rohre sollen sich während des Gießens stoffschlüssig mit dem Gussmaterial verbinden, so dass ein sehr guter Wärmeübergang zwischen Werkzeug, bzw. Werkzeugeinsatz und Temperiermedium gewährleistet werden kann. Bei diesem Verfahren zur Herstellung von Werkzeugen bzw. Werkzeugeinsätzen für abformende Fertigungsverfahren der Kunststoffverarbeitung und Gießereitechnik werden Rohre im Inneren des Werkzeuges bzw. Werkzeugeinsatzes so eingegossen, dass sie in ihrem Verlauf der Kavität des Werkzeuges angepasst sind, wobei die Rohre mittels Gießen von Stahl nach dem Vollformguss eingegossen werden sollen. Die Ur-, Fertigungs- und Kernmodelle der Werkzeuge bzw. Werkzeugeinsätze sind dabei mittels eines Rapid-Prototyping-Verfahrens oder mittels Hochgeschwindigkeitsfräsen HSC gefertigt.Furthermore, it is from the DE 101 59 456 A1 to arrange known tempering channels in tools or tool inserts in a new quality. In this case, the inner wall of the tool or the tool insert is formed analogously to the contour of the engraving / cavity. This means that the inner wall is a contour negative of the product to be produced and formed in contour-parallel distance with a defined wall thickness completely or partially formed behind. With only partial shaping of the back follow the cooling channels also in konterparallelem distance of the contour of the inner wall of the tool or the tool insert. The tool or the tool insert is completely closed. It consists of a steel casting in the interior of which at least one tube with at least one tempering medium inlet opening and at least one tempering medium outlet opening is arranged. The cast-in pipe (s) should bond cohesively to the casting material during casting so that a very good heat transfer between the tool or tool insert and the tempering medium can be ensured. In this process for the production of tools or mold inserts for molding production processes of plastics processing and foundry technology pipes are poured inside the tool or tool insert so that they are adapted in their course of the cavity of the tool, the pipes by casting steel after the Full casting should be poured. The original, production and core models of the tools or tool inserts are manufactured by means of a rapid prototyping method or HSC using high-speed milling.

In einem Beispiel wird beschrieben, wie ein oder mehrere Kühlkanäle in konturparallelem Abstand analog der Kontur der Gravur/Kavität mäanderförmig im Werkzeug bzw. Werkzeugeinsatz angeordnet werden sollen. Allerdings ist diese Lösung nur für Rohre mit relativ großen Wandstärken geeignet, da bei geringen Wandstärken das Rohrmaterial in einzelnen Bereichen der Form so weit aufschmilzt, dass sich die geforderte Lage der Rohre verändert, oder die Rohre ganz wegschmelzen. Bei Rohren mit großen Wandstärken besteht des Weiteren das Problem, dass die relativ großen Krümmungsradien der Rohre den oftmals kleineren Krümmungsradien des Oberflächenverlaufs der Funktionsfläche, die ja optimal gekühlt werden soll, nicht folgen können. Diese Lösung ist deshalb nur für einfache wenig gekrümmte Oberflächen geeignet. Komplizierte Rohrkonstruktionen, vor allem in mehreren Raumachsen lassen sich nur mit erheblichen technologischen Aufwand herstellen.In one example, it is described how one or more cooling channels are to be arranged at a contour-parallel distance analogous to the contour of the engraving / cavity in a meandering manner in the tool or tool insert. However, this solution is only suitable for pipes with relatively large wall thicknesses, since at low wall thickness, the pipe material in certain areas of the mold so far melts that changes the required position of the tubes, or completely melt away the tubes. In the case of pipes with large wall thicknesses, there is also the problem that the relatively large radii of curvature of the pipes can not follow the often smaller radii of curvature of the surface profile of the functional surface, which is to be optimally cooled. This solution is therefore suitable only for simple little curved surfaces. Complicated pipe constructions, especially in several spatial axes, can only be produced with considerable technological effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung von konturbezogenen Temperierkanälen in Werkzeugen bzw. Werkzeugeinsätzen, Kernen und Schiebern zu schaffen, bei dem wahlweise sowohl räumlich kleine Temperierstrukturen als auch räumlich große Temperierstrukturen zur Temperierung ausgebildet werden können und darüber hinaus eine neuartige Anordnung von Elementen erfolgt die mehrfach wiederverwendet werden können und die in die Nähe der aktiven Oberflächen im Inneren der Werkzeuge bzw. Werkzeugeinsätze, Kerne und Schieber angeordnet werden können und die zudem auch weitgehend dem Verlauf der Kavität folgen.The invention is based on the object to provide a method for the production of contour-related tempering in tools or tool inserts, cores and slides, in which either both spatially small tempering as well as spatially large temperature control can be formed for temperature control and beyond a novel arrangement of elements which can be reused several times and which can be placed in the vicinity of the active surfaces inside the tools or tool inserts, cores and slides and also also largely follow the course of the cavity.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des 1 oder 8 Patentanspruches gelöst. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren rückbezüglichen Unteransprüche. Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von konturbezogenen Temperierkanälen in Werkzeugen bzw. Werkzeugeinsätzen, Kernen und Schiebern 1 mit räumlicher Fixierung der Temperierelemente 2 im Rückraum 9 unter Nutzung hochenergetischer Strahlverfahren und anschließenden Hinterfüllen des Funktionsbereiches 9 (dies bedeutet, dass der Rückraum 9 ausgegossen wird) erfolgt zunächst eine genaue Simulation der Temperaturverteilung während des aktiven Einsatzes des Werkzeuges bzw. Werkzeugeinsatzes, Kernen und Schiebern 1 mittels spezieller erstellter Rechenprogramme. Diese Rechnerprogramme berechnen über vorgebbare Parameter aus dem Abkühlungs- oder Erwärmungsverhalten des Werkzeuges 1 einen optimierten Verlauf der Temperierung. Aus dieser optimierten Temperierung wird ebenfalls rechnergestützt die Dimensionierung und Anordnung der Temperierelemente 2 vorgenommen. Die bereits aus verschiedenen Schutzrechtsanmeldungen in ähnlicher Art und Weise ausgebildeten und bekannten Temperierelemente werden hier in neuartige untereinander koppelbare Einzelelemente 3 zerlegt, dies bedeutet es werden eine Reihe von standardisierten Einzelelementen 3 generiert die untereinander leicht koppelbar ausgebildet sind. Solche Einzelelemente 3 sind bevorzugt zunächst Verbindungsstücke 4 und/oder Verteilerstücke 5 und/oder Neststücke 6 und/oder Stützelemente 7 und/oder Zusammenführungen 8. Diese neuartigen koppelbaren Einzelelemente 3 werden mittels hochenergetischer Strahlverfahren hergestellt, wobei die zusätzlichen Stützelemente, die zur Fixierung im Rückraum 9 dienen, aber auch mit anderen Umform- oder Urform- oder Fertigungsverfahren hergestellt sein können.The object is achieved by the features of claim 1 or 8. Further expedient embodiments of the invention are the subject of further reclaimed subclaims. In the inventive method for the production of contour-related tempering in tools or tool inserts, cores and slides 1 with spatial fixation of the tempering 2 in the back room 9 using high-energy blasting processes and subsequent backfilling of the functional area 9 (this means that the backspace 9 is poured out) is first an accurate simulation of the temperature distribution during the active use of the tool or tool insert, cores and slides 1 using specially created computer programs. These computer programs calculate via specifiable parameters from the cooling or heating behavior of the tool 1 an optimized course of tempering. From this optimized temperature control is also computer-aided the dimensioning and arrangement of the tempering 2 performed. The tempering elements, which have already been formed and are known from various patent applications in a similar manner, are here transformed into novel individual elements which can be coupled to one another 3 disassembled, this means it will be a set of standardized individual elements 3 generates the mutually easily coupled formed. Such individual elements 3 are preferably first connectors 4 and / or manifolds 5 and / or nest pieces 6 and / or support elements 7 and / or mergers 8th , These novel coupling individual elements 3 are made by high-energy blasting process, with the additional support elements for fixing in the back room 9 serve, but can also be produced with other forming or molding or manufacturing processes.

