ES2891542T3 - Procedimiento para la fabricación de una pieza en bruto de núcleo de molde de modelo, de un núcleo de molde de modelo y de un molde de fundición de precisión, así como un procedimiento de fundición para la fabricación de una pieza fundida con una estructura de cavidad - Google Patents
Procedimiento para la fabricación de una pieza en bruto de núcleo de molde de modelo, de un núcleo de molde de modelo y de un molde de fundición de precisión, así como un procedimiento de fundición para la fabricación de una pieza fundida con una estructura de cavidad Download PDFInfo
- Publication number
- ES2891542T3 ES2891542T3 ES18192272T ES18192272T ES2891542T3 ES 2891542 T3 ES2891542 T3 ES 2891542T3 ES 18192272 T ES18192272 T ES 18192272T ES 18192272 T ES18192272 T ES 18192272T ES 2891542 T3 ES2891542 T3 ES 2891542T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- model
- core
- manufacturing
- blank
- ceramic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C7/00—Patterns; Manufacture thereof so far as not provided for in other classes
- B22C7/02—Lost patterns
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
Procedimiento para la fabricación de una pieza en bruto de núcleo de molde de modelo (1) adecuada especialmente para la fabricación de una pieza fundida (100) con una estructura de cavidad (101), usando un modelo 3D de coordenadas geométricas digitales de la pieza fundida (100), que comprende los siguientes pasos: a) el posicionamiento de una pieza en bruto de cerámica (10) en un soporte de mecanizado (50) y el realización de una fijación (51) entre la pieza en bruto de cerámica (10) y el soporte de mecanizado (50); b) la fabricación de un elemento de núcleo (11), siendo fabricado un núcleo perdido (12) a partir de la pieza en bruto de cerámica (10) a base del modelo 3D en un primer procedimiento de fabricación CNC mientras persiste la fijación (51), estando fijado el soporte de mecanizado (50) en una máquina CNC para la realización del primer procedimiento de fabricación CNC; la fabricación de un marco de estabilización (15) a partir de la pieza en bruto de cerámica (10) durante el primer procedimiento de fabricación CNC y mientras persiste la fijación (51), apoyando el marco de estabilización (15) el núcleo perdido (12); la eliminación de uno o varios puntos de apoyo (16) entre el marco de estabilización (15) y el núcleo perdido (12) después de la fabricación del núcleo perdido (12) y antes de la fabricación de la pieza en bruto de modelo (20); c) la fabricación de una pieza en bruto de modelo (20) mediante la colada de material de modelo alrededor del núcleo perdido (12) y la solidificación del material de modelo mientras persiste la fijación (51).
Description
DESCRIPCIÓN
Procedimiento para la fabricación de una pieza en bruto de núcleo de molde de modelo, de un núcleo de molde de modelo y de un molde de fundición de precisión, así como un procedimiento de fundición para la fabricación de una pieza fundida con una estructura de cavidad
La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de una pieza en bruto de núcleo de molde de modelo según la reivindicación 1, a un procedimiento para la fabricación de un molde de fundición de precisión según la reivindicación 2 así como a un procedimiento de fundición para la fabricación de una pieza fundida con una estructura de cavidad según la reivindicación 14.
Del estado de la técnica se conocen procedimientos de fundición para la fabricación de componentes. En estos, un molde de fundición se llena con un material y de retira una vez que este se ha solidificado. Unos desafíos especiales resultan en el caso de la realización de destalonamientos en el componente y estructuras de cavidad dentro del mismo.
Por lo tanto, los componentes complejos en cuanto a la técnica de fundición se fabrican mediante la llamada fundición de precisión, en la que para fabricar el componente se utilizan modelos perdidos y moldes de fundición perdidos. Una vez finalizado el procedimiento de fundición de precisión, han quedado destruidos tanto el modelo del componente como el molde de fundición.
El modelo se puede fabricar, por ejemplo, a partir de cera y servir para la elaboración de un molde de fundición a partir de una cerámica. El molde de fundición se realiza especialmente como molde perdido en forma de un revestimiento cerámico de uso único del modelo. Una vez que la cera ha sido retirada del molde de fundición, queda una cavidad que se puede llenar con el material del componente que ha de ser fabricado. Después del llenado y endurecimiento, se destruye el molde de fundición y se extrae el componente.
Para poder realizar estructuras de cavidad en el componente, se emplean núcleos, alrededor de los cuales se fabrica el modelo de cera. Una vez retirada la cera del revestimiento cerámico, estos núcleos permanecen en la cavidad del revestimiento cerámico y forman entonces de manera correspondiente también una cavidad en el componente. Posteriormente, el núcleo se retira del componente mediante procedimientos mecánicos o químicos.
Especialmente para la fabricación de álabes de turbina, en el documento WO2015/051916A1 se describe un procedimiento en el que, en primer lugar, tiene lugar la fabricación de un núcleo según un modelo 3D en un primer procedimiento CNC. A continuación, el núcleo se posiciona en un soporte de mecanizado para, a continuación, ser revestido de una pieza en bruto de cuerpo de cera. Se trata en cierto modo de un procedimiento para la fabricación de una pieza en bruto de núcleo de molde de modelo.
Después, la pieza en bruto de cuerpo de cera se mecaniza en un segundo procedimiento CNC de tal manera que alrededor del núcleo resulta un modelo perdido del componente de cera. Hasta entonces, el procedimiento puede describirse como un procedimiento para la fabricación de un núcleo de molde de modelo. Por lo tanto, el núcleo de molde de modelo fabricado de esta manera presenta un núcleo perdido y el modelo perdido.
Los procedimientos para la fabricación de la pieza en bruto de núcleo de molde de modelo y del núcleo de molde de modelo tienen la desventaja de que la posición del núcleo con respecto al modelo perdido no se consigue con un proceso seguro con la precisión suficiente. Por lo tanto, se produce desecho. Cuanto más tarde se reconozca el posicionamiento defectuoso del núcleo en el modelo perdido, que desde fuera apenas es detectable, mayores serán los costes del desecho. Por lo tanto, en los diversos pasos de fabricación se requieren considerables esfuerzos para evitar posicionamientos defectuosos de las estructuras de cavidad en el componente final.
Los pasos adicionales en el procedimiento del documento WO2015/051916A1 ya no pueden compensar el posicionamiento defectuoso del núcleo originado hasta la fabricación del núcleo de molde de modelo. Es que, según el procedimiento, directamente a continuación, se aplica un molde cerámico sobre el modelo perdido. Para que el molde cerámico quede posicionado con respecto al núcleo incluso después de que se haya retirado el modelo perdido, el molde cerámico se une previamente al soporte de mecanizado en el que también se posicionó y se fijó el núcleo. El procedimiento que lleva hasta aquí es, por tanto, un procedimiento para la fabricación de un molde de fundición de precisión.
La desventaja de este molde de fundición de precisión es que se requiere un soporte de mecanizado caro que resista a procesos de cocción posteriores y a la fundición de metal. Además, puede existir un posicionamiento defectuoso del núcleo perdido en el molde cerámico, que hace inutilizable o el molde de fundición de precisión como tal o el componente fundido posteriormente.
Finalmente, del procedimiento según el documento WO2015/051916A1 forma parte llenar con metal fundido el molde cerámico con el núcleo interior, mientras que el núcleo perdido y la envoltura cerámica siguen unidos al
soporte de mecanizado. Una vez que el metal se ha solidificado formando un componente sólido, se retiran el molde cerámico y el núcleo.
La desventaja de este paso de trabajo es que el soporte de mecanizado está expuesto a las temperaturas de fundición del metal. Durante ello, el soporte de mecanizado se puede deformar de tal forma que cambie el posicionamiento relativo entre el molde cerámico y el núcleo. Además, el soporte de mecanizado debe componerse de materiales resistentes a altas temperaturas, lo que lo encarece y significa un mayor esfuerzo a la hora de alojarlo en máquinas de mecanizado.
