WO1998015372A1 - Method and device for making moulds and tools - Google Patents
Method and device for making moulds and tools Download PDFInfo
- Publication number
- WO1998015372A1 WO1998015372A1 PCT/DE1996/001916 DE9601916W WO9815372A1 WO 1998015372 A1 WO1998015372 A1 WO 1998015372A1 DE 9601916 W DE9601916 W DE 9601916W WO 9815372 A1 WO9815372 A1 WO 9815372A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- model
- intermediate model
- mold
- created
- low
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/06—Permanent moulds for shaped castings
- B22C9/061—Materials which make up the mould
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
Definitions
- MMC Metal - Mold - Casting
- the invention relates to a method and an apparatus for the production of molds and tools from low-melting alloys for the production of plastic parts for the prototype phase and pre-series. According to the current state of the art, it is not possible to use metallic
- the object of this invention is therefore to show a faster way compared to the existing methods. Furthermore, the use of low-melting metal alloys is intended to create the opportunity for use in the workshop without including a classic foundry in the chain.
- the procedure for solving this task is as follows:
- the basis is an original model made of any material.
- This can also be a model from a rapid prototyping system, for example.
- a silicone mold is now built from this model using the well-known vacuum casting process.
- the first step to ..shrink compensation "of the intermediate model is now being prepared via the curing temperature of the silicone.
- the later intermediate model either has a shrinkage or a growth Series plastic must be adapted.
- the silicone rubber should be cured in this way. that the intermediate model is growing.
- This step is carried out in general and for this special case as is known from the field of VG technology.
- the required intermediate model is now also produced from a high-temperature casting resin using the vacuum casting process.
- the shrinking behavior of the resin and the shrinking behavior of the plastic to be processed the casting resin is selected. Practical experience will show which combinations should ultimately be chosen.
- the intermediate model is made with plaster, molding sand. Gas concrete or similar at the parting level or shape division with multi-part molds, built (Fig. 1.1 to
- an intermediate model is made from a high-temperature resistant resin ( Figure 2.1).
- the intermediate model is now roughly adapted to the part geometry in a mold half (or a molded part) that is completely filled with alloy and mechanically (milling) ( Figure 3.2).
- the model is now embedded in the milled cavity and fixed with gypsum molding sand (etc.) ( Figure 3.3) and fixed.
- the support structure produced in this way is sealed with a release agent ( Figure 3.4).
- the first mold halves are poured off as described under 1 and 2 (Fig. 3.5 to 3.6). After the first mold half (molded part) has hardened, the support structure is removed ( Figure 3.7).
- the second half of the mold is created as already described (Fig. 3.8 to 3.1 1).
- a surface model (positive) with shape separation is milled from a high temperature tooling plate.
- the same is prepared for the second half of the mold (negative) ( Figures 4.1 and 4.7).
- the alloy is now poured onto these intermediate models (Figs. 4.2 to 4.4 and 4.8 to 4.10). After curing, the models are removed (Fig. 4.5 and 4.1 1) and the two mold halves (or the molded parts created) are ready for use in the manufacture of plastic parts (Fig. 4.12).
- the system is based on the manufacturing process of molds for wax cores for investment casting (see brochure from HEK No. 14 - 1/89). Molds made from low-melting alloys are also used here. However, the basis here is always a metallic master model. These metallic master models are very complex to manufacture, but have the advantage that you can pour directly onto the models. By producing an intermediate mold (intermediate model), you are now able to quickly cast additional intermediate models that make it possible to produce several molds in parallel. To date, it has also not been possible to compensate for the shrinkage of the material to be processed. The metallic models are scaled to the required shrinkage. Process description
- Metal mold casting Process and device for the production of molds and tools from low-melting alloys for the production of plastic parts for the prototype phase and pre-series.
- molds and tools for plastic molding in the prototype phase are usually made of synthetic resin, fine zinc (zamak), or aluminum.
- aluminum and fine zinc mean extensive programming work to generate the milling programs and often long milling times.
- the milled molded parts have to be reworked.
- Resin tools are taken from an existing master model, but for injection molding tools this means that in addition to a "0" model, which is available in most cases, a "shrinkage model" must also be available.
- the molds, which are predominantly made of epoxy resin are increasingly polluting our environment because they can only be recycled to a limited extent.
- impression quantities of approx. 250 parts can be achieved even with demanding plastics
- an intermediate model is produced from a high-temperature-resistant casting resin using the vacuum casting process from a master model (mostly SLT. FDM or other rapid prototyping process).
- This model now forms the basis for the ⁇ original '' shape.
- This intermediate model is built up in a form frame at the parting level.
- a low-melting alloy is now poured around the model into the mold frame and solidified in a specially developed device. After the first half of the mold has solidified, the parting line structure is removed and the second half is produced according to the same scheme.