Die Einzelelemente 3 sind so ausgebildet, dass diese untereinander druckdicht mittels lösbarer und/oder nicht lösbarer Verbindungen 10 wahlweise sowohl außerhalb und/oder auch innerhalb des Werkzeuges bzw. Einsatzes, Kernes und Schiebers 1 verbunden werden können. Anschließend nach dem Zusammenbau im Rückraum 9, d. h. im Funktionsbereich 9 des Werkzeuges 1 erfolgt eine weitere Fixierung der Temperierelemente 2 im Rückraum 9. Zum Schluss wird der Rückraum 9 aus Stabilitätsgründen und aus Gründen des besseren Wärmeüberganges mit geeigneten Materialien hinterfüllt. Durch dieses Verfahren können die Werkzeuge Kerne und Schieber 1 erstmals so ausgelegt werden, das ein energetisch und materialmäßig optimaler Herstellungsprozess der damit zu fertigenden Produkte bzw. Bauteile möglich wird. Bei der erfindungsgemäße Anordnung von konturbezogenen Temperierelementen 2 in Werkzeugen bzw. Werkzeugeinsätzen, Kernen und Schiebern 1 wird, wie auch bisher bereits üblich eine räumlicher Fixierung der Temperierelemente 2 im Rückraum 9, wobei die Temperierelemente 2 unter Nutzung hochenergetischer Strahlverfahren in neuartiger Art und Weise hergestellt werden, durchgeführt. Nach der Montage der Temperierelemente 2 erfolgt ein Hintergießen des Funktionsbereiches 9 (Ausgießen des Rückraumes 9).The individual elements 3 are designed so that they are pressure-tight with each other by means of releasable and / or non-releasable connections 10 optionally both outside and / or within the tool or insert, core and slide 1 can be connected. Then after assembly in the back room 9 , ie in the functional area 9 of the tool 1 there is a further fixation of the tempering 2 in the back room 9 , Finally, the backspace 9 for reasons of stability and reasons of better heat transfer backfilled with suitable materials. Through this process, the tools can cores and slides 1 be designed for the first time, that an energy and material optimal manufacturing process of the thus to be manufactured products or components is possible. In the inventive arrangement of contour-related tempering 2 in tools or tool inserts, cores and slides 1 is, as previously customary, a spatial fixation of the tempering 2 in the back room 9 , wherein the tempering 2 made using high-energy blasting in a novel way, carried out. After installation of the tempering elements 2 a back-casting of the functional area takes place 9 (Pouring out the backspace 9 ).