Un procedimiento para proporcionar un molde de fundición para álabes de turbina se conoce del documento EP3251790A2. En este, en primer lugar, se fabrica un núcleo de modelo de tal manera que en orificios paralelos en un lado de un bloque de cerámica, en primer lugar, se pegan manguitos. Con estos manguitos, el bloque de cerámica se coloca a continuación sobre un soporte anular que con respectivamente una clavija engrana en uno de los manguitos. Según una forma de realización, el bloque de cerámica puede retirarse del soporte anular en cualquier momento, o bien, puede colocarse con este en una máquina herramienta. Alternativamente, también se describe que el bloque cerámico se une por encolado al soporte anular. Después del mecanizado del bloque de cerámica formando un núcleo de modelo, este se encapsula con cera y, a continuación, se mecaniza la cera. Por lo tanto, la invención tiene el objetivo de desarrollar pasos de procedimiento que contribuyan a un posicionamiento seguro, reproducible y, sobre todo, preciso de un núcleo perdido con respecto a un molde cerámico de un molde de fundición de precisión, debiendo poder realizarse los pasos de procedimiento de la manera menos compleja posible así como de manera rápida y económica. En particular, de esta manera deben evitarse los desechos desde la fabricación del núcleo hasta el componente acabado.
Las características principales de la invención se indican en la reivindicación 1 así como en las reivindicaciones 2 y 14. Formas de realización son objeto de las reivindicaciones 3 a 13 y 15 y de la descripción.
La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de una pieza en bruto de núcleo de molde de modelo que sea adecuada especialmente para la fabricación de una pieza fundida con una estructura de cavidad, usando un modelo 3D (modelo tridimensional) de coordenadas geométricas digitales de la pieza fundida. En este procedimiento, se efectúa un posicionamiento de una pieza en bruto de cerámica en un soporte de mecanizado y se realiza una fijación entre la pieza en bruto de cerámica y el soporte de mecanizado. La cubicación de la pieza en bruto de cerámica es preferiblemente mayor que un elemento de núcleo que ha de ser fabricado a partir de la misma. A continuación, se realiza la fabricación de un elemento de núcleo, fabricándose en un primer procedimiento de fabricación CNC un núcleo perdido a partir de la pieza en bruto de cerámica a base del modelo 3D, mientras persiste la fijación, estando fijado el soporte de mecanizado en una máquina CNC para la realización del primer procedimiento de fabricación CNC. Preferiblemente, el núcleo perdido es un modelo de cavidad de la estructura de cavidad.
El procedimiento se complementa de tal forma que la fabricación de un marco de estabilización a partir de la pieza en bruto de cerámica se realiza durante el primer procedimiento de fabricación CNC y mientras persiste la fijación, apoyando el marco de estabilización el núcleo perdido, especialmente en al menos un punto de apoyo que está dispuesto a un distancia del soporte de mecanizado. Mediante marcos de estabilización de este tipo se pueden proporcionar núcleos perdidos muy finos, que no se deforman ni se dañan durante su propia fabricación ni durante los pasos de producción siguientes. El marco de estabilización puede encontrarse al menos parcialmente fuera de la pieza en bruto de modelo. En esta zona estorba relativamente poco el mecanizado subsiguiente de la pieza en bruto de modelo.
Según el procedimiento, está prevista la eliminación de uno o varios puntos de apoyo entre el marco de estabilización y el núcleo perdido después de la fabricación del núcleo perdido y antes de la fabricación de la pieza en bruto de modelo, en concreto, preferiblemente en el primer procedimiento de fabricación CNC. Por lo tanto, el núcleo perdido se mantiene estable durante el mecanizado en el primer procedimiento de fabricación CNC y se pueden realizar unos contornos especialmente finos en el núcleo perdido. Los puntos de apoyo son preferiblemente almas de unión que son preferiblemente más estrechas y/o más delgadas que la zona adyacente del núcleo perdido.
Después, el procedimiento prevé la fabricación de una pieza en bruto de modelo mediante la fundición de material de modelo alrededor del núcleo perdido y la solidificación del material de modelo mientras persiste la fijación. Preferiblemente, la cubicación de la pieza en bruto de modelo es mayor que un modelo perdido que ha de ser fabricado a partir de esta, siendo el modelo perdido preferiblemente un modelo positivo de la pieza fundida, si el contorno exterior del modelo perdido se produce mediante un procedimiento de remoción de material como, por ejemplo, el torneado, el fresado, el corte por láser, etc. Viceversa, la cubicación de la pieza en bruto de modelo es preferiblemente más pequeña que un modelo perdido que ha de ser fabricado a partir de la misma, siendo el modelo perdido preferiblemente un modelo positivo de la pieza fundida, si el contorno exterior del modelo perdido se fabrica en la pieza en bruto de modelo mediante un procedimiento de aplicación de material como, por ejemplo, la impresión 3D.
Opcionalmente, el marco de estabilización se retira después de la fabricación del núcleo perdido y antes de la fabricación de la pieza en bruto de modelo, preferiblemente después de la eliminación de uno o varios puntos de apoyo, y además, preferiblemente en el primer procedimiento de fabricación CNC. Esto resulta especialmente adecuado para núcleos perdidos que tienen estabilidad propia suficiente.
En otra variante, el marco de estabilización no se retira antes de la fabricación de la pieza en bruto de modelo. Entonces, el marco de estabilización puede apoyar el núcleo perdido también durante la fabricación de la pieza en bruto de modelo y, opcionalmente, también durante la fabricación del modelo perdido. El marco de estabilización puede estar dispuesto entonces al menos parcialmente dentro de la pieza en bruto de modelo. Sin embargo, debe estar situado fuera del modelo perdido. Los puntos de apoyo del marco de estabilización pueden extenderse entonces a través del modelo perdido, hasta el núcleo perdido. De esta manera, durante los pasos de procedimiento posteriores, se estabilizan incluso núcleos perdidos realizados de forma inestable, se evitan cambios de forma y se impiden daños.
La ventaja del procedimiento según la invención es que el núcleo perdido presenta una posición definida con respecto al soporte de mecanizado. De esta manera se evitan problemas de posicionamiento que de otro modo podrían surgir por una fijación posterior de un elemento de núcleo ya fabricado con un núcleo perdido en un soporte de mecanizado. Es que cada vez que un elemento de núcleo se sujeta en un soporte de mecanizado, pueden producirse deformaciones por tensión del elemento de núcleo. La fabricación alternativa de una fijación por encolado tarda mucho tiempo y, debido a las tensiones de curado en el adhesivo, también pueden producirse desviaciones de posición entre el elemento de núcleo y el soporte de mecanizado. Incluso pequeñas desviaciones en la zona de la fijación pueden provocar grandes desviaciones de posición fuera de la fijación. Todo esto se evita según la invención.
Además, la invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un molde de fundición de precisión, en el que se realizan los siguientes pasos. Un procedimiento para la fabricación de un núcleo de molde de modelo, en el que se realizan los siguientes pasos: la realización del procedimiento para la fabricación de una pieza en bruto de núcleo de molde de modelo adecuada especialmente para la fabricación de una pieza fundida con una estructura de cavidad, usando un modelo 3D de coordenadas geométricas digitales de la pieza fundida, que comprende los siguientes pasos:
a) el posicionamiento de una pieza en bruto de cerámica en un soporte de mecanizado y la realización de una fijación entre la pieza en bruto de cerámica y el soporte de mecanizado;
b) la fabricación de un elemento de núcleo, siendo fabricado un núcleo perdido a partir de la pieza en bruto de cerámica a base del modelo 3D en un primer procedimiento de fabricación CNC mientras persiste la fijación, estando fijado el soporte de mecanizado en una máquina CNC para la realización del primer procedimiento de fabricación CNC;
c) la fabricación de una pieza en bruto de modelo mediante la colada del material de modelo alrededor del núcleo perdido y la solidificación del material de modelo mientras persiste la fijación. Adicionalmente, el procedimiento prevé la fabricación de un contorno exterior de un modelo perdido a partir de y/o en la pieza en bruto de modelo a base del modelo 3D en un segundo procedimiento de fabricación CNC, mientras persiste la fijación, estando fijado el soporte de mecanizado en una máquina CNC para la realización del segundo procedimiento de fabricación CNC.