- the model and the “newly” created parting plane are treated with suitable parting agents.
- the structure is also a three - or multi-part
- Core pulls or other inserts can be used with vg. Manufacturing technology without further ado. Due to the low casting temperature of the metal, the use of aluminum or brass cores, which can be manufactured mechanically, is also possible.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Disclosed is a method consisting in making from a premaster (generally SLAT, FDM or another rapid prototyping method) an intermediate model in casting resin which remains stable at high temperature when using the vacuum casting process. This model constitutes then the base of the actual mould. The intermediate model is shaped in a cavity retainer up to the mould parting plane. An alloy with low melting point is then cast around the model into the cavity retainer and solidified in an especially developped device. Upon solidification of the first mould half, the structure extending up to the starting line is removed and the second mould half is manufactured by applying the same method.
Description
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR HERSTELLUNG VON FORMEN UND WERKZEUGENMETHOD AND DEVICE FOR PRODUCING MOLDS AND TOOLS
Metal - Mould - Casting (MMC)Metal - Mold - Casting (MMC)
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Formen und Werkzeugen aus Niedrigschmelzenden Legierungen zur Herstellung von Kunststoffteilen für die Prototypenphase und Vorserie. Es ist nach dem heutigen Stand der Technik nicht möglich, metallischeThe invention relates to a method and an apparatus for the production of molds and tools from low-melting alloys for the production of plastic parts for the prototype phase and pre-series. According to the current state of the art, it is not possible to use metallic
Formen schnell und kostengünstig herzustellen. Vorrangig werden metallische Formen, welche gegenüber den Kunstharzformen den Vorteil der längeren Standzeit haben und die besseren thermischen Eigenschaften besitzen, gießtechnisch vorgefertigt und spanend fertig gestellt. Diese Vorgehensweise ist sehr zeit- und kostenintensiv. Kunstharzformen lassen sich zwar sehr schnell herstellen, haben aber den großen Nachteil, daß Änderungen gar nicht oder nur bedingt möglich sind. Ferner haben Kunststofformen eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit, die eine schnelle Erwärmung des Werkzeuges während der Teileproduktion zur Folge hat. Die Zykluszeiten verlängern sich dadurch entsprechend. Auch lassen sich beide zuvor beschriebenen Fertigungsverfahren nicht vollständig automatisieren, so daß eine manuelle Nacharbeit notwendig ist.Manufacture molds quickly and inexpensively. Metallic molds, which have the advantage of longer service life and have better thermal properties than synthetic resin molds, are primarily prefabricated by casting and machined. This procedure is very time and cost intensive. Resin molds can be produced very quickly, but they have the major disadvantage that changes are not possible at all or only to a limited extent. Plastic molds also have a very low thermal conductivity, which results in rapid heating of the tool during part production. The cycle times are extended accordingly. Also, both of the previously described manufacturing processes cannot be fully automated, so that manual rework is necessary.
Die Aufgabe dieser Erfindung ist es daher, gegenüber den bestehenden Verfahren einen schnelleren Weg aufzuzeigen. Ferner soll durch den Einsatz von Niedrirgschmelzenden Metallegiemngen die Möglichkeit zum Einsatz in der Werkstatt geschaffen werden, ohne eine klassische Gießerei in die Kette mit einzubeziehen.The object of this invention is therefore to show a faster way compared to the existing methods. Furthermore, the use of low-melting metal alloys is intended to create the opportunity for use in the workshop without including a classic foundry in the chain.
Die Vorgehensweise zur Lösung dieser Aufgabe ist wie folgt: Grundlage ist ein Urmodell aus einem beliebigen Werkstoff. Dieses kann z.B. auch ein Modell aus einer Rapid Prototyping Anlage sein. Aus diesem Modell wird nun nach dem bekannten Vakuum - Gießverfahren eine Silikonform gebaut. Über die Aushärtetemperatur des Silikons wird jetzt der erste Schritt zur ..Schrumpfkompensation" des Zwischenmodells vorbereitet. Je nach Aushärtetemperatur weist das spätere Zwischenmodell entweder eine Schwindung oder ein Wachstum auf. Da die herzustellende Form auf den Schrumpf des
Serienkunststoffes angepaßt werden muß. ist der Silikonkautschuk so auszuhärten. daß das Zwischenmodell ein Wachstum erfährt. Dieser Schritt wird im allgemeinen und für diesen speziellen Fall so durchgeführfwie aus dem Bereich der VG- Technik bekannt. Als zweiter Schritt wird nun ebenfalls nach dem Vakuum - Gießverfahren aus einem Hochtemperaturgießharz das erforderliche Zwischenmodell hergestellt. Je nach Anforderung an die Legierung (150°C - 220°C), das Schrumpfverhalten des Harzes und das Schrumpfverhalten des zu verarbeitenden Kunststoffes, wird das Gießharz gewählt. Welche Kombinationen im Endeffekt gewählt werden sollten, werden die praktischen Erfahrungen zeigen.The procedure for solving this task is as follows: The basis is an original model made of any material. This can also be a model from a rapid prototyping system, for example. A silicone mold is now built from this model using the well-known vacuum casting process. The first step to ..shrink compensation "of the intermediate model is now being prepared via the curing temperature of the silicone. Depending on the curing temperature, the later intermediate model either has a shrinkage or a growth Series plastic must be adapted. the silicone rubber should be cured in this way. that the intermediate model is growing. This step is carried out in general and for this special case as is known from the field of VG technology. As a second step, the required intermediate model is now also produced from a high-temperature casting resin using the vacuum casting process. Depending on the requirements of the alloy (150 ° C - 220 ° C), the shrinking behavior of the resin and the shrinking behavior of the plastic to be processed, the casting resin is selected. Practical experience will show which combinations should ultimately be chosen.
