Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Formanordnung mit einem Heiz- und Kühlsystem. Verschiedene Formsysteme werden häufig verwendet, um Teile aus formbarem Material herzustellen. Das Heizen und Kühlen beim Formen der Komponenten kann schwierig zu regeln sein.The present invention generally relates to a mold assembly having a heating and cooling system. Various mold systems are commonly used to make moldable parts. Heating and cooling during molding of the components can be difficult to control.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Formanordnung zur Herstellung von geformten Teilen ein Formwerkzeug mit konformen Fluidleitungen, die Konturen einer Formoberfläche des Formwerkzeugs folgen. Die konformen Fluidleitungen werden während des Gießens durch Opferverdrängungsleitungen, die durch einen dreidimensionalen Drucker ausgebildet werden, im Formwerkzeug definiert. Eine Temperatursteuerstation ist mit dem Formwerkzeug gekoppelt und umfasst ein Heiz- und ein Kühlfluid. Eine Ventilstation regelt die Fluidströmung zum Formwerkzeug.In accordance with one aspect of the present invention, a mold assembly for making molded parts includes a mold having conformal fluid conduits that follow contours of a mold surface of the mold. The conformal fluid conduits are defined in the mold during casting through sacrificial displacement conduits formed by a three-dimensional printer. A temperature control station is coupled to the mold and includes a heating and a cooling fluid. A valve station controls the flow of fluid to the mold.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Formanordnung zur Herstellung von geformten Teilen ein Formwerkzeug mit einer konformen Fluidleitung und einem konformen Reservoir nahe einer Formoberfläche des Formwerkzeugs. Die konforme Fluidleitung und das konforme Reservoir werden im Formwerkzeug während des Gießens durch Opferkernabschnitte definiert, die durch eine dreidimensionale Sanddruckvorrichtung ausgebildet werden. Ein geschlossener Fluidkreislauf koppelt das Formwerkzeug mit einer Temperatursteuerstation.In accordance with another aspect of the present invention, a mold assembly for making molded parts includes a mold having a compliant fluid conduit and a compliant reservoir near a mold surface of the mold. The compliant fluid conduit and compliant reservoir are defined in the mold during casting by sacrificial core sections formed by a three-dimensional sand pressure device. A closed fluid circuit couples the mold to a temperature control station.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines geformten Teils das Herstellen einer Opferformkernpackung mit Opferverdrängungsleitungen, die durch Aufbringen eines Bindemittels auf mehrere Schichten von feinen Partikeln entwickelt werden. Ein Formwerkzeug wird mit konformen Leitungen aus der Opferformkernpackung und den Opferverdrängungsleitungen ausgebildet. Eine Fluidtemperatursteuerstation wird mit den konformen Leitungen im Formwerkzeug gekoppelt. Ein formbares Material wird erhitzt und in einen Formhohlraum des Formwerkzeugs eingespritzt. Das formbare Material wird im Formhohlraum abgekühlt.In accordance with yet another aspect of the present invention, a method of making a molded part includes forming a sacrificial mandrel package having sacrificial displacement conduits developed by applying a binder to multiple layers of fine particles. A mold is formed with conformal leads from the sacrificial mandrel packing and the sacrificial displacement conduits. A fluid temperature control station is coupled to the compliant conduits in the mold. A moldable material is heated and injected into a mold cavity of the mold. The moldable material is cooled in the mold cavity.
Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Sanddruckvorrichtung, die dazu ausgelegt ist, mehrere Schichten von Bindemittel auf mehrere Schichten aus Sand zu drucken, um einen Formkern auszubilden. Der Formkern wird verwendet, um entweder eine Einsatzform, eine Basisform oder ein Formwerkzeug zu konstruieren, das verwendet wird, um geformte Teile herzustellen. Die Einsatzform oder das Formwerkzeug umfasst konforme Leitungen, die dazu ausgelegt sind, ein Heizfluid und ein Kühlfluid aufzunehmen, um die Ausbildung von geformten Teilen innerhalb der Einsatzform oder des Formwerkzeugs zu unterstützen. Die konformen Leitungen folgen eng einer Formgebungsoberfläche, die nahe einem Formhohlraum der Einsatzform oder des Formwerkzeugs liegt.Yet another aspect of the present invention includes a sand pressure device configured to print multiple layers of binder onto multiple layers of sand to form a mandrel. The mandrel is used to construct either an insert mold, a base mold or a mold used to make molded parts. The insert mold or mold includes conformal conduits adapted to receive a heating fluid and a cooling fluid to assist in the formation of molded parts within the insert mold or mold. The conformal conduits closely follow a forming surface that lies near a mold cavity of the insert mold or mold.