En este procedimiento, se realiza la aplicación de un molde cerámico en el contorno exterior del modelo perdido y la formación de una unión de posicionamiento del molde cerámico con al menos un punto de conexión al elemento de núcleo. Finalmente, el modelo perdido se retira del molde cerámico.
Esto ofrece la ventaja de que el elemento de núcleo y el molde perdido presentan una alta fidelidad de posición relativa entre sí por la unión de posicionamiento. El soporte de mecanizado no presenta ninguna unión directa al molde cerámico. Es que, de esta manera, puede ser retirado. La unión de posicionamiento debe estar realizada de tal manera que la retirada del soporte de mecanizado no influya en el posicionamiento relativo entre el molde cerámico y el núcleo perdido. De esta manera, se puede emplear un soporte de mecanizado económico que no tiene que resistir temperaturas de cocción o de sinterización ni temperaturas de fundición durante la fabricación de componentes. Además, se pueden utilizar soportes de mecanizado reutilizables, especialmente también aquellos que están hechos al menos en parte o completamente de acero para herramientas.
El procedimiento para la fabricación de un molde de fundición de precisión puede estar complementado por el hecho de que se realiza la fabricación de un marco de estabilización a partir de la pieza en bruto de cerámica durante el primer procedimiento de fabricación CNC y mientras persiste la fijación, apoyando el marco de estabilización el núcleo perdido, especialmente en al menos un punto de soporte que está dispuesto a una distancia del soporte de mecanizado. Mediante un marco de estabilización de este tipo, se pueden proporcionar núcleos perdidos muy finos, que no se deforman ni se dañan durante su propia fabricación ni durante los pasos de fabricación posteriores. El marco de estabilización puede estar situado al menos parcialmente fuera de la pieza en bruto de modelo. En esta zona, estorba relativamente poco el procesamiento subsiguiente de la pieza
en bruto de modelo.
Según el procedimiento para la fabricación de un molde de fundición de precisión, opcionalmente está prevista la eliminación de uno o varios puntos de apoyo entre el marco de estabilización y el núcleo perdido después de la fabricación del núcleo perdido y antes de la fabricación de la pieza en bruto de modelo, preferiblemente en el primer procedimiento de fabricación CNC. De esta manera, el núcleo perdido se mantiene estable durante el mecanizado en el primer procedimiento de fabricación CNC y se pueden realizar unos contornos especialmente finos en el núcleo perdido. Los puntos de apoyo son preferiblemente almas de unión que son preferiblemente más estrechas y/o más delgadas que la zona adyacente del núcleo perdido.
Como primer procedimiento de fabricación CNC se puede utilizar un procedimiento con arranque de virutas, especialmente un procedimiento de fresado y/o un procedimiento de fabricación generativo como, por ejemplo, la impresión 3D, la fusión o sinterización láser selectiva. El procedimiento preferible es el procedimiento de fresado. Alternativamente al paso del procedimiento "fabricación de una pieza en bruto de modelo mediante la fundición de material de modelo alrededor del núcleo perdido y la solidificación del material de modelo mientras persiste la fijación”, también puede estar previsto un procedimiento de impresión 3D en el que un material de modelo, por ejemplo, cera, se imprime sobre y/o alrededor del núcleo perdido mientras persiste la fijación. Este tipo de procedimientos de impresión 3D permiten unas geometrías especialmente complejas. Con este tipo de procedimientos de aplicación de material se puede fabricar o bien la pieza en bruto de modelo, o bien, se pueden fabricar directamente la totalidad o al menos partes del contorno exterior del modelo perdido.
Según una adición opcional al procedimiento, puede estar previsto que el soporte de mecanizado se posicione en la máquina CNC ejecutora antes de la realización del primer procedimiento de fabricación CNC y antes de la fijación del soporte de mecanizado dentro de la máquina CNC que lo ejecuta. Esto ofrece la ventaja de que los soportes de mecanizado se pueden unir a la pieza en bruto de cerámica fuera de la máquina CNC. Esto reduce los tiempos de inactividad de la máquina, especialmente si varios soportes de mecanizado tienen una geometría uniforme.
En una variante especial del procedimiento, el soporte de mecanizado presenta una pieza de acoplamiento para el alojamiento en un sistema de fijación de punto cero, estando alojada la pieza de acoplamiento en un sistema de fijación de punto cero de la máquina CNC ejecutora durante la realización del primer procedimiento de fabricación CNC. De esta manera, son posibles cambios rápidos de soportes de mecanizado en la máquina CNC a la vez de una alta precisión de posicionamiento. Un sistema de fijación de punto cero se caracteriza especialmente por que durante la realización de la fijación no debe realizarse un posicionamiento exacto. La pieza de acoplamiento solo tiene que posicionarse de forma aproximada y la alineación de la pieza de acoplamiento en el sistema de fijación de punto cero se realiza entonces automáticamente durante la fijación. Al posicionamiento correcto en un sistema de fijación de punto cero contribuyen especialmente superficies de posicionamiento correlativas definidas, especialmente tanto en la pieza de acoplamiento como en el sistema de fijación de punto cero.
Por sistemas de fijación de punto cero en el sentido de este documento se entienden sistemas de tensado de punto cero y otros mecanismos de sujeción (adhesión, encolado, depresión, etc.). Los sistemas de tensado de punto cero se fijan mediante fuerzas de apriete. Los sistemas de tensado de punto cero también pueden estar combinados con otros mecanismos de sujeción, de tal forma que para la fijación se aprovechen fuerzas de apriete y otras fuerzas de sujeción.
Como material de modelo resulta especialmente adecuada una cera para modelos. El material de modelo debe tener una temperatura de fusión más baja que el elemento de núcleo.
Según una realización especial del procedimiento, durante la fabricación de la pieza en bruto de modelo se realiza un modelo de bebedero. Un modelo de bebedero de este tipo formará posteriormente, durante la fabricación de un molde de fundición de precisión de cerámica, un bebedero en el molde de fundición de precisión de cerámica. Al mismo tiempo, se puede utilizar como salida para la retirada del modelo perdido y/o del núcleo perdido. Opcionalmente, el modelo de bebedero es cónico. Entonces, resulta un bebedero en forma de embudo.
La abreviatura CNC corresponde en esta solicitud a control numérico asistido por computadora o a pasos de fabricación que se ejecutan automáticamente, especialmente de manera asistida por computadora.
Las superficies del elemento de núcleo se pueden recubrir opcionalmente después del primer procedimiento de fabricación CNC. De esta manera, las superficies pueden estar realizadas de forma especialmente lisa.
Para la fabricación de la pieza en bruto de modelo, el núcleo perdido se puede disponer, por ejemplo, en una herramienta de moldeo de modelos y la pieza en bruto de modelo se puede formar alrededor del núcleo perdido de tal forma que se introduce/ inyecta un material de modelo como una cera, un termoplástico o similar en el
espacio entre el núcleo perdido y las paredes interiores de la herramienta de moldeo de modelos.
La pieza en bruto de cerámica, en primer lugar, se puede poner en la forma deseada de la pieza en bruto mediante moldeo por inyección, moldeo por transferencia o fundición de un líquido adecuado de material cerámico. El material de partida puede comprender uno o varios polvos cerámicos, un aglutinante y, opcionalmente, aditivos que se pueden introducir en una herramienta de moldeo de pieza en bruto conformada de manera correspondiente. Una vez que el material cerámico se haya endurecido formando una "pieza en verde", la herramienta de moldeo de pieza en bruto puede removerse, por ejemplo abrirse, para extraer la pieza en verde.