Nachdem das Zwischenmodell erstellt ist. wird mit dem Bau der „eigentlichen" Form bzw. des Werkzeugs begonnen. Hier sind jetzt verschiedeneAfter the intermediate model is created. construction of the "actual" mold or tool begins. Here are different ones
Vorgehensweisen möglich. Welches Verfahren letztendlich eingesetzt wird, hängt von der Teilegeometrie und der daraus resultierenden Komplexibilität der Form, bzw. des Werkzeuges ab.Approaches possible. Which method is ultimately used depends on the part geometry and the resulting complexity of the shape or tool.
Möglichkeit 1 {Ablauf 1).Possibility 1 {procedure 1).
Das Zwischenmodell wird mit Gips, Formsand. Gasbeton oder ähnlichem auf Trennebene bzw. Formteilung bei mehrteiligen Formen, aufgebaut (Bild 1.1 bisThe intermediate model is made with plaster, molding sand. Gas concrete or similar at the parting level or shape division with multi-part molds, built (Fig. 1.1 to
1.2). Danach wird der komplette erste Teil des Trennebenenaufbau incl.1.2). Then the complete first part of the parting line structure incl.
Formrahmen und Zwischenmodell in der ..Compression - Casting Maschine" mit der Niedrigschmelzenden Legierung umgössen (Bild 1.3 bis 1.4).Mold the frame and intermediate model in the ..Compression - Casting Machine "with the low-melting alloy (Fig. 1.3 to 1.4).
Die ausführliche Beschreibung der „Compression - Casting Maschine" erfolgt im Anschluß.The detailed description of the "Compression - Casting Machine" follows.
Nach Aushärtung der Legierung ist die erste Formhälfte oder das ersteAfter hardening of the alloy is the first half of the mold or the first
Formteil fertiggestellt. Der Trennebenenaufbau aus Gips, Formsand, etc. wird entfernt (Bild 1.5), die zuvor gefertigte Formseite gereinigt und mit Trennmittel behandelt um ein Verschmelzen mit der zweiten zu gießenden Formseite zu vermeiden (Bild 1.6). Wie im ersten Schritt wird nun auch die zweite Seite in derMolding finished. The parting line structure made of gypsum, molding sand, etc. is removed (Figure 1.5), the previously made mold side is cleaned and treated with a release agent to avoid melting with the second mold side to be cast (Figure 1.6). As in the first step, the second page in the
„Compression - Casting Maschine" mit Legierung umgössen (Bild 1.7 bis 1.8).
Nach Aushärtung der Legierung wird jetzt das Modell aus der fertig gestellten Form entfernt (Bild 1.9) (oder ggf. das nächste Formteil wie zuvor beschrieben, gefertigt)."Compression - casting machine" cast with alloy (Fig. 1.7 to 1.8). After the alloy has hardened, the model is now removed from the finished mold (Figure 1.9) (or, if necessary, the next molded part is manufactured as described above).
Möglichkeit 2 {Ablauf 2):Possibility 2 {procedure 2):
Hier wird bereits schon beim Bau der Silikonform für das Zwischenmodell der spätere Aufbau für das Werkzeug berücksichtigt. Das Vorhandene SLA - Modell o.a. wird so in die Silikonform eingebettet, das bereits die Trennebenen für das Werkzeug festgelegt sind (Bild 2.1). Die so entstandenen Silikonformteile dienen, nachdem mit der Form ein hochtemperatur Zwischenmodell erstellt wurde, als Stützkonstruktion für den Gips- oder Sandaufbau (Bild 2.2) (etc.). Die weitere Vorgehensweise (Abgießen der jeweiligen Formteile oder Formhälften) ist gleichbedeutend wie in Ablauf 1 beschrieben (Bild 2.3 bis 2.9).Already during the construction of the silicone mold for the intermediate model, the later structure for the tool is taken into account. The existing SLA model or the like is embedded in the silicone mold in such a way that the parting planes for the tool are already defined (Figure 2.1). After the high-temperature intermediate model has been created with the mold, the resulting silicone molded parts serve as a supporting structure for the plaster or sand structure (Figure 2.2) (etc.). The further procedure (pouring the respective molded parts or mold halves) is equivalent to that described in sequence 1 (Fig. 2.3 to 2.9).
