DE102015223959A1 - Method for producing a casting - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gussteils mit den Schritten: – Erzeugen eines Gusskerns, – Einbringen des Gusskerns in eine Gießvorrichtung, – Befüllen der Gießvorrichtung mit einer Schmelze, zur Erzeugung des Gussteils dadurch gekennzeichnet, dass – der Gusskern eine Identifizierungseinrichtung aufweist, die sich auf dem Gussteil abzeichnet.The invention relates to a method for producing a cast part comprising the following steps: producing a cast core, introducing the cast core into a casting device, filling the casting device with a melt to produce the cast part, characterized in that the cast core has an identification device which appears on the casting.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gussteils gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The present invention relates to a method for producing a casting according to the preamble of patent claim 1.

Aus dem Stand der Technik sind Gussverfahren bekannt, die heute in den industriellen Bereichen, wie zum Beispiel in der Automobilindustrie, ihre Verwendung finden. Diese Verfahren werden in Serien- bzw. Massenproduktion von Bauteilen mit hohen Stückzahlen eingesetzt, bei denen ein hohes Maß an Sicherheit und Rückverfolgbarkeit der Produktionsschritte erforderlich ist. Casting methods are known in the art which are used today in industrial sectors such as the automotive industry. These processes are used in mass production of high volume components requiring a high level of safety and traceability of production steps.

Um bei einem Fehler im Gussteil die Ursache schnell und präzise erkennen zu können, wurden im Stand der Technik die fertig gegossenen Werkstücke mit einem Identifikationsmerkmal, beispielsweise einem Barcode, versehen. Dabei wurde der Barcode in einem nachträglichen, zusätzlichen Verarbeitungsschritt auf das Gussteil aufgeklebt oder anderweitig befestigt. In order to be able to recognize the cause quickly and precisely in the event of a fault in the casting, in the prior art the finished cast workpieces were provided with an identification feature, for example a bar code. In this case, the barcode was glued or otherwise attached to the casting in a subsequent, additional processing step.

Aus der Druckschrift DE 10 2006 009 320 A1 ist eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Überwachung eines Gießprozesses bekannt. From the publication DE 10 2006 009 320 A1 an apparatus and a method for monitoring a casting process is known.

Diese Verfahren haben jedoch den Nachteil, dass die Identifizierung nach der Fertigstellung des Bauteils erst in einem zusätzlichen Verfahrensschritt aufgebracht werden müssen. Darüber hinaus ist es aus dem Stand der Technik auch bekannt, Gussbauteile nicht einzeln, sondern chargenweise zu identifizieren. Dies hat jedoch den Nachteil, dass innerhalb einer Charge einzelne Bauteile nicht identifizierbar sind. However, these methods have the disadvantage that the identification after the completion of the component need only be applied in an additional process step. Moreover, it is also known from the prior art to identify cast components not individually but in batches. However, this has the disadvantage that within a batch individual components are not identifiable.

Ausgehend von diesem Stand der Technik macht es sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von Gussbauteilen anzugeben, bei dem die Nachteile des Standes der Technik überwunden werden. Ferner ist es eine spezielle Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Gussbauteilen abzugeben, wobei jedes Gussbauteil in jedem einzelnen Prozessschritte, das es bei der Herstellung durchläuft, identifizierbar ist. Starting from this prior art, it is an object of the present invention to provide a method for the production of cast components, in which the disadvantages of the prior art are overcome. Furthermore, it is a specific object of the invention to provide a method for the production of cast components, wherein each cast component is identifiable in every single process step which it undergoes during production.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. This object is achieved by a method having the features of patent claim 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Gussteils mit den Schritten Erzeugen eines Gusskerns, Einbringen des Gusskerns in eine Gießvorrichtung, Befüllen der Gießvorrichtung mit einer Schmelze zur Erzeugung des Gussteils und Erstarren der Schmelze zum gussteil. Erfindungsgemäß kann der Gusskern eine Identifizierungseinreichung aufweisen, die sich auf dem Gussteil abzeichnet. Beim Gießen des Gussteils wird das geschmolzene Material in die Gießform eingebracht und erstarrt zu dem Gussteil bzw. zu einem Werkstück, das auch Rohteil genannt wird und in weiteren Schritten eine mechanische Bearbeitung erfahren kann. Nach der Erstarrung der Schmelze ist die geometrische Kontur der Identifizierungseinrichtung, die als Positivform auf dem Gusskern vorgesehen ist, als Negativform im gegossenen Gussteil abgebildet. Dieses Verfahren bietet den Vorteil einer lückenlosen, individuellen Rückverfolgbarkeit aller Prozessschritte des Gießens, inkl. der Kernherstellung. Somit ist die Einbringung der Markierung des Gussbauteils integral im Fertigungsprozess des Gussteils realisiert und stellt keinen zusätzlichen Fertigungsschritt dar. Dadurch können viele Fehlerquellen vermieden werden, die bei einer nachträglichen Markierung entstehen, wie beispielsweise fehlerhafte Beklebung, Vertauschung der Markierung, Weglassen der Markierung, usw. To achieve this object, the invention teaches a method for producing a casting with the steps of producing a casting core, introducing the casting core into a casting device, filling the casting device with a melt to produce the casting and solidifying the melt to the casting. According to the invention, the casting core may have an identification submission which appears on the casting. During casting of the casting, the molten material is introduced into the casting mold and solidifies to the casting or to a workpiece, which is also called blank and can undergo mechanical processing in further steps. After the solidification of the melt, the geometric contour of the identification device, which is provided as a positive mold on the casting core, shown as a negative mold in the cast casting. This process offers the advantage of a seamless, individual traceability of all process steps of the casting, including the core production. Thus, the incorporation of the marking of the cast component is realized integrally in the manufacturing process of the casting and does not constitute an additional manufacturing step. This can avoid many sources of error that arise in a subsequent marking, such as incorrect gluing, mark swap, omission of the mark, etc.