Una vez que la pieza en verde ha sido extraída de la herramienta de moldeo de pieza en bruto, debe cocerse a alta temperatura en uno o varios pasos para eliminar el aglutinante volátil y sinterizar y endurecer la pieza en bruto de cerámica. De esta manera, alcanza una solidez y una precisión dimensional que son suficientes para su uso en la fundición de un material metálico como, por ejemplo, una aleación a base de titanio, níquel o cobalto. Opcionalmente, como paso de procedimiento inicial, se puede realizar una adaptación del modelo 3D de las coordenadas geométricas digitales de la pieza fundida para tener en cuenta una corrección de las desviaciones de forma debidas a la fabricación, por ejemplo, por contracción o por tensiones del material.
De la invención también forma parte una pieza en bruto de núcleo de molde de modelo fabricada mediante un procedimiento para la fabricación de una pieza en bruto de núcleo de molde de modelo, tal como se ha descrito anteriormente y se describe a continuación. Las ventajas del procedimiento también son inherentes a la pieza en bruto del núcleo de molde de modelo. Esta, se puede fabricar especialmente con alta precisión, con un proceso seguro y de forma económica.
Además, la invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un núcleo de molde de modelo, en el que se realiza el procedimiento para la fabricación de una pieza en bruto de núcleo de molde de modelo tal como se ha descrito anteriormente y se describe a continuación y que comprende la fabricación de un contorno exterior de un modelo perdido a partir de y/o sobre la pieza en bruto de modelo a base del modelo 3D en un segundo procedimiento de fabricación CNC, mientras persiste la fijación, estando fijado el soporte de mecanizado en una máquina CNC para la realización del segundo procedimiento de fabricación CNC.
La ventaja de esto es que el núcleo perdido adopta una posición definida en el soporte de mecanizado y, como consecuencia, también el modelo perdido se realiza estando posicionado correctamente con respecto al soporte de mecanizado y, por lo tanto, también con respecto al núcleo perdido.
Para ello, según el procedimiento, el posicionamiento del soporte de mecanizado preferiblemente se realiza antes de la realización del segundo procedimiento de fabricación CNC y antes de la fijación del soporte de mecanizado en la máquina CNC de ejecución. Los soportes de mecanizado con una geometría definida pueden ser posicionados de manera especialmente sencilla, rápida y precisa en la o las máquinas CNC de ejecución. Durante la realización de pasos del procedimiento para los que no se requiere una máquina CNC, esta máquina CNC puede liberarse y utilizarse para otros fines.
En una forma de realización especialmente preferible del procedimiento, el soporte de mecanizado presenta una pieza de acoplamiento para el alojamiento en un sistema de fijación de punto cero, siendo recibida la pieza de acoplamiento en un sistema de fijación de punto cero de la máquina CNC de ejecución durante la realización del segundo procedimiento de fabricación CNC. De esta manera, se consigue un alojamiento especialmente preciso y rápido del soporte de mecanizado en la máquina CNC.
El primer procedimiento de fabricación CNC es preferiblemente un procedimiento de remoción, más preferiblemente un procedimiento con arranque de virutas y, de manera especialmente preferible, un procedimiento de fresado.
El segundo procedimiento de fabricación CNC es preferiblemente un procedimiento de remoción de material, más preferiblemente un procedimiento de arranque de virutas, y de forma especialmente preferible un procedimiento de fresado, o un procedimiento de aplicación como la impresión 3D. El segundo procedimiento de fabricación CNC también puede combinar procedimientos de remoción y de aplicación. De esta manera, se pueden fabricar de manera especialmente eficiente diferentes zonas del modelo perdido.
El marco de estabilización opcional puede estar situado al menos parcialmente fuera del modelo perdido. Entonces, al menos parcialmente, no tiene ninguna influencia de formación de contorno en el componente que hade ser producido posteriormente y que estará basado especialmente en el cuerpo positivo del modelo perdido. Del objeto de la invención forma parte también un núcleo de molde de modelo fabricado según el procedimiento para la fabricación de un núcleo de molde de modelo, tal como se ha descrito anteriormente y se describirá a continuación. Las ventajas del procedimiento también son inherentes al núcleo de molde de modelo. En
particular, este se puede fabricar con alta precisión y con un proceso seguro y de forma económica.
Para ello, el procedimiento puede complementarse opcionalmente con un paso en el que se realizan la anulación de la fijación entre el soporte de mecanizado y el elemento de núcleo y la separación del elemento de núcleo del soporte de mecanizado antes o después de la retirada del modelo perdido del molde cerámico, es decir, especialmente después de la aplicación del molde cerámico o después de la retirada del modelo perdido del molde cerámico, y de forma especialmente preferible antes de la realización de un proceso de fundición para la fabricación de la pieza fundida en el moldeo de fundición de precisión.
La aplicación del molde cerámico sobre el contorno exterior del modelo perdido puede realizarse, por ejemplo, mediante su inmersión repetida en una barbotina de cerámica, en cuyo caso, después de cada inmersión sale el exceso de barbotina, un arenado con estuco cerámico y un secado al aire. De esta manera, se pueden formar varias capas cerámicas que en el contorno exterior forman el molde cerámico a modo de una carcasa de molde. A continuación, la disposición resultante se puede suministrar a un autoclave de vapor para retirar el modelo perdido, de tal forma que como molde de fundición de precisión queda el molde cerámico con el núcleo perdido dispuesto en el mismo.
El procedimiento puede complementarse con el paso opcional de la cocción de la disposición que comprende el elemento de núcleo y el molde cerámico antes o después de que el elemento de núcleo se separe del soporte de mecanizado. De esta manera, se elimina el aglutinante volátil y se sinteriza y se endurece la disposición. De esta manera, el molde de fundición de precisión originado de esta manera alcanza una resistencia y una precisión dimensional que son suficientes para su uso en la fundición de material metálico como, por ejemplo, una aleación a base de titanio, níquel o cobalto.
En una variante del procedimiento, durante la fabricación del contorno exterior del modelo perdido a partir de la pieza en bruto de modelo se forma también un modelo de bebedero, especialmente a partir de la pieza en bruto de modelo. Este paso puede comprender la elaboración completa del modelo de bebedero a partir de la pieza en bruto de modelo o, en caso de estar previsto, el repaso de un modelo de bebedero más grueso, realizado ya en la pieza en bruto de modelo. Posteriormente, durante la fabricación de un molde de fundición de precisión cerámico, un modelo de bebedero de este tipo formará un bebedero en el molde de fundición de precisión cerámico. Al mismo tiempo, el bebedero se puede utilizar como salida para la retirada del modelo perdido y/o del núcleo perdido. Opcionalmente, el modelo de bebedero es cónico. Resulta entonces un bebedero en forma de embudo.
Del objeto de la invención forma parte también un molde de fundición de precisión fabricado según el procedimiento para la fabricación de un molde de fundición de precisión, tal como se ha descrito anteriormente y se describirá a continuación. Las ventajas del procedimiento también son inherentes al molde de fundición de precisión. En particular, este se puede fabricar con alta precisión y con un proceso seguro y de forma económica, estando posicionado y sujeto el núcleo perdido especialmente correctamente en el molde cerámico. En el molde de fundición de precisión se pueden aplicar a continuación estructuras de bebederos así como estructuras de ventilación para el procedimiento de fundición. Alternativamente, también se pueden disponer ya en el modelo perdido estructuras de bebedero y estructuras de ventilación separadas para el procedimiento de fundición posterior, de manera que, a continuación, estas estén unidas al molde de fundición de precisión o sean parte de este.
Además, la invención se refiere a un procedimiento de fundición para la fabricación de una pieza fundida con una estructura de cavidad, en el que se lleva a cabo un procedimiento para la fabricación de un molde de fundición de precisión, tal como se ha descrito anteriormente y se describirá a continuación, y en el que se realizan la colada de una masa fundida de metal al molde cerámico alrededor del núcleo perdido, la solidificación de la masa fundida de metal formando un componente sólido, y la retirada del molde cerámico y del núcleo perdido del componente sólido. Según el procedimiento, el componente sólido tiene estructuras de cavidad que están posicionadas de forma muy precisa dentro del componente sólido, de manera que, por ejemplo, no existen puntos débiles que puedan inutilizar el componente sólido. En particular, el núcleo perdido se retira de la estructura de cavidad del componente. La retirada del núcleo perdido se realiza preferiblemente mediante lixiviación basada en agua o química, y otras técnicas, del componente sólido. Si el elemento de núcleo presenta además un marco de estabilización opcional, este también se retira del componente sólido.