Die neuartigen konturbezogenen Temperierelemente 2 oder deren untereinander koppelbaren Einzelelemente 3 sind bevorzugt in Wärme-/Kühlnestern der Werkzeuge bzw. Einsätze, Kerne und Schieber 1 angeordnet. Dabei ist die Flächenform der zur Kavität 12 hin angeordneten Seite der Tempererelemente 2 der Flächenform der Kavität 12 an dieser Stelle angenähert oder gleich. Die Ausbildung der Temperierelemente 2 und deren Anordnung erfolgt als eine flächenhafte, netzartige oder räumlich, netzartige Temperierelementanordnung 14. Die Vorteile der Erfindung liegen in erster Linie darin, dass die Fertigungszeiten der mit dem Werkzeug 1 hergestellten Teile, z. B. insbesondere Kunststoffteile erheblich verringert werden kann. Diese kürzere Taktzeiten ermöglichen erheblich höhere Stückzahlen pro Zeiteinheit in der Fertigung. Der zweite wesentliche Vorteil ist die Möglichkeit ungleichmäßige Abkühlungen beim Erstarrungsprozess weitgehend zu vermeiden bzw. ganz auszuschließen, was zu sehr geringen Abweichungen des gefertigten Kunststoffteiles von der gewünschten Form (Vermeidung des thermischen Verzuges des jeweils gefertigten Kunststoffteiles) führt.The novel contour-based tempering elements 2 or their interlinkable individual elements 3 are preferred in heat / cooling nests of the tools or inserts, cores and slides 1 arranged. The surface shape is the cavity 12 arranged side of the Tempererelemente 2 the surface shape of the cavity 12 approximated or equal at this point. The formation of tempering 2 and their arrangement takes place as a planar, net-like or spatially, net-like tempering element arrangement 14 , The advantages of the invention are primarily that the production times of the tool 1 manufactured parts, eg. B. especially plastic parts can be significantly reduced. These shorter cycle times enable significantly higher quantities per unit of time in production. The second major advantage is the possibility of largely avoiding or completely ruling out uneven cooling during the solidification process, which leads to very small deviations of the finished plastic part from the desired shape (avoidance of the thermal distortion of the respective manufactured plastic part).

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von konturbezogenen Temperierelementen 2 erfolgt zunächst rechnergestützt mittels eines Rechnerprogramms (A) eine Simulation der Temperaturverteilung des Werkzeuges bzw. Werkzeugeinsatzes, Kernes und Schiebers 1. Aus diesen berechneten Daten wird über ein weiteres spezifiziertes Rechnerprogramm (B) ein optimierter Verlauf der Temperierung abgeleitet und berechnet. Mittels eines dritten spezifizierten Rechnerprogramms (C) erfolgt aus dem nunmehr ermittelten Datensatz die genaue Dimensionierung und Anordnung der Temperierelemente 2. Durch die neuartigen entwickelten und aufeinander abgestimmten Rechenprogramme A, B und C erfolgt eine automatisierte voll rechnergestützte Optimierung der Werkzeugeinsätze, Kerne und Schieber 1.In the inventive method for the production of contour-related tempering 2 First, computer-assisted by means of a computer program (A) is a simulation of the temperature distribution of the tool or tool insert, core and slide 1 , From this calculated data, an optimized course of the temperature control is derived and calculated via a further specified computer program (B). By means of a third specified computer program (C), the exact dimensioning and arrangement of the tempering elements takes place from the now determined data record 2 , Thanks to the newly developed and coordinated computer programs A, B and C, an automated, fully computer-aided optimization of the tool inserts, cores and slides takes place 1 ,

In einer besonders günstigen Variante des Verfahrens zur Herstellung von konturbezogenen Temperierelementen werden die Einzelelemente 3 untereinander druckdicht mittels Verschraubungen und/oder Verklebungen und/oder schellenartigen Verbindern und/oder Verschweißen und/oder Klickverbindungen außerhalb und/oder innerhalb des Werkzeuges bzw. Einsatzes, Kernes und Schiebers 1 untereinander verbunden. Dies ermöglicht eine sehr schnelle Montage der Einzelelemente 3 und diese können beliebig dem jeweiligen Einsatzzweck folgend untereinander zusammengestellt und optimal in verschiedensten denkbaren Varianten montiert werden.In a particularly favorable variant of the method for the production of contour-related temperature control elements, the individual elements 3 pressure-tight with each other by means of screwing and / or gluing and / or clamp-type connectors and / or welding and / or click connections outside and / or inside the tool or insert, core and slide 1 interconnected. This allows a very fast assembly of the individual elements 3 and these can be used for any purpose following together and optimally assembled in various conceivable variants.

Eine weitere Optimierung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von konturbezogenen Temperierelementen 2 ist möglich, wenn die Verbindungen 10 als Verschraubungen mittels Gewindeverbindungsstücken mit Links- und Rechtsgewinde verbunden sind. Die Verbindungen 10 sind mittels solcherart Verschraubungen der Einzelelemente 3 untereinander hier besonders schnell herstellbar.A further optimization of the method according to the invention for the production of contour-related tempering elements 2 is possible if the connections 10 are connected as screw connections by means of threaded connection pieces with left- and right-hand thread. The connections 10 are by means of such screwing the individual elements 3 here particularly fast to produce.

Es ist auch denkbar, dass beim erfindungsgemäßen Verfahren, nachdem das Hinterfüllen mittels Hintergießen des Funktionsbereiches 9 (Ausgießen des Rückraumes 9 mit einem geeigneten Gussmaterial) erfolgt ist, in Abhängigkeit vom eingesetztem Verfahren des Hintergießens anschließend eine Wärmebehandlung erfolgt. Damit werden Wärmespannungen, die zu einer Verformung während der Erwärmens und Abkühlens des Werkzeuges 1 während der Zykluszeiten entstehen können verringert bzw. weitgehend ausgeschlossen.It is also conceivable that in the method according to the invention, after the backfilling by means of back-pouring the functional area 9 (Pouring out the backspace 9 with a suitable casting material), followed by a heat treatment, depending on the method used for the back-casting. This creates thermal stresses that cause deformation during heating and cooling of the tool 1 During the cycle times can occur reduced or largely excluded.