Weiterhin kann die Identifizierungseinrichtung eine eineindeutige Zuordnung von Gusskern und Gussteil erzeugen. Diese injektive Zuordenbarkeit bietet den Vorteil, dass jedes spezifische Gussteil und jeder spezifische Gusskern einander zuordenbar sind. Durch die Möglichkeit jedes einzelne Gussteil einem bestimmten Prozessschritt zuzuordnen kann einerseits eine individuelle Rückverfolgbarkeit der Herstellerparameter des Gussteils während des Gießprozess, sowie auch für eine individuelle Rückverfolgbarkeit des Herstellprozess des Gusskerns selber realisiert werden. Furthermore, the identification device can produce a one-to-one correspondence of casting core and casting. This injectability assignability has the advantage that each specific casting and each specific casting core can be assigned to each other. Due to the possibility of assigning each individual casting to a specific process step, on the one hand, an individual traceability of the manufacturer parameters of the casting during the casting process, as well as for an individual traceability of the manufacturing process of the casting core itself can be realized.

Darüber hinaus kann der Gusskern zumindest abschnittsweise in einem generativen Fertigungsverfahren hergestellt sein. Hierzu eignen sich insbesondere generative Schichtbauverfahren, wie das Fused Deposition Modeling (FDM), das selektive Laserstrahlschmelzen (SLM), das Elektronenstrahlschmelzen (EBM). Andererseits bieten sich auch das Laminated Object Moulding, das Laserauftragsschweißen, das Multi Jet Modeling, das selektive Lasersintern, oder die Stereolithographie zur Erzeugung des Gusskerns an. Diese generativen Fertigungstechnologien, auch bekannt unter dem Begriff additive Technologien oder Rapid Prototyping, ermöglichen es, Sandkerne mit komplexen Geometrien präzise und schnell herzustellen. Dadurch ergibt sich auch eine hohe Variantenvielfalt bzgl. der Auswahl der Form der Identifizierungseinrichtungen. In addition, the casting core can be produced at least in sections in a generative manufacturing process. In particular, generative layer construction methods such as fused deposition modeling (FDM), selective laser beam melting (SLM) and electron beam melting (EBM) are suitable for this purpose. On the other hand, laminated object molding, laser deposition welding, multi-jet modeling, selective laser sintering or stereolithography are also suitable for the production of the casting core. These generative manufacturing technologies, also known as additive technologies or rapid prototyping, make it possible to produce sand cores with complex geometries precisely and quickly. This also results in a high number of variants regarding the selection of the form of the identification devices.

Die Identifizierungseinrichtung kann als eine Aufprägung, insbesondere als ein Reliefmuster, ausgebildet sein. The identification device can be designed as an embossing, in particular as a relief pattern.

Vorteilhafterweise kann die Identifikationseinrichtung als Nummer, als Barcode, als 2D-Code oder auch als eine Kombination dieser genannten Varianten ausgebildet sein. Dies bietet den Vorteil, dass der Code Auskünfte bzw. Informationen über die Prozessbedingungen und Prozessparameter unmittelbar wiedergeben kann oder der Code mittelbar auf eine Datenbank verweist, in der Prozessbedingungen und Prozessparameter abgespeichert sind. Da die Gusskerne ohne Werkzeuge, sondern nur durch einen computergesteuerten Drucker bzw. ein entsprechendes Rapid Prototyping Werkzeug hergestellt werden, kann für jeden Kern eine spezifische Nummer aufgebracht werden. Die Nummer kann dabei fortlaufend von Kern zu Kern sein. Advantageously, the identification device can be designed as a number, as a barcode, as a 2D code or as a combination of said variants. This offers the advantage that the code can directly reproduce information or information about the process conditions and process parameters or the code indirectly refers to a database in which process conditions and process parameters are stored. Since the cores are made without tools, but only by a computer-controlled printer or a corresponding rapid prototyping tool, a specific number can be applied for each core. The number can be consecutive from core to core.