Diese und weitere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden vom Fachmann auf dem Gebiet beim Studieren der folgenden Patentbeschreibung, der Ansprüche und der beigefügten Zeichnungen verstanden und erkannt.These and other aspects, objects, and features of the present invention will be understood and appreciated by those skilled in the art upon studying the following specification, claims, and appended drawings.
In den Zeichnungen gilt:In the drawings:
1 ist eine perspektivische Draufsicht eines starren Aufnahmekastens oder Arbeitskastens vor der Ausbildung einer Formkernpackung durch eine Sanddruckvorrichtung; 1 Figure 11 is a top perspective view of a rigid receiving box or work box prior to forming a mandrel package by a sand pressure device;
2 ist eine perspektivische Draufsicht des starren Aufnahmekastens von 1 während der Ausbreitung der ersten Schicht aus feinen Partikeln im starren Aufnahmekasten; 2 is a perspective top view of the rigid receiving box of 1 during the propagation of the first layer of fine particles in the rigid containment box;
3 ist eine perspektivische Draufsicht des starren Aufnahmekastens von 1 nach mehreren Durchgängen einer Sanddruckvorrichtung; 3 is a perspective top view of the rigid receiving box of 1 after several passes of a sand pressure device;
4 ist eine perspektivische Draufsicht des starren Aufnahmekastens von 1, direkt bevor eine frische Schicht von feinen Partikeln über der Druckoberfläche des starren Aufnahmekastens ausgebreitet werden soll; 4 is a perspective top view of the rigid receiving box of 1 just before a fresh layer of fine particles is to be spread over the pressure surface of the rigid receiving box;
5 ist eine perspektivische Draufsicht des starren Aufnahmekastens von 1 mit einer frischen Schicht von feinen Partikeln, die über der Druckoberfläche des starren Aufnahmekastens ausgebreitet wird; 5 is a perspective top view of the rigid receiving box of 1 with a fresh layer of fine particles spread over the pressure surface of the rigid containment box;
6 ist eine perspektivische Draufsicht des starren Aufnahmekastens von 1, nachdem ein voller Formkern im starren Aufnahmekasten gedruckt wurde; 6 is a perspective top view of the rigid receiving box of 1 after a full mold core has been printed in the rigid containment box;
6A ist eine perspektivische Seitenansicht des starren Aufnahmekastens von 1, der die Formkerne enthält, wobei überschüssiger ungebundener Sand entfernt ist; 6A is a side perspective view of the rigid receiving box of 1 containing the mandrels with excess unbound sand removed;
7 ist eine perspektivische Draufsicht von nicht zusammengefügten Formkomponenten, nachdem sie aus dem starren Aufnahmekasten entfernt sind; 7 Figure 11 is a top perspective view of unassembled mold components after they are removed from the rigid containment box;
7A ist eine perspektivische Draufsicht des zusammengefügten Formkerns von 7; 7A is a perspective top view of the assembled mold core of 7 ;
8 ist eine Draufsicht einer Formkernpackung von 7A; 8th is a plan view of a mold core of 7A ;
9 ist eine perspektivische Querschnittsdraufsicht auf der Linie IX-IX von 8; 9 is a perspective cross-sectional plan view on the line IX-IX of 8th ;
10 ist eine Querschnittsansicht im Seitenaufriss der Formkernpackung von 8 auf der Linie X-X; 10 is a cross-sectional view in side elevation of the mold core of 8th on the line XX;
11 ist eine perspektivische Querschnittsdraufsicht einer Formkernpackung während des Füllens von geschmolzenem Metall in einen durch die Formkernpackung definierten Gießbereich; 11 Figure 11 is a top cross-sectional perspective view of a mandrel package during filling of molten metal into a casting area defined by the mandrel package;
12 ist eine perspektivische Querschnittsdraufsicht der Ausbildung einer Formkernpackung nach der Einführung des geschmolzenen Metalls in die Formkernpackung; 12 Fig. 12 is a perspective cross-sectional plan view of the formation of a mold core package after the introduction of the molten metal into the mold core package;
12A ist eine Querschnittsansicht im Seitenaufriss der Formkernpackung von 12; 12A is a cross-sectional view in side elevation of the mold core of 12 ;
13 ist eine perspektivische Draufsicht des resultierenden Formwerkzeugs, das aus der Formkernpackung ausgebildet ist; 13 FIG. 12 is a top perspective view of the resulting mold formed from the mold core package; FIG.