In Abhängigkeit von der Nutzung des Werkzeuges 1 für bestimmte Anwendungsfälle ist es von erheblichem Vorteil, wenn das im Verfahren zur Herstellung von konterbezogenen Temperierelementen 2 zum Hintergießen verwendete Material solche Werkstoffeigenschaften, wie ganz spezielle Legierungszusammensetzungen mit z. B. bestimmten definierten niedrigen Schmelzpunkten, besitzt, dass das einmal hintergossene Gussmaterial wieder ein oder auch mehrfach vollständig bei Bedarf ausgeschmolzen werden kann und die neuartigen Temperierelemente 2 deshalb ein oder mehrfach demontiert und wiederverwendet werden können. Dies führt zu erheblichen Material- und Kosteneinsparungen.Depending on the use of the tool 1 for certain applications, it is of considerable advantage if that in the process for the production of counter-tempering 2 material used for back casting has such material properties as quite special alloy compositions with e.g. B. certain defined low melting points, has that the once cast-cast material again one or more times completely can be melted out as needed and the novel tempering 2 therefore one or more dismantled and can be reused. This leads to considerable material and cost savings.

Bevorzugt werden die Temperierelemente 2, d. h. die Einzelelemente 3 beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von konterbezogenen Temperierelementen 2 mittels hochenergetischer Strahlverfahren, wie dem Laser- oder Elektronenstrahlschmelzverfahren, insbesondere mittels des Laser Cusing Verfahren hergestellt.Preference is given to the tempering 2 ie the individual elements 3 in the inventive method for the production of counter-tempering tempering 2 by means of high-energy blasting processes, such as the laser or electron beam melting process, in particular by means of the laser cusing process.

Durch die vorgenannte Herstellung der Temperierelemente 2 bevorzugt mittels des Laser Cusing Verfahrens können in der erfindungsgemäßen Anordnung der konturbezogenen Temperierelemente 2 entweder ein oder auch mehrere Einzelelemente 3 mit von außen regelbaren Drossel- oder Umlenk- oder Absperrklappen 13 und/oder Durchflussmengenmesseinrichtungen ausgebildet werden. Dies hat den Vorteil das es erstmals bei vorgenanten Werkzeugen bzw. Werkzeugeinsätzen, Kernen, Schiebern 1 möglich ist, auch nichtlineare, beliebig steuer- und regelbare und damit universell variierbare Temperaturverläufe einstellen zu können.By the aforementioned production of tempering 2 Preferably, by means of the laser Cusing method can in the inventive arrangement of the contour-related tempering 2 either one or more individual elements 3 with externally controllable throttle or deflection or butterfly valves 13 and / or flow rate measuring devices are formed. This has the advantage that it is the first time in vorgenanten tools or tool inserts, cores, sliders 1 It is also possible to set nonlinear, freely controllable and controllable and therefore universally variable temperature profiles.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist es nunmehr erstmals möglich und auch wirklich technisch sinnvoll (da erstmals die Temperaturverläufe regelbar ausbildbar sind) am oder auch im Inneren des Werkzeugs 1 an den kritischen Stellen zusätzlich Messfühler 17 anzuordnen. Diese Messfühler 17 können zudem auch an oder in einem oder mehreren Einzelelementen 3 angeordnet werden. Im Zusammenhang mit den vorausberechneten und über Rechnersteuerung vorgegebenen Temperaturverläufen und den ermittelbaren Messwerten können optimierte geregelte Kennlinien der Temperaturverläufe eingehalten werden.In a further preferred embodiment, it is now for the first time possible and also really technically useful (since the temperature gradients can be formed controllable for the first time) on or inside the tool 1 additional sensors at the critical points 17 to arrange. These probes 17 may also be attached to or in one or more individual elements 3 to be ordered. In connection with the predicted and predefined temperature profiles and the ascertainable measured values, optimized regulated characteristic curves of the temperature profiles can be maintained.

Die Einzelelemente 3 der konturbezogenen Temperierelemente 2 können auch so angeordnet werden, dass zwei oder mehrere unabhängig voneinander flächenhafte netzartige oder räumliche netzartige Temperierelementanordnungen 14 innerhalb des Werkzeuges 1 ausgebildet sind.The individual elements 3 the contour-related tempering 2 can also be arranged so that two or more independently network-like net-like or spatial net-like tempering element arrangements 14 within the tool 1 are formed.

Des Weiteren ist es ebenfalls möglich die konturbezogenen Temperierelemente 2 mit ihren Einzelelementen 3 so zu kombinieren und anzuordnen, dass zwei oder mehrere unabhängig voneinander flächenhafte netzartige oder räumliche netzartige Temperierelementanordnungen sich gegenseitig durchdringen und unterschiedliche Temperierungen bzw. Temperierverläufe ermöglichen.Furthermore, it is also possible the contour-based tempering 2 with their individual elements 3 be combined and arranged so that two or more independently network-like net-like or spatial net-like tempering element arrangements penetrate each other and allow different tempering or Temperierverläufe.

Das neuartige Verfahren und die zugehörige neuartige Anordnung zur Herstellung von konturbezogenen Temperierkanälen ist vor allem für Werkzeuge bzw. Werkzeugeinsätze, Kerne und Schieber bei der Herstellung von Formteilen aus Kunststoffen geeignet.The novel method and the associated novel arrangement for the production of contour-related tempering channels is particularly suitable for tools or tool inserts, cores and slide in the production of moldings made of plastics.

Die Erfindung soll nachstehend in einer allgemeinen und sehr speziellen Ausführung an Hand der Figuren eins bis vier in zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below in a general and very specific embodiment with reference to the figures one to four in two embodiments.