El procedimiento de fundición comprende preferiblemente el paso opcional de la anulación de la fijación entre el soporte de mecanizado y el elemento de núcleo y la separación del elemento de núcleo del soporte de mecanizado como muy tarde antes de la colada de la masa fundida de metal al molde cerámico. De esta manera, se puede emplear un soporte de mecanizado económico que al menos no tiene que resistir las temperaturas de colada de la masa fundida de metal.
El procedimiento de fundición resulta especialmente adecuado, si la masa fundida de metal es una aleación a base de titanio, níquel o cobalto. Con componentes tan caros, se pueden lograr altos costes mediante la reducción de desechos y de daños de componentes según el procedimiento.
Opcionalmente, el molde de fundición de precisión se precalienta antes de la colada de la masa fundida de metal. Esto puede influir positivamente en la formación de cristales y evitar grietas del molde de fundición de precisión debido a tensiones térmicas por cambios bruscos de temperatura.
La masa fundida de metal se solidifica preferiblemente de forma policristalina, y de manera especialmente preferible de forma monocristalina. De esta manera, se consigue una alta resistencia de los componentes.
Más características, detalles y ventajas de la invención resultan del texto de las reivindicaciones y de la siguiente descripción de ejemplos de realización con la ayuda de a los dibujos. Muestran:
la figura 1 una pieza en bruto de núcleo cerámico en un soporte de mecanizado;
la figura 2 un elemento de núcleo con un núcleo perdido y con un marco de estabilización en un soporte de mecanizado;
la figura 3 un núcleo perdido en un soporte de mecanizado;
la figura 4 un núcleo perdido en un soporte de mecanizado, estando dispuesto el núcleo perdido en una herramienta de moldeo de modelos formada por dos piezas para la fabricación de una pieza en bruto de modelo;
la figura 5 un núcleo perdido en un soporte de mecanizado, estando dispuesto el núcleo perdido en una pieza en bruto de modelo;
la figura 6 un núcleo perdido en un soporte de mecanizado, estando dispuesto el núcleo perdido en un modelo perdido;
la figura 7 un modelo perdido y un núcleo perdido que están envueltos por un molde cerámico de un molde de fundición de precisión; y
la figura 8 una pieza fundida con un componente sólido y con una estructura de cavidad.
Las figuras 1 a 7 muestran una posible secuencia cronológica de resultados del procedimiento después de la realización de diversos pasos de procedimiento. Las características técnicas que presenten signos de referencia, que ya se hayan comentado en una figura anterior, en parte no se vuelven a describir. Más bien, son válidas de manera correspondiente las partes anteriores de la descripción.
En primer lugar, en la figura 1 se puede ver una pieza en bruto de núcleo cerámico 10, que está fijada a un soporte de mecanizado 50 a través de una fijación 51 bilateral a un soporte de mecanizado 50. La fijación 51 puede estar realizada, por ejemplo, por encolado o apriete. En el presente caso, los dos lados de la fijación 51 están opuestos uno a otro y la pieza en bruto de núcleo cerámico 10 está dispuesta entre los dos lados. El soporte de mecanizado 50 presenta una pieza de acoplamiento 52 y un puente de mecanizado 53. El puente de mecanizado 53 se extiende entre los dos lados de la fijación 51 y está unido a la pieza de acoplamiento 52 o formado en una sola pieza con esta. La pieza de acoplamiento 52 está realizada para su alojamiento en un sistema de fijación de punto cero de máquinas de mecanizado CNC.
La cubicación de la pieza en bruto de núcleo cerámico 10 está preseleccionada o prefabricada de tal manera que un elemento de núcleo 11 que ha de ser fabricado a partir de la pieza en bruto de núcleo cerámico 10 mediante eliminación o remoción de material, con un núcleo perdido 12, se encuentra dentro de dicha cubicación.
Por tanto, según el procedimiento, en primer lugar, es necesario un posicionamiento de la pieza en bruto cerámica 10 en el soporte de mecanizado 50 y realizar la fijación 51 entre la pieza en bruto cerámica 10 y el soporte de mecanizado 50 para llegar al resultado del procedimiento según la figura 1.
En la figura 2 está representado un posible resultado consecutivo de la situación inicial según la figura 1 después o durante la fabricación del elemento de núcleo 11, siendo fabricado el núcleo perdido 12 a partir de la pieza en bruto de cerámica 10 (véase la figura 1) según un modelo 3D en un primer procedimiento de fabricación CNC, por ejemplo, un procedimiento de fresado CNC, mientras persiste la fijación 51. Al mismo tiempo, se produce un marco de estabilización 15 (temporal) a partir de la pieza en bruto de cerámica 10 (véase la figura 1) en el primer procedimiento de fabricación CNC mientras persiste la fijación 51. El marco de estabilización 15 (temporal) apoya el núcleo perdido 12 a través de puntos de apoyo 16. Los puntos de apoyo 16 están dispuestos respectivamente a una distancia de la fijación 51. Los puntos de apoyo 16 son almas o espigas de unión que son respectivamente más estrechas que la zona adyacente del núcleo perdido 12. Durante la realización del primer procedimiento de fabricación CNC, el soporte de mecanizado 50 está fijado con la pieza de acoplamiento 52 en una máquina CNC para la realización del mismo.
Una vez finalizado el primer procedimiento de fabricación CNC, según la figura 3, queda el núcleo perdido 12 del elemento de núcleo 11 que se extiende entre los dos lados de la fijación 51. Como se puede ver, el marco de estabilización 15 se retiró después de la fabricación del núcleo perdido 12, especialmente después de la retirada de los puntos de apoyo 16.
En la zona de la fijación 51 no se mecanizó la pieza en bruto de núcleo cerámico 10 (véase la figura 1) para no
debilitar la fijación 51 y no dañar el soporte de mecanizado 50. Esta zona no mecanizada de la pieza en bruto de núcleo cerámico 10 (véase la figura 1) también puede denominarse zona de fijación. Ya en este estado, el elemento de núcleo 11 presenta también dos puntos de conexión 13, a los que posteriormente se conectará un molde cerámico 81 (véase la figura 7).
Según la figura 4, la disposición según la figura 3 se reutiliza además de tal manera que el núcleo perdido 12 sigue estando fijado al soporte de mecanizado 50 a través de la fijación 51 y está dispuesto en una herramienta de moldeo de modelos 30 para la fabricación de una pieza en bruto de modelo 20 (véase la figura 5). La herramienta de moldeo de modelos 30 presenta una primera y una segunda mitades de molde 31, 32 y se apoya, a través de superficies de posicionamiento 33, en el soporte de mecanizado 50, especialmente en la pieza de acoplamiento 52 y en el puente de mecanizado 53. En la zona de los puntos de conexión 13, el elemento de núcleo 11 sobresale de la herramienta de moldeo de modelos 30 a través de aberturas. De esta manera, queda formada una cavidad de herramienta 35 alrededor del núcleo perdido 11. En esta cavidad de herramienta 35 desemboca desde arriba un bebedero de modelo 34 que está formado por la herramienta de moldeo de modelos 30.
La situación inicial representada en la figura 4 es adecuada para realizar ahora una fabricación de una pieza en bruto de modelo 20 (véase la figura 5) mediante la colada de material de modelo a través del bebedero de modelo 34 a la cavidad de herramienta 35, es decir, especialmente alrededor del núcleo perdido 12 situado dentro de la cavidad de herramienta 35. El material de modelo puede ser, por ejemplo, una cera para modelos. El material de modelo debe tener una menor temperatura de fusión que el elemento de núcleo 11. A continuación, se deja solidificar el material de modelo. Durante ello, sigue persistiendo la fijación 51. De manera correspondiente, el núcleo perdido 12 se posiciona en una posición definida con respecto a la pieza en bruto de modelo 20.