Möglichkeit 3 (Ablauf 3):Option 3 (procedure 3):
Wiederum wird ein Zwischenmodell aus einem hochtemperatur beständigen Harz hergestellt (Bild 2.1). Das Zwischenmodell wird jetzt in einer Formhälfte (oder einem Formenteil), die mit Legierung komplett befüllt ist und mechanisch (frästechnisch) grob auf die Teilegeometrie angepaßt (Bild 3.2). In die gefräste Kavität wird jetzt das Modell eingebettet und mit Gips Formsand (etc.) fixiert (Bild 3.3) und festgesetzt. Auf die so hergestellte Stützkonstruktion wird mit Trennmittel versiegelt (Bild 3.4). Das Abgießen der ersten Formhäfte läuft wie unter 1 und 2 beschrieben ab (Bild 3.5 bis 3.6). Nach Aushärtung der ersten Formhälfte (Formteil) wird die Stützkonstruktion entfernt (Bild 3.7). Die zweite Formhälfte wird wie bereits beschrieben erstellt (Bild 3.8 bis 3.1 1).Again, an intermediate model is made from a high-temperature resistant resin (Figure 2.1). The intermediate model is now roughly adapted to the part geometry in a mold half (or a molded part) that is completely filled with alloy and mechanically (milling) (Figure 3.2). The model is now embedded in the milled cavity and fixed with gypsum molding sand (etc.) (Figure 3.3) and fixed. The support structure produced in this way is sealed with a release agent (Figure 3.4). The first mold halves are poured off as described under 1 and 2 (Fig. 3.5 to 3.6). After the first mold half (molded part) has hardened, the support structure is removed (Figure 3.7). The second half of the mold is created as already described (Fig. 3.8 to 3.1 1).
Möglichkeit 4 (Ablauf 4):Option 4 (procedure 4):
Hier wird nach vorliegendem CAD - Modell aus einer Hochtemperatur Tooling Platte ein Oberfächenmodell (Positiv) mit Formtrennung gefräßt. Gleiches wird für die zweite Formhälfte (Negativ) vorbereitet (Bild 4.1 und 4.7). Auf diese Zwischenmodelle wird jetzt die Legierung gegossen (Bild 4.2 bis 4.4 und 4.8 bis 4.10). Nach der Aushärtung werden die Modelle entfernt (Bild 4.5 und 4.1 1) und
die beiden Formhälften(oder die erstellten Formteile) sind für die Fertigung von Kunststoffteilen einsatzbereit (Bild 4.12).Here, according to the present CAD model, a surface model (positive) with shape separation is milled from a high temperature tooling plate. The same is prepared for the second half of the mold (negative) (Figures 4.1 and 4.7). The alloy is now poured onto these intermediate models (Figs. 4.2 to 4.4 and 4.8 to 4.10). After curing, the models are removed (Fig. 4.5 and 4.1 1) and the two mold halves (or the molded parts created) are ready for use in the manufacture of plastic parts (Fig. 4.12).
Der Prozeß in der ..Compression - Casting Maschine., läuft wie folgt ab: Die entsprechend vorbereiteten Formrahmenaufbauten mit Stützkonstruktion und Zwischenmodell werden in vg. Maschine mit der Niedrigschmelzenden Legierung umgössen. Nach erreichen der max. Füllhöhe wird die noch flüssige Legierung mit Druck (ca. 2 - 6 bar) beaufschlagt. Hierdurch wird gewährleistet, daß die Form, bzw. das Werkzeug ohne Lunker ist und die optimalen physikalischen Eigenshaften der Legierung erreicht werden. Gleichzeitig wird die Legierung jetzt mittels Wasser oder eines anderen Kühlmediums gekühlt (z.B. Stickstoff etc.). Der Prozeß, bzw. die Maschine ist sowohl manuell als auch automatisch steuerbar. (Zeichnung 1)The process in the ..Compression - Casting machine. Runs as follows: The correspondingly prepared mold frame assemblies with support structure and intermediate model are shown in vg. Mold the machine with the low-melting alloy. After reaching the max. Filling level, the still liquid alloy is pressurized (approx. 2 - 6 bar). This ensures that the shape or tool is without voids and that the optimum physical properties of the alloy are achieved. At the same time, the alloy is now cooled using water or another cooling medium (e.g. nitrogen, etc.). The process or the machine can be controlled both manually and automatically. (Drawing 1)
Stand der TechnikState of the art
Das System beruht auf der Grundlage des Herstellungsprozesses von Formen für Wachskerne für Feinguß, (s. Prospekt der Fa. HEK Nr. 14 - 1/89) Auch hier werden Formen aus Niedrigschmelzenden Legierungen eingesetzt. Grundlage ist hier jedoch stets ein metallisches Urmodell. Diese metallischen Urmodelle sind sehr aufwendig in der Herstellung, haben aber den Vorteil, daß man direkt auf die Modelle gießen kann. Durch die Herstellung einer Zwischenform (Zwischenmodell) ist man nun in der Lage, schnell weitere Zwischenmodelle abzugießen, die es ermöglichen, parallel mehrere Formen zu produzieren. Auch war es bis dato nicht möglich, den Schrumpf des zu verarbeitenden Materials zu kompensieren. Die metallischen Modelle werden auf das erforderliche Schwindmaß skalliert.