Gemäß einer ersten Variante kann der Gusskern vollständig in einem generativen Fertigungsverfahren hergestellt werden. Dies bietet den Vorteil, dass ein hoher Gestaltungsfreiraum bei der Wahl der Geometrie des Kerns erzielt werden kann. According to a first variant, the casting core can be manufactured completely in a generative manufacturing process. This offers the advantage that a high degree of design freedom can be achieved in the choice of the geometry of the core.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird nur die Identifizierungseinrichtung auf einem bestehenden Gusskern in einem generativen Fertigungsverfahren hergestellt. Dadurch kann die Dauer für die Kernherstellung reduziert werden, da lediglich die Identifizierungseinrichtung in einem verhältnismäßig langsamen Rapid Prototyping Verfahren erzeugt wird, wobei der Gusskern selber in einem Kernschießverfahren mit hoher Fertigungsfrequenz von Kernen erzeugt wird. In a further alternative embodiment, only the identification device is manufactured on an existing casting core in a generative manufacturing process. As a result, the duration for core fabrication can be reduced, since only the identification device is generated in a relatively slow rapid prototyping process, wherein the core itself is produced in a high-frequency coring process of cores.

Erfindungsgemäß kann folglich auf jedem Sandkern eine individuelle Markierung erzeugt werden, welche sich bei der Gussteilherstellung als negativ in dem Gussteil niederschlägt. Diese Prägung ist dauerhaft und kann in dem Gussteil ohne Nacharbeit des Gussteils eingebracht werden. Die Gießverfahren zum Herstellen des Gussteils sind hinreichend aus dem Stand der Technik bekannt. Solche Gießverfahren sind beispielsweise das Schwerkraftguss- oder das Niederdruckgussverfahren. Die Erfindung eignet sich zur Verwendung im Kalt- oder Warmkammerverfahren. Die dabei verwendeten Gießvorrichtungen sind als Kokillen bekannt. According to the invention, therefore, an individual marking can be produced on each sand core, which is reflected as negative in the casting during casting production. This embossment is durable and can be incorporated in the casting without reworking the casting. The casting methods for producing the casting are well known in the art. Such casting methods are, for example, gravity casting or low pressure casting. The invention is suitable for use in the cold or hot chamber process. The casting devices used are known as molds.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• DE 102006009320 A1 [0004] DE 102006009320 A1 [0004]

Claims (8)

Verfahren zur Herstellung eines Gussteils mit den Schritten: – Erzeugen eines Gusskerns, – Einbringen des Gusskerns in eine Gießvorrichtung, – Befüllen der Gießvorrichtung mit einer Schmelze, zur Erzeugung des Gussteils dadurch gekennzeichnet, dass – der Gusskern eine Identifizierungseinrichtung aufweist, die sich auf dem Gussteil abzeichnet. Method for producing a casting, comprising the steps of: producing a casting core, introducing the casting core into a casting device, filling the casting device with a melt to produce the casting, characterized in that the casting core has an identification device which rests on the casting looming. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifizierungseinrichtung eine eineindeutige Zuordnung von Gusskern und Gussteil erzeugt. A method according to claim 1, characterized in that the identification means generates a one-to-one correspondence of casting core and casting. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gusskern zumindest abschnittsweise in einem generativen Fertigungsverfahren hergestellt ist. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the casting core is at least partially produced in a generative manufacturing process. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gusskern in einem generativen Schichtbauverfahren, insbesondere mittels Fused Deposition Modeling (FDM), Selektiven Laserschmelzen (SLM), Elektronenstrahlenschmelzen (EBM) oder mittels Laminated Object Moulding, Laserauftragsschweißen, Multi Jet Modeling, Selektiven Lasersintern oder mittels Stereolithografie, erzeugt wird. A method according to claim 3, characterized in that the casting core in a generative layer construction method, in particular by Fused Deposition Modeling (FDM), Selective Laser Melting (SLM), electron beam melting (EBM) or by means of Laminated Object Molding, Laser Abrasive Welding, Multi Jet Modeling, Selective Laser sintering or by stereolithography. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifizierungseinrichtung eine Aufprägung, insbesondere ein Reliefmuster ist. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the identification device is an embossing, in particular a relief pattern. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifikationseinrichtung als Nummer, als Barcode, als 2D-Code, oder als eine Kombination der genannten ausgebildet ist. A method according to claim 5, characterized in that the identification device is designed as a number, as a barcode, as a 2D code, or as a combination of the said. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gusskern vollständig in einem generativen Fertigungsverfahren hergestellt wird. Method according to one of the preceding claims 3 to 6, characterized in that the casting core is completely manufactured in a generative manufacturing process. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nur die Identifizierungseinrichtung auf dem Gusskern in einem generativen Fertigungsverfahren hergestellt wird. Method according to one of the preceding claims 3 to 6, characterized in that only the identification device is manufactured on the casting core in a generative manufacturing process.