Las cubicaciones de la pieza en bruto de modelo 20 y de la cavidad de herramienta 35 son respectivamente más grandes que un modelo perdido 21 que ha de ser fabricado a partir de ellos (véase la figura 6).
Después de la retirada de la herramienta de moldeo de modelos 30 según el estado del procedimiento según la figura 4, permanece la disposición según la figura 5. En la figura 5 se puede ver cómo el elemento de núcleo 11 con el núcleo perdido 12 sigue estando fijado al soporte de mecanizado 50 a través de la fijación 51. Ahora, sin embargo, el núcleo perdido 12 está dispuesto adicionalmente en la pieza en bruto de modelo 20 hecha del material de modelo. De ello resulta una pieza en bruto de núcleo de molde de modelo 1. De manera correspondiente al bebedero de modelo 34 de la herramienta de moldeo de modelos 30, en la pieza en bruto de modelo 20 permanece además también un punto de bebedero 24 condicionado por la fabricación.
Con la ayuda de una escotadura correspondiente de la cavidad de herramienta 35, por la pieza en bruto de modelo 20 también está realizado un modelo de bebedero 23 cónico, como se puede apreciar.
Para pasar del estado según la figura 5 al de la figura 6, es necesario realizar un contorno exterior 22 del modelo perdido 21 a partir de la pieza en bruto de modelo 20, que se realiza según el modelo 3D en un segundo procedimiento de fabricación CNC, mientras sigue persistiendo la fijación 51. Para ello, el soporte de mecanizado 50 con la pieza de acoplamiento 52 se puede fijar de nuevo en una máquina CNC para la realización del segundo procedimiento de fabricación CNC después de haber sido posicionado. Esto se consigue de manera especialmente sencilla empleando un sistema de fijación de punto cero. Según el procedimiento, el núcleo perdido 12 sigue ocupando por tanto una posición definida en el soporte de mecanizado 50 y, a continuación, también el modelo perdido 21 queda posicionado correctamente con respecto al soporte de mecanizado 50 y, por tanto, también con respecto al núcleo perdido 12. El núcleo perdido 12 forma, junto con el modelo perdido 21, un núcleo de molde de modelo 2.
El segundo procedimiento de fabricación CNC es un procedimiento de remoción, empleándose preferiblemente un procedimiento de arranque de virutas y de forma especialmente preferible un procedimiento de fresado. 51 la pieza en bruto de modelo 20 presentara alternativamente total o parcialmente una menor cubicación que el modelo perdido 21 posterior, el contorno exterior 22 del modelo perdido 21 debe ser fabricado en estas zonas mediante un procedimiento de aplicación de material, por ejemplo en un procedimiento de impresión 3D (CNC). Ahora, el núcleo de molde de modelo 2, es decir, el modelo perdido 21 y el núcleo perdido 12 dispuesto en este, se puede separar del soporte de mecanizado 50, ya que el objetivo de disponer el núcleo perdido 12 exactamente en el modelo perdido 21 se ha conseguido y no se verá influenciado negativamente en los pasos siguientes. Como puede verse en la figura 7, la fijación 51 se anula especialmente por el hecho de que el núcleo perdido 12 se separa de la zona de fijación. La zona de fijación puede permanecer en el soporte de mecanizado 50. La zona de fijación se puede separar de este posteriormente en caso de necesidad.
La figura 7 muestra además cómo el modelo 21 perdido y el núcleo perdido 12 están envueltos por un molde cerámico 81 de un molde de fundición de precisión 80. Ya solo los extremos del núcleo perdido 12 sobresalen
del molde cerámico 81. Para ello, el molde cerámico 81 se aplicó según el procedimiento sobre contorno exterior 22 del modelo perdido 21. La aplicación del molde cerámico 81 sobre el contorno exterior 22 del modelo perdido 21 se puede realizar, por ejemplo, mediante la inmersión repetida en una barbotina cerámica, en cuyo caso, después de cada inmersión sale el exceso de barbotina y se realizan un arenado con estuco cerámico y un secado al aire. De esta manera, se pueden formar varias capas cerámicas, que forman sobre el contorno exterior 22 el molde cerámico 81 a modo de una carcasa de molde. Según el procedimiento, está previsto que se establece una unión de posicionamiento 82 del molde cerámico 81, por los dos puntos de conexión 13, al elemento de núcleo 11, de tal forma que el núcleo perdido 12 queda unido fijamente al molde cerámico 81. Para ello, el núcleo perdido 12 sobresale con los puntos de conexión 13 del modelo perdido 21. Por estos salientes puede ser sujetado el núcleo de molde de modelo 2 durante la fabricación del molde cerámico 81, debiendo mantenerse libres los puntos de conexión 13.
Opcionalmente, antes de la aplicación del molde cerámico 81 se puede realizar una disposición de piezas de estructura de bebedero y/o de ventilación en el modelo perdido 21. Estas se unen entonces al molde cerámico 81 preferiblemente durante la aplicación del mismo.
Como se puede ver, con la ayuda del modelo de bebedero 23 también se ha formado un bebedero 83 que es parte del molde cerámico 81.
Ahora, se puede eliminar el modelo perdido 21 del molde cerámico 81, por ejemplo fundiéndolo, pudiendo salir a través del bebedero 83 el material de modelo fundido. Para ello, la disposición según la figura 7 puede, por ejemplo, suministrarse a un autoclave de vapor para eliminar el modelo perdido 21. Permanece como molde de fundición de precisión 80 el molde cerámico 81 con el núcleo perdido 12 dispuesto dentro del mismo.
Si el molde de fundición de precisión 80 aún no es suficientemente estable para los pasos de procedimiento siguientes, en primer lugar, se puede cocer.
Una vez que esté acabado el molde de fundición de precisión 80, se puede preparar y realizar el proceso de fundición. La preparación generalmente comprende un cambio de lugar de trabajo y el posicionamiento en un dispositivo de colada. Opcionalmente, el molde de fundición de precisión 80 se precalienta antes de la colada. Según el procedimiento, a continuación, se realiza la colada de masa fundida de metal a través del bebedero 83 al molde cerámico 81 así como alrededor del núcleo perdido 12. La masa fundida de metal puede ser, por ejemplo, una aleación a base de titanio, níquel o cobalto. Una vez que la masa fundida de metal se ha solidificado formando un componente 102 sólido (véase la figura 8), el molde cerámico 81 y el núcleo perdido 12 pueden retirarse del componente 102 sólido, especialmente por destrucción. El molde cerámico típicamente se abre rompiendo y/o fresando. El núcleo perdido 12 puede disolverse, por ejemplo, mediante reacciones químicas, por ejemplo, disolverse en agua o disolverse de otro modo, y entonces sale de las estructuras de cavidad 101 restantes en el componente 102 sólido.
Lo que queda es una pieza fundida 100 tal como se muestra en la figura 8, que presenta un componente 101 sólido así como una estructura de cavidad 102 en el componente 101 sólido. Según el procedimiento, el modelo perdido 21 es por tanto un modelo positivo de la pieza fundida 100 y el núcleo perdido 12 es un modelo de la estructura de cavidad 101.
Las geometrías que han de ser generadas en los procedimientos de fabricación, especialmente las del núcleo perdido 12 y del modelo perdido 21, se basan en los datos geométricos de la pieza fundida 100 posterior. Usando un modelo 3D de coordenadas geométricas digitales de la pieza fundida 100 pueden ser determinadas las geometrías que han de ser generadas. Si es necesario, las geometrías que han de ser generadas se adaptan con respecto a las coordenadas geométricas digitales de la pieza fundida 100. De esta manera, se pueden tener en cuenta la contracción, las tensiones del componente y similares para obtener finalmente una pieza de fundida 100 física, cuya forma corresponda al modelo 3D de coordenadas geométricas digitales de la pieza fundida 100. La invención no se limita a una de las formas de realización descritas anteriormente, sino que puede modificarse de múltiples maneras.