VerfahrensbeschreibungThe system is based on the manufacturing process of molds for wax cores for investment casting (see brochure from HEK No. 14 - 1/89). Molds made from low-melting alloys are also used here. However, the basis here is always a metallic master model. These metallic master models are very complex to manufacture, but have the advantage that you can pour directly onto the models. By producing an intermediate mold (intermediate model), you are now able to quickly cast additional intermediate models that make it possible to produce several molds in parallel. To date, it has also not been possible to compensate for the shrinkage of the material to be processed. The metallic models are scaled to the required shrinkage. Process description
1. Bezeichnung1. Name
Metal - Mould - Casting; Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Formen und Werkzeugen aus Niedrigschmelzenden Legierungen zur Herstellung von Kunststoffteilen für die Prototypenphase und Vorserie.Metal mold casting; Process and device for the production of molds and tools from low-melting alloys for the production of plastic parts for the prototype phase and pre-series.
2. Kurzfassung2. Summary
2.1. Technisches Problem der Erfindung = technische Aufgabe und Zielsetzung2.1. Technical problem of the invention = technical task and objective
Heutzutage werden Formen und Werkzeuge für die Kunststofformgebung in der Prototypenphase üblicherweise aus Kunstharz, Feinzink (Zamak), oder Aluminium hergestellt. Aluminium und Feinzink bedeutet für den Werkzeugmacher aufwendige Programmierarbeit zur Generierung der Fräsprogramme und oft lange Fräszeiten. Ferner müssen die gefrästen Formteile nachgearbeitet werden. Kunstharzwerkzeuge werden zwar von einem vorhandenen Urmodell abgenommen, für Spritzgußwerkzeuge bedeutet dieses aber, daß neben einem „0"- Modell, welches in den meisten Fällen vorliegt, auch ein „Schwindmaßmodell" vorliegen muß. Desweiteren belasten die überwiegend aus Epoxidharz erstellten Formen unsere Umwelt zunehmend, da sie sich nur bedingt recyclen lassen.Nowadays, molds and tools for plastic molding in the prototype phase are usually made of synthetic resin, fine zinc (zamak), or aluminum. For the toolmaker, aluminum and fine zinc mean extensive programming work to generate the milling programs and often long milling times. Furthermore, the milled molded parts have to be reworked. Resin tools are taken from an existing master model, but for injection molding tools this means that in addition to a "0" model, which is available in most cases, a "shrinkage model" must also be available. Furthermore, the molds, which are predominantly made of epoxy resin, are increasingly polluting our environment because they can only be recycled to a limited extent.
2.2. Lösung des Problems bzw. der technischen Aufgabe2.2. Solution of the problem or the technical problem
Das von der HEK entwickelte Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß:The process developed by the HEK is characterized in that:
- das „0" - Modell als Grundlage der Formgebung verwendet wird- The "0" model is used as the basis of the design
- ausgemusterte Formen 100 %-tig recyclet werden können- Retired forms can be 100% recycled
- die Oberfläche der Form nicht nachgearbeitet werden muß- The surface of the mold does not have to be reworked
- nachträgliche Änderungen möglich sind- Subsequent changes are possible
- eine Werkzeugtemperierung integriert werden kann
- die Teilegröße unbegrenzt ist- Tool temperature control can be integrated - The part size is unlimited
- die Formen und Werkzeuge ein homogenes metallisches Gefüge Gefüge aufweisen - erste Musterteile nach ca. 1 - 2 Wochen nach Vorlage des gebrauchsfähigen Urmodells möglich sind- the molds and tools have a homogeneous metallic structure - first sample parts are possible after approx. 1 - 2 weeks after submission of the usable master model
- Abformqualitäten eines Produktionswerkzeuges erreicht werden- Impression qualities of a production tool can be achieved
- Abformquantitäten je nach Werkstoff und Komplexität ca. 250 Teile auch bei anspruchsvollen Kunststoffen erreicht werden können- Depending on the material and complexity, impression quantities of approx. 250 parts can be achieved even with demanding plastics
Bei dem neu entwickelten Verfahren wird aus einem Urmodell (zumeist SLT. FDM oder anderes Rapid Prototyping Verfahren) ein Zwischenmodell aus einem hochtemperatur beständigen Gießharz nach dem Vakuumgießverfahren hergestellt. Dieses Modell bildet jetzt die Grundlage für die ..eigentliche'' Form.In the newly developed process, an intermediate model is produced from a high-temperature-resistant casting resin using the vacuum casting process from a master model (mostly SLT. FDM or other rapid prototyping process). This model now forms the basis for the `` original '' shape.