14A ist eine perspektivische Querschnittsdraufsicht einer Ausführungsform einer Konstruktion von konformen Leitungen, die sich durch ein Formwerkzeug erstrecken; 14A Figure 11 is a top perspective cross-sectional view of one embodiment of a construction of conformal conduits extending through a mold;
14B ist eine perspektivische Querschnittsdraufsicht einer anderen Ausführungsform einer konformen Leitung, die sich durch ein Formwerkzeug erstreckt; 14B Figure 11 is a top cross-sectional perspective view of another embodiment of a conformal conduit extending through a mold;
14C ist eine perspektivische Querschnittsdraufsicht einer weiteren Ausführungsform einer konformen Leitung, die sich durch ein Formwerkzeug erstreckt; 14C Figure 11 is a top cross-sectional perspective view of another embodiment of a conformal conduit extending through a mold;
14D ist eine perspektivische Querschnittsdraufsicht einer weiteren Ausführungsform einer konformen Leitung, die sich durch ein Formwerkzeug erstreckt; 14D Figure 11 is a top cross-sectional perspective view of another embodiment of a conformal conduit extending through a mold;
14E ist eine perspektivische Querschnittsdraufsicht einer weiteren Ausführungsform einer konformen Leitung, die sich durch ein Formwerkzeug erstreckt; 14E Figure 11 is a top cross-sectional perspective view of another embodiment of a conformal conduit extending through a mold;
14F ist eine perspektivische Querschnittsdraufsicht einer weiteren Ausführungsform einer konformen Leitung, die sich durch ein Formwerkzeug erstreckt; 14F Figure 11 is a top cross-sectional perspective view of another embodiment of a conformal conduit extending through a mold;
14G ist eine perspektivische Querschnittsdraufsicht einer weiteren Ausführungsform einer konformen Leitung, die sich durch ein Formwerkzeug erstreckt; 14G Figure 11 is a top cross-sectional perspective view of another embodiment of a conformal conduit extending through a mold;
14H ist eine perspektivische Querschnittsdraufsicht einer weiteren Ausführungsform einer konformen Leitung, die sich durch ein Formwerkzeug erstreckt; 14H Figure 11 is a top cross-sectional perspective view of another embodiment of a conformal conduit extending through a mold;
14I ist eine perspektivische Querschnittsdraufsicht einer weiteren Ausführungsform einer konformen Leitung, die sich durch ein Formwerkzeug erstreckt; 14I Figure 11 is a top cross-sectional perspective view of another embodiment of a conformal conduit extending through a mold;
15A ist eine perspektivische Querschnittsdraufsicht einer Ausführungsform eines konformen Reservoirs, das sich durch ein Formwerkzeug erstreckt; 15A Figure 11 is a top cross-sectional perspective view of one embodiment of a compliant reservoir extending through a mold;
15B ist eine perspektivische Draufsicht des konformen Reservoirs und des Formwerkzeugs von 15A; 15B FIG. 12 is a top perspective view of the compliant reservoir and mold of FIG 15A ;
15C ist eine perspektivische Querschnittsdraufsicht einer anderen Ausführungsform eines konformen Reservoirs, das sich durch ein Formwerkzeug erstreckt; 15C Figure 11 is a top perspective cross-sectional view of another embodiment of a compliant reservoir extending through a mold;
15D ist eine perspektivische Draufsicht des konformen Reservoirs und des Formwerkzeugs von 15C; 15D FIG. 12 is a top perspective view of the compliant reservoir and mold of FIG 15C ;
15E ist eine perspektivische Draufsicht einer weiteren Ausführungsform eines konformen Reservoirs, das sich durch ein Formwerkzeug erstreckt; 15E Figure 11 is a top perspective view of another embodiment of a compliant reservoir extending through a mold;
15F ist eine perspektivische Draufsicht noch einer weiteren Ausführungsform eines konformen Reservoirs, das sich durch ein Formwerkzeug erstreckt; 15F Figure 11 is a top perspective view of yet another embodiment of a compliant reservoir extending through a mold;
15G ist eine perspektivische Draufsicht noch einer weiteren Ausführungsform eines konformen Reservoirs, das sich durch ein Formwerkzeug erstreckt; 15G Figure 11 is a top perspective view of yet another embodiment of a compliant reservoir extending through a mold;
16 ist eine perspektivische Draufsicht des Formwerkzeugs, die eine erste Formhälfte vor der Verbindung mit einer komplementären zweiten Formhälfte darstellt; 16 Figure 11 is a top perspective view of the mold illustrating a first mold half prior to connection to a complementary second mold half;
16A ist eine perspektivische Draufsicht der ersten Formhälfte und der zweiten Formhälfte von 16 nach der Verbindung; 16A is a perspective top view of the first mold half and the second mold half of 16 after the connection;
17 ist eine perspektivische Draufsicht eines geformten Teils, das aus der ersten Formhälfte und der zweiten Formhälfte entnommen wird; 17 Fig. 12 is a perspective plan view of a molded part taken out of the first mold half and the second mold half;
18 ist eine perspektivische Querschnittsdraufsicht der Ausbildung eines Einsatzformwerkzeugs in einer Formkernpackung; 18 Fig. 12 is a perspective cross-sectional plan view of the formation of an insert molding tool in a mold core package;
19 ist eine Querschnittsansicht im Seitenaufriss des Einsatzformwerkzeugs von 18; 19 is a cross-sectional view in side elevation of the insert mold of 18 ;
20 ist eine perspektivische Querschnittsdraufsicht des Einsatzformwerkzeugs nach der Entnahme aus der Formkernpackung; 20 Figure 11 is a top cross-sectional perspective view of the insert mold after removal from the mandrel package;
21 ist eine perspektivische Draufsicht des ersten und des zweiten Einsatzformwerkzeugs vor der Installation in einer ersten und einer zweiten Basisform; 21 FIG. 12 is a top perspective view of the first and second insert molds prior to installation in first and second base molds; FIG.