En una variante diferente, es posible, por ejemplo, mantener un marco de estabilización 15 con puntos de apoyo 16 más allá del estado del procedimiento según la figura 2. El marco de estabilización 15 puede apoyar el núcleo perdido 12 entonces también durante la fabricación de la pieza en bruto de modelo 20 y opcionalmente también durante la fabricación del modelo perdido 21. El marco de estabilización 15 puede estar dispuesto al menos parcialmente dentro de la pieza en bruto de modelo 20. Pero también puede estar situado al menos parcialmente fuera de la pieza en bruto de modelo 20. Sin embargo, el marco de estabilización 15 debe estar dispuesto fuera del modelo perdido 21. Los puntos de apoyo 16 del marco de estabilización 15 pueden entonces sobresalir a través del modelo perdido 21 hasta el núcleo perdido 12. De esta manera, incluso los núcleos perdidos 12 realizados de manera inestable se estabilizan durante los pasos del procedimiento siguientes.
La alternativa de complementar una pieza en bruto de modelo 20 total o parcialmente más pequeña con respecto
al contorno exterior 22 del modelo perdido 21 mediante un procedimiento de aplicación de material como la impresión 3D ya se ha mencionado.
Lista de signos de referencia
1 Pieza en bruto de núcleo de molde de 32 Segunda mitad de molde
modelo 33 Superficie de posicionamiento
2 Núcleo de molde de modelo 34 Bebedero de modelo
35 Cavidad de herramienta
10 Pieza en bruto de cerámica
11 Elemento de núcleo 50 Soporte de mecanizado
12 Núcleo perdido 51 Fijación
13 Punto de conexión 52 Pieza de acoplamiento
15 Marco de estabilización 53 Puente de mecanizado
16 Punto de apoyo 80 Molde de fundición de precisión
20 Pieza en bruto de modelo 81 Molde cerámico
21 Modelo perdido 82 Unión de posicionamiento
22 Contorno exterior 83 Bebedero
23 Modelo de bebedero
24 Punto de bebedero 100 Pieza fundida
101 Estructura de cavidad
30 Herramienta de moldeo de modelos 102 Componente sólido
31 Primera mitad de molde
Claims (15)
1. Procedimiento para la fabricación de una pieza en bruto de núcleo de molde de modelo (1) adecuada especialmente para la fabricación de una pieza fundida (100) con una estructura de cavidad (101), usando un modelo 3D de coordenadas geométricas digitales de la pieza fundida (100), que comprende los siguientes pasos: a) el posicionamiento de una pieza en bruto de cerámica (10) en un soporte de mecanizado (50) y el realización de una fijación (51) entre la pieza en bruto de cerámica (10) y el soporte de mecanizado (50); b) la fabricación de un elemento de núcleo (11), siendo fabricado un núcleo perdido (12) a partir de la pieza en bruto de cerámica (10) a base del modelo 3D en un primer procedimiento de fabricación CNC mientras persiste la fijación (51), estando fijado el soporte de mecanizado (50) en una máquina CNC para la realización del primer procedimiento de fabricación CNC;
la fabricación de un marco de estabilización (15) a partir de la pieza en bruto de cerámica (10) durante el primer procedimiento de fabricación CNC y mientras persiste la fijación (51), apoyando el marco de estabilización (15) el núcleo perdido (12);
la eliminación de uno o varios puntos de apoyo (16) entre el marco de estabilización (15) y el núcleo perdido (12) después de la fabricación del núcleo perdido (12) y antes de la fabricación de la pieza en bruto de modelo (20);
c) la fabricación de una pieza en bruto de modelo (20) mediante la colada de material de modelo alrededor del núcleo perdido (12) y la solidificación del material de modelo mientras persiste la fijación (51).
2. Procedimiento para la fabricación de un molde de fundición de precisión (80), en el que se realizan los siguientes pasos:
A) la realización de un procedimiento para la fabricación de un núcleo de molde de modelo (2), en el que se realizan los siguientes pasos:
a. la realización del procedimiento para la fabricación de una pieza en bruto de núcleo de molde de modelo (1) adecuada especialmente para la fabricación de una pieza fundida (100) con una estructura de cavidad (101), usando un modelo 3D de coordenadas geométricas digitales de la pieza fundida (100), que comprende los siguientes pasos:
a) el posicionamiento de una pieza en bruto de cerámica (10) en un soporte de mecanizado (50) y la realización de una fijación (51) entre la pieza en bruto de cerámica (10) y el soporte de mecanizado (50);
b) la fabricación de un elemento de núcleo (11), siendo fabricado un núcleo perdido (12) a partir de la pieza en bruto de cerámica (10) a base del modelo 3D en un primer procedimiento de fabricación CNC mientras persiste la fijación (51), estando fijado el soporte de mecanizado (50) en una máquina CNC para la realización del primer procedimiento de fabricación CNC; c) la fabricación de una pieza en bruto de modelo (20) mediante la colada de material de modelo alrededor del núcleo perdido (12) y la solidificación del material de modelo mientras persiste la fijación (51);
b. la fabricación de un contorno exterior (22) de un modelo perdido (21) a partir de y/o en la pieza en bruto de modelo (20) a base del modelo 3D en un segundo procedimiento de fabricación CNC, mientras persiste la fijación (51), estando fijado el soporte de mecanizado (50) en una máquina CNC para la realización del segundo procedimiento de fabricación CNC;
B) la aplicación de un molde cerámico (81) en el contorno exterior (22) del modelo perdido (21) y la formación de una unión de posicionamiento (82) del molde cerámico (81) con al menos un punto de conexión (13) al elemento de núcleo (11), no presentando el soporte de mecanizado ninguna unión directa al molde cerámico;
C) la retirada del modelo perdido (21) del molde cerámico (81).
3. Procedimiento según la reivindicación 2, que comprende el siguiente paso:
- la fabricación de un marco de estabilización (15) a partir de la pieza en bruto de cerámica (10) durante el primer procedimiento de fabricación CNC y mientras persiste la fijación (51), apoyando el marco de estabilización (15) el núcleo perdido (12).
4. Procedimiento según la reivindicación 3, que comprende el siguiente paso:
- la eliminación de uno o varios puntos de apoyo (16) entre el marco de estabilización (15) y el núcleo perdido (12) después de la fabricación del núcleo perdido (12) y antes de la fabricación de la pieza en bruto de modelo (20).
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 o 3 o 4, que comprende el siguiente paso:
- la retirada del marco de estabilización (15) después de la fabricación del núcleo perdido (12) y antes de la fabricación de la pieza en bruto de modelo (20).
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende el siguiente paso:
- el posicionamiento del soporte de mecanizado (50) antes de la realización del primer procedimiento de fabricación CNC y antes de la fijación del soporte de mecanizado (50) en la máquina CNC de ejecución.
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el soporte de mecanizado (50) presenta una pieza de acoplamiento (52) para el alojamiento en un sistema de fijación de punto cero, y en el que, durante la realización del primer procedimiento de fabricación CNC, la pieza de acoplamiento (52) está alojada en un sistema de fijación de punto cero de la máquina CNC de ejecución.
8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende el siguiente paso:
- la formación de un modelo de bebedero (23) durante la fabricación de la pieza en bruto de modelo (20).
9. Procedimiento según la reivindicación 2 o según la reivindicación 2 en combinación con una de las reivindicaciones 3 a 8, que comprende el siguiente paso:
- el posicionamiento del soporte de mecanizado (50) antes de la realización del primer procedimiento de fabricación CNC y antes de la fijación del soporte de mecanizado (50) en la máquina c Nc de ejecución.
10. Procedimiento según la reivindicación 2 o según la reivindicación 2 en combinación con una de las reivindicaciones 3 a 9, en el que en el que el soporte de mecanizado (50) presenta una pieza de acoplamiento (52) para el alojamiento en un sistema de fijación de punto cero, y en el que, durante la realización del segundo procedimiento de fabricación CNC, la pieza de acoplamiento (52) está alojada en un sistema de fijación de punto cero de la máquina CNC de ejecución.