Dieses Zwischenmodell wird in einem Formrahmen auf Trennebene aufgebaut. Eine Niedrigschmelzende Legierung wird jetzt um das Modell in den Formrahmen gegossen und in einer hierfür speziell entwickelten Vorrichtung erstarrt. Nach Erstarrung der ersten Formhälfte wird der Trennebenenaufbau entfernt und die zweite Hälfte nach gleichem Schema hergestellt.This intermediate model is built up in a form frame at the parting level. A low-melting alloy is now poured around the model into the mold frame and solidified in a specially developed device. After the first half of the mold has solidified, the parting line structure is removed and the second half is produced according to the same scheme.
Um die beiden Formhälften leicht trennen zu können, das Modell ohne Probleme entfernen zu können und ein verschmelzen der beiden Formschalen zu vermeiden, werden das Modell und die „neu" entstanden Trennebene mit geeigneten Trennmittel behandelt. Je nach Teilegeometrie ist der Aufbau auch als ein drei- oder mehrteiligesIn order to be able to easily separate the two mold halves, to be able to remove the model without problems and to avoid the two mold shells from melting together, the model and the “newly” created parting plane are treated with suitable parting agents. Depending on the part geometry, the structure is also a three - or multi-part
Werkzeug notwendig. Kernzüge oder sonstige Einleger lassen sich mit vg. Technik ohne weiteres herstellen. Auch ist aufgrund der geringen Gießtemperatur des Metalls der Einsatz von Aluminium- oder Messingkernen möglich, welche mechanisch zu fertigen sind.Tool necessary. Core pulls or other inserts can be used with vg. Manufacturing technology without further ado. Due to the low casting temperature of the metal, the use of aluminum or brass cores, which can be manufactured mechanically, is also possible.
2.3. Anwendungsgebiet2.3. field of use
Abschließend bleibt festzuhalten, daß sich dem Anwender des Verfahrens und Nutzer der Anlagen bzw. Vorrichtungen ein neuer, effektiver, schneller und
umweltschonender Weg zur Herstellunglung von Prototypenformen fürIn conclusion, it should be noted that the user of the method and the user of the systems or devices find a new, more effective, faster and environmentally friendly way to manufacture prototype molds for
Kunststoffteile und somit Erstmustern bietet. Mit dem System sind z. B. beiOffers plastic parts and thus first samples. With the system z. B. at
Spritzguß teilenSplit injection molding
Stückzahlen von ca. 250 Stück und mehr möglich. Dieser Wert ist z. Zt. die Anzahl an Teilen, die in der Automobilindustrie in der Prototvpenphase gefordert werden.
Numbers of approx. 250 pieces and more possible. This value is e.g. Currently the number of parts that are required in the automotive industry in the prototype phase.