21A ist eine perspektivische Querschnittsdraufsicht der Formanordnung von 21; 21A is a perspective cross-sectional top view of the mold assembly of 21 ;
22 ist eine perspektivische Draufsicht der Formanordnung von 21 während des Formens eines Teils; 22 is a perspective top view of the mold assembly of 21 during the molding of a part;
23 ist eine perspektivische Draufsicht der Formanordnung von 21 während der Entnahme des geformten Teils; 23 is a perspective top view of the mold assembly of 21 during the removal of the molded part;
24 ist eine schematische Ansicht einer Temperatursteuerstation in Verbindung mit einer Formanordnung und der Einführung eines Heizfluids in die Formanordnung; 24 Figure 11 is a schematic view of a temperature control station in conjunction with a mold assembly and the introduction of a heating fluid into the mold assembly;
25 ist eine schematische Ansicht einer Temperatursteuerstation, die mit einer Formanordnung gekoppelt ist und ein Kühlfluid in die Formanordnung einführt; 25 Fig. 12 is a schematic view of a temperature control station coupled to a mold assembly and introducing a cooling fluid into the mold assembly;
26 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Heizsystems zur Verwendung bei einer Formanordnung; 26 Fig. 10 is a schematic view of one embodiment of a heating system for use with a mold assembly;
27 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Kühlsystems zur Verwendung bei einem Formwerkzeug der vorliegenden Erfindung; 27 Fig. 10 is a schematic view of one embodiment of a cooling system for use with a mold of the present invention;
28 ist eine perspektivische Draufsicht einer Sandformpackung mit einem Formoberteil, einem Formunterteil und einem Kern in auseinandergezogener Anordnung; 28 FIG. 13 is an exploded top perspective view of a sand mold package having a mold top, a mold bottom, and a core exploded away; FIG.
29 ist eine perspektivische Draufsicht der Sandformpackung von 28, wobei der Kern in das Formunterteil eingesetzt ist; 29 is a top perspective view of the sand mold package of 28 wherein the core is inserted into the mold base;
30 ist eine perspektivische Draufsicht der Sandformpackung von 28, wobei das Formoberteil und das Formunterteil benachbart zueinander zur Vorbereitung auf das Gießen eines geschmolzenen Materials angeordnet sind; 30 is a top perspective view of the sand mold package of 28 wherein the mold top and the mold bottom are disposed adjacent to one another in preparation for pouring a molten material;
31 ist eine perspektivische Ansicht eines Gussteils, das aus der Sandformpackung von 28 hergestellt wurde, wobei die Sandformpackung von 28 weggebrochen ist; und 31 is a perspective view of a casting made from the sand mold package of 28 was made, the sand mold of 28 has broken away; and
32 ist eine perspektivische Ansicht eines Gießformwerkzeugs, wie durch die Sandformpackung von 28 hergestellt. 32 FIG. 12 is a perspective view of a mold tool as seen through the sand mold package of FIG 28 produced.
Für die Zwecke der Beschreibung hier sollen sich die Begriffe "obere", "untere", "rechts", "links", "hintere", "vordere", "vertikal", "horizontal" und Ableitungen davon auf die Erfindung, wie in 1 orientiert, beziehen. Selbstverständlich kann jedoch die Erfindung verschiedene alternative Orientierungen annehmen, außer wenn ausdrücklich Gegenteiliges angegeben ist. Selbstverständlich sind auch die in den beigefügten Zeichnungen dargestellten und in der folgenden Patentbeschreibung beschriebenen spezifischen Vorrichtungen und Prozesse einfach beispielhafte Ausführungsformen der in den beigefügten Ansprüchen definierten erfindungsgemäßen Konzepte. Spezifische Abmessungen und andere physikalische Eigenschaften in Bezug auf die hier offenbarten Ausführungsformen sollen daher nicht als Begrenzung betrachtet werden, wenn die Ansprüche nicht ausdrücklich anderes angeben.For the purposes of the description herein, the terms "upper,""lower,""right,""left,""rear,""front,""vertical,""horizontal," and derivatives thereof are intended to refer to the invention as in 1 oriented, relate. Of course, however, the invention may take various alternative orientations, unless expressly stated otherwise. Of course, the specific devices and processes illustrated in the accompanying drawings and described in the following specification are also exemplary embodiments of the inventive concepts defined in the appended claims. Specific dimensions and other physical characteristics relating to the embodiments disclosed herein are therefore not to be considered as limiting unless the claims expressly state otherwise.