11. Procedimiento según la reivindicación 2 o según la reivindicación 2 en combinación con una de las reivindicaciones 3 a 10, en el que durante la fabricación del contorno exterior (22) del modelo perdido (21) a partir de la pieza en bruto de modelo (20) se forma un modelo de bebedero (23).
12. Procedimiento según la reivindicación 2 o según la reivindicación 2 en combinación con una de las reivindicaciones 3 a 11, en el que se realiza el siguiente paso:
- la anulación de la fijación (51) entre el soporte de mecanizado (50) y el elemento de núcleo (11) y la separación del elemento de núcleo (11) del soporte de mecanizado (50) antes o después de la retirada del modelo perdido (21) del molde cerámico (81).
13. Procedimiento según la reivindicación 12, en el que se realiza el siguiente paso:
- la cocción de la disposición que comprende el elemento de núcleo (11) y el molde cerámico (81), después de la separación del elemento de núcleo (11) del soporte de mecanizado (50).
14. Procedimiento de fundición para la fabricación de una pieza fundida (100) con una estructura de cavidad (101), en el que se realizan los siguientes pasos:
i) la realización del procedimiento de fabricación de un molde de fundición de precisión (80) según una de las reivindicaciones 2 a 13;
ii) la colada de masa fundida de metal al molde cerámico (81) alrededor del núcleo perdido (12);
iii) la solidificación de la masa fundida de metal formando un componente (102) sólido;
iv) la retirada del molde cerámico (81) y del núcleo perdido (12) del componente (102) sólido.
15. Procedimiento según la reivindicación 14, en el que se realiza el siguiente paso:
i.b) la anulación de la fijación (51) entre el soporte de mecanizado (50) y el elemento de núcleo (11) y la separación del elemento de núcleo (11) del soporte de mecanizado (50) como muy tarde antes de la colada de la masa fundida de metal l molde cerámico (81).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP18192272.5A EP3616806B1 (de) | 2018-09-03 | 2018-09-03 | Verfahren zur herstellung eines modellformkernrohlings, eines modellformkerns und einer feingussform sowie ein giessverfahren zur herstellung eines gussteils mit einer hohlraumstruktur |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2891542T3 true ES2891542T3 (es) | 2022-01-28 |
Family
ID=63490343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES18192272T Active ES2891542T3 (es) | 2018-09-03 | 2018-09-03 | Procedimiento para la fabricación de una pieza en bruto de núcleo de molde de modelo, de un núcleo de molde de modelo y de un molde de fundición de precisión, así como un procedimiento de fundición para la fabricación de una pieza fundida con una estructura de cavidad |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11607721B2 (es) |
EP (1) | EP3616806B1 (es) |
JP (1) | JP7100399B2 (es) |
ES (1) | ES2891542T3 (es) |
PL (1) | PL3616806T3 (es) |
PT (1) | PT3616806T (es) |
WO (1) | WO2020048774A1 (es) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2891542T3 (es) | 2018-09-03 | 2022-01-28 | Johannes Michael Otto Gbr Vertreten Durch Die Ges Johannes Otto Und Michael Otto | Procedimiento para la fabricación de una pieza en bruto de núcleo de molde de modelo, de un núcleo de molde de modelo y de un molde de fundición de precisión, así como un procedimiento de fundición para la fabricación de una pieza fundida con una estructura de cavidad |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013016868A1 (de) | 2013-10-11 | 2015-04-16 | Flc Flowcastings Gmbh | Feingussverfahren hohler Bauteile |
GB201608336D0 (en) * | 2016-05-12 | 2016-06-29 | Rolls Royce Plc | A method of providing a fixture for a ceramic article, a method of machining a ceramic article and a method of investment casting using a ceramic article |
CN105945220B (zh) * | 2016-05-25 | 2017-11-17 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 一种带陶瓷型芯蜡模成型方法 |
JP6717736B2 (ja) | 2016-11-28 | 2020-07-01 | ファナック株式会社 | レーザ加工システム |
FR3059259B1 (fr) * | 2016-11-29 | 2019-05-10 | Jy'nove | Procede de fabrication d'un noyau ceramique de fonderie |
ES2891542T3 (es) | 2018-09-03 | 2022-01-28 | Johannes Michael Otto Gbr Vertreten Durch Die Ges Johannes Otto Und Michael Otto | Procedimiento para la fabricación de una pieza en bruto de núcleo de molde de modelo, de un núcleo de molde de modelo y de un molde de fundición de precisión, así como un procedimiento de fundición para la fabricación de una pieza fundida con una estructura de cavidad |
-
2018
- 2018-09-03 ES ES18192272T patent/ES2891542T3/es active Active
- 2018-09-03 PL PL18192272T patent/PL3616806T3/pl unknown
- 2018-09-03 PT PT181922725T patent/PT3616806T/pt unknown
- 2018-09-03 EP EP18192272.5A patent/EP3616806B1/de active Active
-
2019
- 2019-08-20 US US17/269,022 patent/US11607721B2/en active Active
- 2019-08-20 JP JP2021512901A patent/JP7100399B2/ja active Active
- 2019-08-20 WO PCT/EP2019/072308 patent/WO2020048774A1/de active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021535840A (ja) | 2021-12-23 |
EP3616806A1 (de) | 2020-03-04 |
US11607721B2 (en) | 2023-03-21 |
PT3616806T (pt) | 2021-09-29 |
PL3616806T3 (pl) | 2021-12-20 |
EP3616806B1 (de) | 2021-07-28 |
US20210323049A1 (en) | 2021-10-21 |
WO2020048774A1 (de) | 2020-03-12 |
JP7100399B2 (ja) | 2022-07-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2564407T3 (es) | Características de refrigeración del fundido especialmente para álabes de turbina | |
RU2676539C2 (ru) | Способ литья полой детали по выплавляемой модели | |
US6626230B1 (en) | Multi-wall core and process | |
JP6965353B2 (ja) | 成形部品の独立したハンドリングのためのアクセサリを得るためのクラスタモデル及びシェル並びにこれに関連する方法 | |
US10155265B2 (en) | Method for positioning core by soluble wax in investment casting | |
US20200338630A1 (en) | Method for producing a ceramic core for the production of a casting having hollow structures and ceramic core | |
US20170333979A1 (en) | Method for manufacturing a compressor impeller | |
EP3558561B1 (en) | Combined technology investment casting process | |
US20200276634A1 (en) | Method for producing a ceramic core for the production of a casting having hollow structures and a ceramic core | |
ES2891542T3 (es) | Procedimiento para la fabricación de una pieza en bruto de núcleo de molde de modelo, de un núcleo de molde de modelo y de un molde de fundición de precisión, así como un procedimiento de fundición para la fabricación de una pieza fundida con una estructura de cavidad | |
EP4069447B1 (en) | Rapid manufacturing process for high definition ceramic core used for investment casting applications | |
US4283831A (en) | Method of manufacturing and interlocking jewelry with precise preforms | |
PT625386E (pt) | Processo de fundicao de precisao em que o modelo perdido e formado num molde perdido | |
EP3059030B1 (en) | Bondcasting process using investment and sand casting | |
JP2013252566A (ja) | タービン翼用鋳型およびタービン翼の製造方法 | |
JP2011045903A (ja) | タービン翼用鋳型およびタービン翼の製造方法 | |
EP4037850B1 (en) | Method for producing flexible tooling for casting a ceramic core | |
EP4180147A1 (en) | Method and apparatus for supporting wax pattern during investment casting | |
US10913105B2 (en) | Method for producing a pattern for lost pattern casting | |
US8844606B2 (en) | Method and apparatus for machining molding elements for foundry casting operations | |
JP2008080369A (ja) | シリンダブロックのウォータージャケット形成用の中子、及び、シリンダブロックの鋳造方法 |