Claims
1. Das Verfahren zur Herstellung von Formen und Werkzeugen aus1. The process of making molds and tools
Niedrigschmelzenden Legierungen zur Herstellung von Kunststoffteilen bei dem nach einem beliebigen Modell (z.B. SLA etc.) a) nach dem Vakuum Gießverfahren ein Zwischenmodell aus einem hochtemperatur beständigen Gießharz erstellt wird, b) das Zwischenmodell bereits das erforderliche Schwindmaß enthält und zur Herstellung der Prototypenform, bzw. des Werkzeuges als Abformmodell verwendet wird, c) die für das Zwischenmodell erstellte Silikonform so aufgebaut wird, daß die Trennebenen und Silikonformteile als Stützkonstruktion für den endgültigen Trennebenenaufbau genutzt wird, d) der erstellte temperaturbeständige Trennebenenaufbau aus Gips etc. als Stützkonstruktion für den Abformvorgang der zu erstellenden Formschalen aus Niedrigschmelzenden Legierungen eingesetzt wird. e) die Niedrigschmelzende Legierung in einem Formrahmen auf das vorbereitete Zwischenmodell gegossen wird und anschließend mit Druck beaufschlagt wird.Low melting alloys for the production of plastic parts in which, according to any model (e.g. SLA etc.) a) an intermediate model is created from a high temperature resistant casting resin using the vacuum casting process, b) the intermediate model already contains the required shrinkage and for the production of the prototype form or . of the tool is used as an impression model, c) the silicone mold created for the intermediate model is constructed in such a way that the parting planes and molded silicone parts are used as a support structure for the final parting plane construction, d) the temperature-resistant parting plane structure made of plaster etc. is used as a support structure for the impression process Shells to be created from low-melting alloys is used. e) the low-melting alloy is poured onto the prepared intermediate model in a mold frame and then pressurized.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß aus einem beliebigen Modell ein Zischenmodell aus hochtemperaturbestädigem Kunstharz (bis ca. 250°C ) gefertig wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a hiss model made of high-temperature-resistant synthetic resin (up to about 250 ° C) is made from any model.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenmodell ein Wachstum aufweist und somit den Schrumpf des zu verarbeitenden Werkstoffs kompensiert.3. The method according to claim 1 and 2. characterized in that the intermediate model has a growth and thus compensates for the shrinkage of the material to be processed.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenmodell unter Verwendung der Silikonformschalen die Stützkonstruktion aufgebaut wird oder das Zwischenmodell in einer „Zwischenkavität" fixiert wird4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the intermediate model is built using the silicone molded shells, the support structure or the intermediate model is fixed in an "intermediate cavity"
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennebenenaulbau aus Gips. Formsand, Gasbeton oder ähnlichem besteht. 5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the Trennebenenaulbau made of plaster. Molding sand, gas concrete or the like exists.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that the
Zwischenmodell und der Trennebenenaufbau innerhalb eines Formrahmens mit einer Niedrigschmelzenden Legierung umgössen wird. Intermediate model and the parting line structure within a mold frame is cast with a low-melting alloy.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that the liquid
Legierung mit Druck beaufschlagt wird.Alloy is pressurized.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite und jede weitere Formschale gegen die nach Anspruch 1 bis 7 erstellte Schale gegossen wird. 8. The method according to claim 1 to 7, characterized in that the second and each further molded shell is poured against the shell created according to claim 1 to 7.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß die9. The method according to claim 1 to 8, characterized in that the
Trennung durch ein temperaturbeständiges Trennmittel gewährleistet ist. Separation is guaranteed by a temperature-resistant release agent.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/DE1996/001916 WO1998015372A1 (en) | 1996-10-07 | 1996-10-07 | Method and device for making moulds and tools |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/DE1996/001916 WO1998015372A1 (en) | 1996-10-07 | 1996-10-07 | Method and device for making moulds and tools |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO1998015372A1 true WO1998015372A1 (en) | 1998-04-16 |
Family
ID=6918397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/DE1996/001916 WO1998015372A1 (en) | 1996-10-07 | 1996-10-07 | Method and device for making moulds and tools |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO1998015372A1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000058066A1 (en) * | 1999-03-31 | 2000-10-05 | Gravutex Eschmann International Limited | Rapid texture prototyping |
WO2000076692A2 (en) * | 1999-06-14 | 2000-12-21 | Bolam, David, Charles | Casting of precious metals |
WO2001083168A1 (en) * | 2000-05-03 | 2001-11-08 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Method to produce a patterned abrasive tool using a rapid prototype technique for the master tool |
US6558496B1 (en) | 1997-11-28 | 2003-05-06 | Eschmann-Stahl Gmbh & Co., Kg | Rapid texture prototyping |
US6565693B1 (en) | 1997-11-28 | 2003-05-20 | Eschmann-Stahl Gmbh & Co. Kg | Rapid texture prototyping |