1 zeigt eine netzartige Ausbildung von konturbezogenen Temperierkanälen 2 in einer allgemeinen Ausführung 1 shows a net-like formation of contour-related tempering 2 in a general embodiment

2 zeigt konturbezogenes Werkzeug 1 für ein Kunststoffteil in der Art einer Transportpalette als Explosionszeichnung 2 shows contour-related tool 1 for a plastic part in the manner of a transport pallet as an exploded view

3 zeigt ein Kunststoffteil 18 mit der Anordnung eines Neststückes 6 um ein Wärme/Kühlnest 11 in der Mitte 3 shows a plastic part 18 with the arrangement of a nest piece 6 around a heat / cooling nest 11 in the middle

4 zeigt den Rückraum eines Werkzeuges 1 mit der beispielhaften Darstellung der Stützelemente 7 4 shows the backspace of a tool 1 with the exemplary representation of the support elements 7

1 zeigt eine beispielhafte komplexe räumliche netzartige Ausbildung von erfindungsgemäßen konturbezogenen Temperierelementen 2 in montierten Zustand, die einer gewölbten Kavität 12 (nicht gezeichnet) folgen. Dabei sind die unterschiedlichen Einzelelemente 3 im Rückraum 9 eines Werkzeuges 1 so kombiniert, dass vier voneinander unabhängige, flächenhafte, netzartige Temperierelementanordnungen unterschiedliche Temperierungen im herzustellenden Teil bewirken. Im Ergebnis dieser Anordnung erfolgt an vier Stellen, d. h. es existieren vier Wärme/Kühlpunkte flächig verteilt in einem Werkzeug 1 eine hochgenaue Temperierung. Das Temperiermittel wird hierbei über das rohrartige Zuführstück 15 zugeführt und über eine Zusammenführung 8 in zwei Richtungen, nach links und rechts verteilt. Da die Anordnung gemäß 1 symmetrisch ausgeführt ist, wird nur ein Teilstück der Anordnung beschrieben. Dann folgt ein gerades und dann ein gekrümmtes rohrartiges Verbindungsstück 4. Im sich daran anschließenden Verteilerstück 5 ist eine Drossel-, Umlenk- oder Absperrklappe 13 angeordnet, die von außen bei Bedarf wahlweise betätigt werden kann. Hierdurch können die Temperiermittelströme gezielt in bestimmte Bereiche der Temperierelemente 2 entweder gedrosselt umgelenkt, verteilt oder auch wahlweise bei Bedarf abgesperrt werden. Das Verteilerstück 5 verteilt das Temperiermittel und führt es Wärme/Kühlnestern 11 zu, die an den Positionen des Werkzeuges 1 angeordnet sind, wo eine Häufung von Wärme-/Kältebereichen im herzustellenden Teil intensiv temperiert werden müssen, d. h. es sind größere Mengen Wärme/Kälte schnell zu temperieren. Dann erfolgt wieder eine Zusammenführung mittels eines weiteren Verteilerstückes 5. Über eine Verbindung 10 wird das Temperiermittel einem weiteren gleichartig ausgebildeten Wärme/Kühlnest 11 zugeführt, bevor es wieder in bekannter Weise zu einem Abführungsstück 16 gelangt und das Temperiermittel aus dem Werkzeug abgeführt wird. Es ist allerdings möglich auch zwischendurch weitere Zuführungsstücke 15 und Abführungsstücke 16 anzuordnen um eine intensivere Temperierung zu erzielen. An bestimmten Stellen sind die Temperierelemente 2, d. h. die Einzelelemente 3 mit Stützelementen 7 versehen, damit die Einzelelemente 7 beim Ausgießen des Rückraumes nicht ihre Position im Rückraum verändern können. Zusätzlich sind hier noch Zwischenstege (nicht benummert) zur besseren Lagepositionierung zwischen den Einzelelementen 3 angeordnet. 1 shows an exemplary complex spatial network-like formation of contour-related tempering elements according to the invention 2 in the assembled state, of a domed cavity 12 (not drawn) follow. Here are the different individual elements 3 in the back room 9 a tool 1 combined so that four independent, areal, net-like tempering element arrangements cause different tempering in the part to be produced. As a result of this arrangement takes place in four places, ie there are four heat / cooling points distributed over a plane in a tool 1 a high-precision temperature control. The temperature control is in this case via the tubular feed piece 15 fed and via a merge 8th distributed in two directions, left and right. Since the arrangement according to 1 is executed symmetrically, only a portion of the arrangement will be described. Then follows a straight and then a curved tube-like connector 4 , In the adjoining distributor piece 5 is a throttle, diverter or butterfly valve 13 arranged, which can be optionally operated from the outside if necessary. As a result, the Temperiermittelströme targeted in certain areas of the tempering 2 either throttled redirected, distributed or optionally shut off when needed. The distributor piece 5 distributes the tempering agent and conducts heat / cooling nests 11 to that at the positions of the tool 1 are arranged where an accumulation of heat / cold areas in the part to be produced must be intensively tempered, ie there are larger amounts of heat / cold to temper quickly. Then again a merge by means of another distributor piece 5 , About a connection 10 the temperature control is another similar formed heat / cooling nest 11 before returning it in a known manner to a diversion piece 16 passes and the temperature control is removed from the tool. However, it is also possible in between more feed pieces 15 and diversion pieces 16 to arrange to achieve a more intense tempering. At certain points are the tempering 2 ie the individual elements 3 with support elements 7 provided so that the individual elements 7 when pouring the back space can not change their position in the rear space. In addition, here are still intermediate webs (not numbered) for better positional positioning between the individual elements 3 arranged.