In den 1–27 ist eine Formkernpackung 10 veranschaulicht. Die Formkernpackung 10 wird verwendet, um ein Formwerkzeug 12 auszubilden. Die Formkernpackung 10 umfasst mehrere gestapelte Partikelschichten 14 mit einem Bindemittel 16. Die mehreren gestapelten Partikelschichten 14 bilden Opferwände 18. Eine längliche Opferpartikelleitung 20 erstreckt sich durch die Formkernpackung 10 und definiert eine konforme Leitung 22 im Formwerkzeug 12. Ein Formhohlraum 26 ist durch die mehreren gestapelten Partikelschichten 14 definiert.In the 1 - 27 is a mold core pack 10 illustrated. The mold core pack 10 is used to make a mold 12 train. The mold core pack 10 includes several stacked particle layers 14 with a binder 16 , The several stacked particle layers 14 form sacrificial walls 18 , An elongated sacrificial particle line 20 extends through the mold core package 10 and defines a compliant conduit 22 in the mold 12 , A mold cavity 26 is through the multiple stacked particle layers 14 Are defined.
Es wird in Erwägung gezogen, dass das Formwerkzeug 12 in irgendeinem von einer Vielfalt von Formvorgängen verwendet werden könnte. Solche Formvorgänge können Spritzgießen, Formschäumen, Blasformen, Thermoformen, Transferpressen, Reaktionsspritzgießen, Formpressen, Extrusion usw. umfassen. Das Formwerkzeug 12, wie in der folgenden Beschreibung dargelegt, wird für Spritzgießanwendungen verwendet. Für einen Fachmann auf dem Gebiet ist jedoch verständlich, dass das Formwerkzeug 12, das unter Verwendung der Formkernpackung 10 hergestellt wird, für irgendeine der vorstehend erwähnten Formanwendungen verwendet werden kann.It is considered that the mold 12 could be used in any of a variety of molding operations. Such molding operations may include injection molding, foam molding, blow molding, thermoforming, transfer molding, reaction injection molding, compression molding, extrusion, and so on. The mold 12 As set forth in the following description, is used for injection molding applications. However, it will be understood by one skilled in the art that the mold 12 using the mold core packing 10 can be used for any of the aforementioned molding applications.
In den 1–6 ist ein Musterkasten oder Arbeitskasten 40, der aus irgendeinem von einer Anzahl von Materialien ausgebildet ist, einschließlich Holz, Metall usw., unter einer Druckvorrichtung 42 angeordnet. Der Arbeitskasten 40 definiert einen Druckbereich 44, in dem die Formkernpackung 10 (8) aus den mehreren gestapelten Partikelschichten 14 konstruiert wird. Die Druckvorrichtung 42 umfasst einen Trichter 46 und einen Abscheidungstrog 48, der eine dünne Schicht von aktivierten feinen Partikeln 50 wie z. B. Siliziumdioxid, Sand, Keramik-Sand-Gemischen, usw. in den Druckbereich 44 ablegt. Die Partikel 50 können eine beliebige Größe aufweisen, einschließlich eines Durchmessers von 0,002 mm bis 2 mm. Die Druckvorrichtung 42 umfasst auch eine Bindemittel-Abscheidungsvorrichtung oder einen Bindemittelverteiler 52. Wie nachstehend im Einzelnen offenbart, sprüht der Bindemittelverteiler 52 eine dünne Schicht eines Binders oder Bindemittels 16 in Form einer einzelnen Schicht der gewünschten Formkernpackung 10. Die Wiederholung der Schichtung von Sand und des Sprühens von Bindemittel 16 durch den Bindemittelverteiler 52 auf die feinen Partikel 50 führt zur Erzeugung von dreidimensionalen (3D) Formkernmustern 10. Die 3D-Formkernmuster 10 werden über eine Zeitlänge erzeugt, die ausreicht, um auf jede dünne Schicht von feinen Partikeln 50 zu drucken. Die erzeugte Formkernpackung 10 wird schließlich verwendet, um das Formwerkzeug 12 herzustellen, das verwendet wird, um geformte Teile herzustellen.In the 1 - 6 is a pattern box or work box 40 formed of any of a number of materials, including wood, metal, etc., under a printing device 42 arranged. The work box 40 defines one pressure range 44 in which the mold core package 10 ( 8th ) from the several stacked particle layers 14 is constructed. The printing device 42 includes a funnel 46 and a deposition trough 48 containing a thin layer of activated fine particles 50 such as As silica, sand, ceramic-sand mixtures, etc. in the printing area 44 stores. The particles 50 may be any size, including a diameter of 0.002 mm to 2 mm. The printing device 42 also includes a binder-depositing device or a binder distributor 52 , As disclosed in detail below, the binder distributor sprays 52 a thin layer of a binder or binder 16 in the form of a single layer of the desired mold core package 10 , The repetition of the stratification of sand and the spraying of binder 16 through the binder distributor 52 on the fine particles 50 results in the generation of three-dimensional (3D) mandrel patterns 10 , The 3D shape core pattern 10 are generated over a length of time sufficient to cover any thin layer of fine particles 50 to print. The produced mold core package 10 is finally used to the mold 12 which is used to make molded parts.