CN104260353A (en) * | 2014-09-24 | 2015-01-07 | 英华达(上海)科技有限公司 | Rapid molding system and rapid molding method |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB175014A (en) * | 1920-11-02 | 1922-02-02 | Theopheiles Denis Lucier | An improved process of making dies |
JPS5542803A (en) * | 1978-09-21 | 1980-03-26 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Manufacture of molding die |
US4231982A (en) * | 1975-05-20 | 1980-11-04 | Ab Volvo | Method for the production of tools for deep drawing, moulding, extruding and the like |
DE3831192A1 (en) * | 1988-09-14 | 1990-03-22 | Hek Gmbh | METHOD FOR PRODUCING SHAPES AND SHELLS, FOUNDRY MODELS, CORE SOCKETS AND THE LIKE, WITH STRUCTURED SURFACE |
-
1996
- 1996-10-07 WO PCT/DE1996/001916 patent/WO1998015372A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB175014A (en) * | 1920-11-02 | 1922-02-02 | Theopheiles Denis Lucier | An improved process of making dies |
US4231982A (en) * | 1975-05-20 | 1980-11-04 | Ab Volvo | Method for the production of tools for deep drawing, moulding, extruding and the like |
JPS5542803A (en) * | 1978-09-21 | 1980-03-26 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Manufacture of molding die |
DE3831192A1 (en) * | 1988-09-14 | 1990-03-22 | Hek Gmbh | METHOD FOR PRODUCING SHAPES AND SHELLS, FOUNDRY MODELS, CORE SOCKETS AND THE LIKE, WITH STRUCTURED SURFACE |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 004, no. 084 (M - 016) 17 June 1980 (1980-06-17) * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6558496B1 (en) | 1997-11-28 | 2003-05-06 | Eschmann-Stahl Gmbh & Co., Kg | Rapid texture prototyping |
US6565693B1 (en) | 1997-11-28 | 2003-05-20 | Eschmann-Stahl Gmbh & Co. Kg | Rapid texture prototyping |
WO2000058066A1 (en) * | 1999-03-31 | 2000-10-05 | Gravutex Eschmann International Limited | Rapid texture prototyping |
WO2000076692A2 (en) * | 1999-06-14 | 2000-12-21 | Bolam, David, Charles | Casting of precious metals |
WO2000076692A3 (en) * | 1999-06-14 | 2001-02-22 | Bolam David Charles | Casting of precious metals |
WO2001083168A1 (en) * | 2000-05-03 | 2001-11-08 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Method to produce a patterned abrasive tool using a rapid prototype technique for the master tool |
CN104260353A (en) * | 2014-09-24 | 2015-01-07 | 英华达(上海)科技有限公司 | Rapid molding system and rapid molding method |
US9944015B2 (en) | 2014-09-24 | 2018-04-17 | Inventec Appliances (Pudding) Corporation | System of rapid prototyping and method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE112011101382B4 (en) | Molding process without a model for a split sand casting mold with an uneven rib structure to assemble | |
DE3515927A1 (en) | INJECTION MOLDING DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING AN OBJECT IN SUCH A DEVICE | |
WO1998015372A1 (en) | Method and device for making moulds and tools | |
DD246944A5 (en) | METHOD FOR THE PRODUCTION OF ROHLINGS | |
DE19636968A1 (en) | Method for producing metal prototypes | |
EP0054276A1 (en) | Process for making machine elements from synthetic concrete, as well as these elements, particularly supports for machine tools | |
DE4305196C2 (en) | Process for producing an injection mold | |
DE69607478T2 (en) | METHOD FOR PRODUCING A MODEL FOR USE IN PRODUCING A MULTI-PIECE MOLD AND METHOD FOR PRODUCING THE MULTI-PIECE MOLD | |
DE3301337A1 (en) | Process for producing a cooling device on moulds for shaping plastics and the mould equipped with such a cooling device | |
DE2721393A1 (en) | METHOD OF MANUFACTURING AN INJECTION MOLDING TOOL | |
DE60213363T2 (en) | Method for producing a tool for optical plastic elements | |
DE2014136A1 (en) | Molding system for the casting of spectacle frames and parts thereof and a method for manufacturing the same | |
EP0017902A1 (en) | Process for producing a refractory foundry mould | |
DE2026055A1 (en) | Process for the production of molds for the sand casting of metal objects with a large surface area and a small thickness | |
DE888602C (en) | Process for the production of permanent forms or model facilities | |
DE3126595A1 (en) | MOLD FOR THE CASTING OF GOGGLES FRAME AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF WEARING SURFACE COVERS FOR THE MOLDING MOLDS | |
DE102018119392A1 (en) | Process for making objects from wax | |
DE2623303B2 (en) | Device for producing mold cores from molten salt | |
EP0020989B1 (en) | Method for producing patterns, coreboxes and tools, and patterns so obtained | |
DE102021129299B4 (en) | INLINE PRESSURE CHAMBER FOR CASTINGS | |
DE3889630T2 (en) | Compound drawing tool for a drawing press. | |
DE69126876T2 (en) | Casting process | |
DE19923870C2 (en) | Process for manufacturing an injection molding tool | |
DE2044965A1 (en) | Permanent metal mould - for moulding plastic articles with electropla and cast aluminium mould parts | |
DE10010705C1 (en) | Tool mold half production for processing composite fiber plastics and thermoplasts, by inserting negative master mold in container, surrounding with metal powder, filling container with resin, and hardening and removing resin |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
AK | Designated states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): CA JP US |
|
AL | Designated countries for regional patents |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE |
|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application | ||
122 | Ep: pct application non-entry in european phase | ||
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: JP Ref document number: 1998517051 Format of ref document f/p: F |