In den 2 bis 4 ist ein konkretes konturbezogenes Werkzeug 1 für ein beispielhaftes Kunststoffteil 18 in der Art einer Transportpalette als Explosionszeichnung dargestellt. Das Kunststoffteil 18 besitzt in jeder seiner Ecken vier kegelstumpfartige Stützen und in der Mitte eine massive kegelstumpfartige Stütze. Beim Herstellungsprozess, z. B einem Spritzgießprozess entsteht mit Abstand die meiste Wärme in der Mitte im zentral angeordneten massiven Kegelstumpf. Diese Wärme kann aus dem Kunststoffteil über das Werkzeug 1 nur schlecht bzw. nur relativ langsam abgeführt werden. Die Kegelstümpfe an den vier Ecken werden teilweise mit über den Rahmen der Kavität 12 gekühlt. In 2 ist deshalb ein räumlich netzartiges Temperierelement 14 so ausgebildet, dass es den Kegelstumpf in der Mitte mit einer Art Temperierspirale umschließt. Der Verlauf der Temperierkanäle 2 folgt also der Form des Kunststoffteiles 18.In the 2 to 4 is a concrete contour-related tool 1 for an exemplary plastic part 18 represented in the manner of a transport pallet as an exploded view. The plastic part 18 has in each of its corners four frustoconical supports and in the middle of a massive truncated cone-like support. In the manufacturing process, for. B an injection molding process creates by far the most heat in the middle in the centrally arranged massive truncated cone. This heat can be removed from the plastic part via the tool 1 only poorly or only relatively slowly dissipated. The truncated cones at the four corners are partially over the frame of the cavity 12 cooled. In 2 is therefore a spatially net-like tempering 14 designed so that it encloses the truncated cone in the middle with a kind of tempering spiral. The course of the temperature control channels 2 So follows the shape of the plastic part 18 ,

In 3 ist deshalb das Kunststoffteil 18 mit den aufgelegten Einzelelementen 3 der Temperierkanäle 2 der Übersichtlichkeit halber zusammengeführt. Da die Kegelstümpfe in den Ecken des Kunststoffteiles 18 teilweise über die massiven Eckbereiche der Kavität 12 mit gekühlt werden, folgt der Temperierkanal 2 viertelkreisförmig in den Ecken der Form der Stützfüße entlang der Innenkontur im Rückraum 9. Die rohrartigen Viertelkreistemperierstücke sind untereinander über gerade Verbindungsstücke 4 verbunden. Zwischen den Einzelelementen 3 sind zur dichten Kopplung untereinander Verbindungen 10, wie z. B. fluiddichte Schraubverbindungen oder Steckverbindungen angeordnet. Zusätzlich ist um den massiven mittleren Kegelstumpf zur intensiven schnell wirkenden Wärmeabfuhr ein Neststück 6 so angeordnet, dass ein Wärme/Kältenest 11 in Form einer Temperierspirale gebildet wird, welche in der Nähe des Zuführungsstückes 15 und des Abführungsstückes in den Temperierkreislauf eingebunden ist. In der Kavität ist an einer geeigneten Stelle, hier in der Mitte gegenüber des massiven Kegelstumpfes des Kunststoffteiles im bzw. am. Werkzeug 1 zusätzlich ein Messfühler angeordnet, mittels dem die Abkühlphase des Kunststoffteils überwacht werden kann und der die Möglichkeit eröffnet die Kühlung entsprechend vorgegebenen Kenndaten zu steuern oder dazu dient, den genauen Zeitpunkt zu bestimmen, wenn das Kunststoffteil aus dem Werkzeug 1 entnommen werden kann.In 3 is therefore the plastic part 18 with the launched individual elements 3 the temperature control channels 2 for the sake of clarity. Because the truncated cones in the corners of the plastic part 18 partly over the massive corner areas of the cavity 12 be cooled with, follows the tempering 2 Quarter-circle in the corners of the shape of the support feet along the inner contour in the back space 9 , The tubular Viertelkreistemperierstücke are interconnected via straight connectors 4 connected. Between the individual elements 3 are for dense coupling with each other connections 10 , such as B. fluid-tight screw or connectors arranged. In addition, around the massive central truncated cone for intensive, fast-acting heat dissipation is a nest piece 6 arranged so that a heat / cold test 11 is formed in the form of a Temperierspirale, which in the vicinity of the feed piece 15 and the removal piece is integrated into the temperature control circuit. In the cavity is at a suitable location, here in the middle opposite the massive truncated cone of the plastic part in or on. Tool 1 In addition, a sensor arranged by means of which the cooling phase of the plastic part can be monitored and opens the possibility to control the cooling according to predetermined characteristics or serves to determine the exact time when the plastic part from the tool 1 can be removed.

In 4 ist der Rückraum eines Werkzeuges 1 mit einer beispielhaften Anordnung der Stützelemente 7 gezeigt. Zur Versteifung wird der Rückraum p mit einem geeigneten Material ausgegossen. Hierfür eignen sich zum Beil niedrigschmelzende Aluminiumlegierungen oder auch temperaturstabile thermoplastische Kunststoffe. Auch ein verfüllen des Rückraumes mit Hohlkugeln, wobei anschließend die Zwischenräume ebenfalls ausgegossen werden ist durchaus eine mögliche Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Falls ökonomisch sinnvoll, kann, wenn das Werkzeug 1 seine maximale Standzeit überschritten hat, das Vergussmaterial wieder ausgeschmolzen werden und die Einzelelemente 3 einer neuen Anwendung zugeführt werden. Der Vorteil liegt vor allem darin, dass mit den neuartigen Einzelelementen im Rückraum 9 eines jeden Werkzeuges 1 erstmals praktisch ein an jede beliebige Kavitätskrümmung angepasster Temperierkanalverlauf und zusätzlich auch eine optimale Dimensionierung der Temperierkanäle ausgebildet werden können.In 4 is the backspace of a tool 1 with an exemplary arrangement of the support elements 7 shown. To stiffen the back space p is poured out with a suitable material. Suitable for this purpose are low-melting aluminum alloys or thermally stable thermoplastics. Even a backfill of the back cavity with hollow spheres, wherein subsequently the interstices are also poured out is quite a possible embodiment of the method according to the invention. If economically useful, if the tool 1 has exceeded its maximum service life, the potting material are melted out again and the individual elements 3 be fed to a new application. The advantage lies in the fact that with the novel individual elements in the back room 9 of every tool 1 for the first time practically every one any cavity curvature adapted Temperierkanalverlauf and in addition also an optimal dimensioning of Temperierkanäle can be formed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Werkzeug bzw. Werkzeugeinsatz, Kern, SchieberTool or tool insert, core, slide
22: Temperierelementtempering
33: EinzelelementSingle element
44: Verbindungsstückjoint
55: Verteilerstückmanifold
66: Neststücknest piece
77: Stützelementsupport element
88th: Zusammenführungtogether
99: Rückraum, FunktionsbereichRear room, functional area
1010: Verbindungenlinks
1111: Wärme/KühlnestHeating / cooling Nest
1212: Kavitätcavity
1313: Drossel-, Umlenk- oder AbsperrklappeThrottle, diverter or butterfly valve
1414: räumlich netzartiges Temperierelementspatially net-like tempering element
1515: Zuführungsstückfeed piece
1616: Abführungsstücktransfer piece
1717: Messfühlerprobe
1818: KunststoffteilPlastic part
AA: Rechenprogrammcomputer program
BB: Rechenprogrammcomputer program
CC: Rechenprogrammcomputer program