Mit Bezug auf 1 wird anfänglich ein Programm zur computergestützten Konstruktion (CAD), das auf einem Computer 60 läuft, der mit der Druckvorrichtung 42 gekoppelt ist, die die gewünschte Form des Endprodukts umfasst, in das CAD-Programm der Druckvorrichtung 42 eingespeist. Es wird in Erwägung gezogen, dass CAD oder irgendeine andere Form von 3D-Modellierungssoftware verwendet werden kann, um ausreichend Informationen für die 3D-Druckvorrichtung 42 zu liefern, um die gewünschte Formkernpackung 10 (8) auszubilden. Vor der Aktivierung der 3D-Druckvorrichtung 42 wird eine vorbestimmte Menge der feinen Partikel 50 durch eine Partikeltülle 62 zusammen mit einer Aktivierungsbeschichtung oder einem Aktivator 70, der durch eine Aktivatortülle 72 zugeführt wird, in den Trichter 46 geschüttet. Obwohl die dargestellte Ausführungsform feinen Sand als feine Partikel 50 verwendet, wie vorstehend angegeben, können die feinen Partikel 50 irgendeines von einer Vielfalt von Materialien oder Kombinationen davon umfassen. Die feinen Partikel 50 werden im Trichter 46 mit dem Aktivator 70 vermischt. Das Gemisch von feinen Partikeln 50 und Aktivator 70 kann durch einen Rührer 74 oder ein andere derartige Rührvorrichtung vermischt werden, so dass die feinen Partikel 50 aktiviert werden. Nachdem die feinen Partikel 50 und der Aktivator 70 gründlich vermischt wurden, werden die feinen Partikel 50 zum Abscheidungstrog 48 bewegt.Regarding 1 will initially be a computer aided design (CAD) program running on a computer 60 running, with the printing device 42 coupled to the desired shape of the final product in the CAD program of the printing device 42 fed. It is contemplated that CAD or any other form of 3D modeling software may be used to provide sufficient information for the 3D printing device 42 to deliver the desired mold core package 10 ( 8th ) train. Before activating the 3D printing device 42 becomes a predetermined amount of the fine particles 50 through a particle sleeve 62 together with an activation coating or an activator 70 that by an activator spout 72 is fed into the funnel 46 poured. Although the illustrated embodiment has fine sand as fine particles 50 As stated above, the fine particles 50 comprise any of a variety of materials or combinations thereof. The fine particles 50 be in the funnel 46 with the activator 70 mixed. The mixture of fine particles 50 and activator 70 can by a stirrer 74 or another such stirring device, so that the fine particles 50 to be activated. After the fine particles 50 and the activator 70 were thoroughly mixed, the fine particles 50 to the deposition trough 48 emotional.