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4234961 [0007] DE 4234961 [0007]
DE 4444796 [0007] DE 4444796 [0007]
DE 19521733 [0007] DE 19521733 [0007]
DE 10159456 A1 [0014] DE 10159456 A1 [0014]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

„Dubbel” Taschenbuch für den Maschinenbau, 19. Auflage Springer Verlag, Berlin, Heidelberg New York 1997 [0013] "Dubbel" Paperback for Mechanical Engineering, 19th Edition Springer Verlag, Berlin, Heidelberg New York 1997 [0013]

Claims

Verfahren zur Herstellung von konturbezogenen Temperierelementen (2) in Werkzeugen bzw. Einsätzen, Kernen und Schiebern (1) mit räumlicher Fixierung der Temperierelemente (2) im Rückraum (9) unter Nutzung hochenergetischer Strahlverfahren und Hinterfüllen des Funktionsbereiches (9) (Ausgießen des Rückraumes (9)) dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Rechnerprogramms (A) eine Simulation der Temperaturverteilung des Werkzeuges bzw. Werkzeugeinsatzes, Kernen und Schiebern (1) erfolgt, daraus über ein Rechnerprogramm (B) abgeleitet ein optimierter Verlauf der Temperierung berechnet wird, daraus die Dimensionierung und Anordnung der Temperierelemente (2) erfolgt, die Temperierelemente (2) in untereinander koppelbare Einzelelemente (3) wie Verbindungsstücke (4) und/oder Verteilerstücke (5) und/oder Neststücke (6) und/oder Stützelemente (7) und/oder Zusammenführungen (8) zerlegt werden, die koppelbaren Einzelelemente (3) mittels hochenergetischer Strahlverfahren hergestellt werden, wobei die Stützelemente (7) auch mit anderen Umform- oder Urform- oder Fertigungsverfahren hergestellt sein können, die Einzelelemente (3) untereinander druckdicht mittels lösbarer und/oder nicht lösbarer Verbindungen (10) außerhalb und/oder innerhalb des Werkzeuges bzw. Einsatzes, Kernes und Schiebers (1) verbunden werden, eine Fixierung der Temperierelemente (2) im Rückraum (9) erfolgt und anschließend der Rückraum (9) hinterfüllt wird.Process for the production of contour-related tempering elements ( 2 ) in tools or inserts, cores and sliders ( 1 ) with spatial fixation of the tempering ( 2 ) in the backspace ( 9 ) using high-energy blasting processes and backfilling the functional area ( 9 ) (Pouring out the backspace ( 9 ) characterized in that by means of a computer program (A) a simulation of the temperature distribution of the tool or tool insert, cores and slides ( 1 ), from which, via a computer program (B), an optimized course of the temperature control is calculated, from which the dimensioning and arrangement of the temperature control elements ( 2 ), the tempering elements ( 2 ) in individual elements ( 3 ) like connectors ( 4 ) and / or manifolds ( 5 ) and / or nest pieces ( 6 ) and / or supporting elements ( 7 ) and / or mergers ( 8th ), the coupling elements ( 3 ) are produced by means of high-energy blasting processes, wherein the supporting elements ( 7 ) can also be produced with other forming or molding or manufacturing processes, the individual elements ( 3 ) pressure-tight with each other by means of detachable and / or non-detachable connections ( 10 ) outside and / or inside the tool or insert, core and slide ( 1 ), a fixation of the tempering ( 2 ) in the backspace ( 9 ) and then the back space ( 9 ) is backfilled.

Verfahren zur Herstellung von konturbezogenen Temperierelementen (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Rechnerprogramms (A) die Simulation der Temperaturverteilung des Werkzeuges bzw. Werkzeugeinsatzes, Kernen und Schiebern (1) rechnergestützt erfolgt, aus diesen berechneten Daten über ein Rechnerprogramm (B) abgeleitet ein optimierter Verlauf der Temperierung berechnet wird und daraus die Dimensionierung und Anordnung der Temperierelemente (2) über ein weiteres Rechenprogramm (C) erfolgt.Process for the production of contour-related tempering elements ( 2 ) according to claim 1, characterized in that by means of a computer program (A), the simulation of the temperature distribution of the tool or tool insert, cores and sliders ( 1 ) is calculated computer-based, derived from these calculated data via a computer program (B) an optimized course of the temperature is calculated and from this the dimensioning and arrangement of the tempering ( 2 ) via another computer program (C).