Mit Bezug auf 2 und 3 werden, nachdem die feinen Partikel 50 zum Abscheidungstrog 48 bewegt wurden, die feinen Partikel 50 über den Druckbereich 44 in einer feinen gleichmäßigen Schicht durch den Abscheidungstrog 48 ausgebreitet. Nachdem sie in einer dünnen Schicht auf dem Druckbereich 44 im Arbeitskasten 40 ausgebreitet sind, werden die aktivierten feinen Partikel 50 mit dem Bindemittel 16 besprüht. Das Bindemittel 16 stammt vom Bindemittelverteiler 52, der eine dünne Schicht des Bindemittels 16 in einem Muster 80 sprüht, das eine erste dünne Querschnittsschicht der gewünschten Formkernpackung 10 (8) darstellt. Nachdem das Bindemittel 16 gesprüht wurde, wird ein weiteres Gemisch von feinen Partikeln 50 und Aktivator 70 vorbereitet und in den Abscheidungstrog 48 geschüttet. Der Abscheidungstrog 48 gibt dann eine weitere Schicht von aktivierten feinen Partikeln 50 über die vorher ausgebreitete Schicht von feinen Partikeln 50 im Arbeitskasten 40 aus. Der Bindemittelverteiler 52 fährt erneut über den Druckbereich 44, wobei er eine dünne Schicht des Bindemittels 16 in dem Muster 80, das eine zweite dünne Querschnittsschicht der gewünschten Formkernpackung 10 darstellt, benachbart zur ersten dünnen Querschnittsschicht sprüht. Diese Schritte werden viele Male wiederholt, bis jede Querschnittsschicht der Formkernpackung 10 gedruckt wurde (6). Unter Verwendung dieser Formkernkonstruktionstechnik kann theoretisch eine beliebige Gestalt der Formkernpackung 10 ausgebildet werden. Ferner kann die Formkernpackung 10 interne Strukturmerkmale aufweisen, die ansonsten nicht durch andere bekannte Verfahren erzeugt werden können. Insbesondere kann die Formkernpackung 10 so konstruiert werden, dass sie die mehreren Opferpartikelleitungen 20 (6A) umfasst, die sich in der und um die Formkernpackung 10 erstrecken. Die mehreren Opferpartikelleitungen 20 werden aus dem Bindemittelmittel 16 und feinen Partikeln 50 in derselben Weise, wie die Formkernpackung 10 ausgebildet wird, erzeugt. Wie hier genauer offenbart wird, werden die Opferpartikelleitungen 20 verwendet, um die konformen Kanäle oder Leitungen 22 (13) zu definieren, die das schnelle Heizen und Kühlen des Formwerkzeugs 12 (13) während des Spritzgießens der Teile ermöglichen.Regarding 2 and 3 be after the fine particles 50 to the deposition trough 48 were moved, the fine particles 50 over the pressure range 44 in a fine uniform layer through the deposition trough 48 spread. After putting in a thin layer on the printing area 44 in the work box 40 are spread, become the activated fine particles 50 with the binder 16 sprayed. The binder 16 comes from the binder distributor 52 containing a thin layer of the binder 16 in a pattern 80 sprays a first thin cross-sectional layer of the desired mandrel package 10 ( 8th ). After the binder 16 is sprayed, becomes another mixture of fine particles 50 and activator 70 prepared and in the separation trough 48 poured. The deposition trough 48 then gives another layer of activated fine particles 50 over the previously spread layer of fine particles 50 in the work box 40 out. The binder distributor 52 moves again over the pressure range 44 in which he uses a thin layer of the binder 16 in the pattern 80 that is a second thin cross-sectional layer of the desired mandrel package 10 represents adjacent to the first thin cross-sectional layer sprays. These steps are repeated many times until each cross-sectional layer of the mold core package 10 has been printed ( 6 ). Using this mandrel design technique, theoretically any shape of mandrel packing may be used 10 be formed. Furthermore, the mold core package 10 have internal structural features that otherwise can not be generated by other known methods. In particular, the mold core package 10 be constructed so that they have the multiple sacrificial particle lines 20 ( 6A ), which is located in and around the mold core package 10 extend. The several sacrificial particle lines 20 are made from the binder 16 and fine particles 50 in the same way as the mold core package 10 is formed generates. As will be more fully disclosed herein, the victim particle conduits 20 used to conform to the channels or lines 22 ( 13 ) to define the rapid heating and cooling of the mold 12 ( 13 ) during injection molding of the parts.
Mit Bezug nun auf 7 und 7A wird auch in Erwägung gezogen, dass irgendeines der Verriegelungsmerkmale zum Verbinden von Komponenten einer Formkernpackung verwendet werden kann. In der dargestellten Ausführungsform ein Verbundformkern 92 mit einer Mehrzahl von Komponenten einer Formkernpackung 93A, 93B, 93C und 93D, die zum Einsetzen in einen Arbeitskasten ausgelegt sind. In bestimmten Fällen, wenn große Formwerkzeuge 12 (13) ausgebildet werden, können mehrere Komponenten einer Formkernpackung zusammengefügt werden müssen, um die Formwerkzeuge 12 auszubilden. Wie gezeigt, werden die Komponenten einer Formkernpackung 93A, 93B, 93C und 93D unter Verwendung von Opferverbindungselementen 94 kombiniert, die zum Eingriff mit Aufnahmeschlitzen 95 in jeder der Komponenten einer Formkernpackung 93A, 93B, 93C und 93D ausgelegt sind. Die Komponenten einer Formkernpackung 93A, 93B, 93C und 93D funktionieren ansonsten ähnlich zu der in dieser Offenbarung erörterten Formkernpackung 10. With reference now to 7 and 7A It is also contemplated that any of the locking features may be used to connect components of a mold core package. In the illustrated embodiment, a composite mandrel 92 with a plurality of components of a mold core package 93A . 