Verfahren zur Herstellung von konturbezogenen Temperierelementen (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelelemente (3) untereinander druckdicht mittels Verschraubungen und/oder Verklebungen und/oder schellenartigen Verbindern und/oder Verschweißen und/oder Klickverbindungen außerhalb und/oder innerhalb des Werkzeuges bzw. Einsatzes, Kernes und Schiebers (1) verbunden werden.Process for the production of contour-related tempering elements ( 2 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the individual elements ( 3 ) pressure-tight to each other by means of screwing and / or gluing and / or clamp-type connectors and / or welding and / or click connections outside and / or within the tool or insert, core and slide ( 1 ) get connected.

Verfahren zur Herstellung von konturbezogenen Temperierelementen (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschraubungen mittels Gewindeverbindungsstücken mit Links- und Rechtsgewinde verbunden sind.Process for the production of contour-related tempering elements ( 2 ) according to claim 3, characterized in that the screw connections are connected by means of threaded connection pieces with left- and right-hand thread.

Verfahren zur Herstellung von konturbezogenen Temperierelementen (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hinterfüllen mittels Hintergießen des Funktionsbereiches (9) (Ausgießen des Rückraumes (9) mit Gussmaterial) erfolgt und in Abhängigkeit vom Verfahren des Hintergießens anschließend eine Wärmebehandlung erfolgt.Process for the production of contour-related tempering elements ( 2 ) according to claim 1, characterized in that the backfilling by means of back-pouring the functional area ( 9 ) (Pouring out the backspace ( 9 ) with cast material) and then, depending on the process of the back-casting, a heat treatment takes place.

Verfahren zur Herstellung von konturbezogenen Temperierelementen (2) nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass das hintergossene Gussmaterial wieder ausgeschmolzen wird und die Temperierelemente (2) demontiert und wiederverwendet werden.Process for the production of contour-related tempering elements ( 2 ) according to claim 5, characterized in that the back-poured casting material is again melted out and the tempering elements ( 2 ) are dismantled and reused.

Verfahren zur Herstellung von konturbezogenen Temperierelementen (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als hochenergetische Strahlverfahren zur Herstellung der Temperierelemente (2) ein Laser- oder Elektronenstrahlschmelzverfahren, wie zum Beispiel das Laser Cusing Verfahren eingesetzt wird.Process for the production of contour-related tempering elements ( 2 ) according to claim 1, characterized in that as a high-energy blasting method for producing the tempering ( 2 ) a laser or electron beam melting method, such as the laser cusing method is used.

Anordnung von konturbezogenen Temperierelementen (2) in Werkzeugen bzw. Werkzeugeinsätzen, Kernen und Schiebern (1) mit räumlicher Fixierung der Temperierelemente (2) im Rückraum (9) unter Nutzung hochenergetischer Strahlverfahren und Hintergießen des Funktionsbereiches (9) (Ausgießen des Rückraumes (9)) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die konturbezogenen Temperierelemente (2) oder deren untereinander koppelbaren Einzelelemente (3) in Wärme-/Kühlnestern der Werkzeuge bzw. Einsätze, Kerne und Schieber (1) angeordnet sind, die Flächenform der zur Kavität (12) hin angeordneten Seite der Temperierelemente (2) der Flächenform der Kavität (12) an dieser Stelle angenähert oder gleich ist und/oder eine flächenhafte netzartige oder räumliche netzartige Temperierelementanordnung (14) ausgebildet ist.Arrangement of contour-related tempering elements ( 2 ) in tools or tool inserts, cores and slides ( 1 ) with spatial fixation of the tempering ( 2 ) in the backspace ( 9 ) using high-energy blasting techniques and backfilling the functional area ( 9 ) (Pouring out the backspace ( 9 )) according to claim 1, characterized in that the contour-related tempering ( 2 ) or their interlinkable individual elements ( 3 ) in heat / cooling nests of the tools or inserts, cores and slides ( 1 ), the surface shape of the cavity ( 12 ) arranged side of the tempering ( 2 ) the surface shape of the cavity ( 12 ) is approximated or the same at this point and / or an areal network-like or spatial network-like tempering element arrangement ( 14 ) is trained.

Anordnung von konturbezogenen Temperierelementen (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Einzelelemente (3) mit von außen regelbaren Drossel- oder Umlenk- oder Absperrklappen (13) und/oder Durchflussmengenmesseinrichtungen (18) ausgebildet sind.Arrangement of contour-related tempering elements ( 2 ) according to claim 8, characterized in that one or more individual elements ( 3 ) with externally controllable throttle or deflection or butterfly valves ( 13 ) and / or flow rate measuring devices ( 18 ) are formed.

Anordnung von konturbezogenen Temperierelementen (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an oder in einem oder mehreren Einzelelementen (3) Messfühler (17) angeordnet sindArrangement of contour-related tempering elements ( 2 ) according to claim 8, characterized characterized in that on or in one or more individual elements ( 3 ) Sensor ( 17 ) are arranged

Anordnung von konturbezogenen Temperierelementen (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die konturbezogenen Temperierelemente (2) so angeordnet sind, dass zwei oder mehrere unabhängig voneinander flächenhafte netzartige oder räumliche netzartige Temperierelementanordnungen (14) ausgebildet sind.Arrangement of contour-related tempering elements ( 2 ) according to claim 8, characterized in that the contour-related tempering ( 2 ) are arranged so that two or more independently planar network-like or spatial net-like tempering element arrangements ( 14 ) are formed.

Anordnung von konturbezogenen Temperierelementen (2) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die konturbezogenen Temperierelemente (2) so angeordnet sind, dass die zwei oder mehreren unabhängig voneinander flächenhafte netzartige oder räumliche netzartige Temperierelementanordnungen (14) sich gegenseitig durchdringen.Arrangement of contour-related tempering elements ( 2 ) according to claim 11, characterized in that the contour-related tempering ( 2 ) are arranged such that the two or more independently planar network-like or spatial network-like temperature control element arrangements ( 14 ) penetrate each other.