93B . 93C and 93D , which are designed for insertion in a work box. In certain cases, when large molds 12 ( 13 ), a plurality of components of a mold core package may need to be joined together to form the molds 12 train. As shown, the components of a mold core package 93A . 93B . 93C and 93D using sacrificial connectors 94 combined, to engage with receiving slots 95 in each of the components of a mold core package 93A . 93B . 93C and 93D are designed. The components of a mold core package 93A . 93B . 93C and 93D otherwise function similar to the mold core package discussed in this disclosure 10 ,
Wie in 8–11 gezeigt, umfasst die 3D-Formkernpackung 10 eine Formoberfläche 100, die im Allgemeinen die Gestalt eines Teils darstellt, das schließlich geformt wird. Die Formkernpackung 10 umfasst auch die mehreren Opferpartikelleitungen 20, die konforme Leitungen 22 (13) im Formwerkzeug 12 definieren. Die Formkernpackung 10 weist auch eine Gestalt auf, die die Größe und Positionierung der konformen Leitungen 22 umfasst, die längliche Durchgänge sind, durch die Heiz- und Kühlfluide während der Ausbildung von geformten Teilen im Formwerkzeug 12 strömen. Gleichzeitig sind konforme Leitungen 22 um eine Formoberfläche 160 (13) dessen angeordnet, was schließlich das Formteil ist. Die konformen Leitungen 22 unterstützen beim Heizen und Kühlen des Formteils während des Formprozesses. Wie in 9 und 10 gezeigt, wird die Formkernpackung 10 für die Einführung eines geschmolzenen Materials 110 vorbereitet. Das geschmolzene Material 110 kann irgendeines von einer Vielfalt von Metallen sein, einschließlich Gusseisen oder einer Legierung. Intermittierend beabstandete Kernabstützungen 111 können in der Formkernpackung 10 angeordnet werden. Die Kernabstützungen 111 halten die Opferpartikelleitungen 20 über der Formoberfläche 100 an der Stelle. Sowohl die Formkernpackung 10 als auch die mehreren Opferpartikelleitungen 20 werden einmal verwendet, um ein Formwerkzeug 12 herzustellen. Das heißt, die Formkernpackung 10 und die mehreren Opferpartikelleitungen 20 werden während der Erzeugung des Formwerkzeugs 12 im Allgemeinen zerstört, nachdem das geschmolzene Material 110 sich in der Formkernpackung 10 verfestigt hat. Eine Legierung, wie z. B. diejenige, die in der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 61/268 369, mit dem Titel "Method of Producing a Cast Skin or Slush Mold", und der internationalen PCT-Veröffentlichung Nr. WO 2010/144786 , mit dem Titel "Low CTE Slush Molds with Textured Surface, and Method of Making and Using the Same", die in ihrer Gesamtheit hier aufgenommen werden, gezeigt und beschrieben ist, kann in die Formkernpackung 10 gegossen werden. As in 8th - 11 shown includes the 3D mold core package 10 a mold surface 100 which generally represents the shape of a part that will eventually be shaped. The mold core pack 10 also includes the several sacrificial particle lines 20 , the compliant wires 22 ( 13 ) in the mold 12 define. The mold core pack 10 Also has a shape that the size and positioning of the conformal lines 22 which are elongated passages through the heating and cooling fluids during the formation of molded parts in the mold 12 stream. At the same time are conformal lines 22 around a mold surface 160 ( 13 ) arranged, which is finally the molding. The compliant lines 22 assist in heating and cooling the molding during the molding process. As in 9 and 10 shown, the mold core package 10 for the introduction of a molten material 110 prepared. The molten material 110 can be any of a variety of metals, including cast iron or an alloy. Intermittently spaced core supports 111 can in the mold core package 10 to be ordered. The core supports 111 keep the victimparty leaders 20 above the mold surface 100 at the point. Both the mold core pack 10 as well as the several sacrificial particle lines 20 are once used to a mold 12 manufacture. That is, the mold core package 10 and the several sacrificial particle lines 20 be during the production of the mold 12 generally destroyed after the molten material 110 in the mold core pack 10 has solidified. An alloy, such as. For example, those described in US Provisional Patent Application No. 61/268369, entitled "Method of Producing a Cast Skin or Slush Mold," and PCT International Publication no. WO 2010/144786 entitled "Low CTE Slush Molds with Textured Surface, and Method of Making and Using the Same", which are incorporated, shown and described in their entirety herein, may be incorporated into the mold core package 10 to be poured.
Mit Bezug auf 11–13 wird das Formwerkzeug 12 durch Gießen des geschmolzenen Materials 110 in die Formkernpackung 10 hergestellt. Das geschmolzene Material 110 füllt den ganzen leeren Raum in und um die Formkernpackung 10, die Opferwände 18 und die Opferpartikelleitungen 20. Das geschmolzene Material 110 kann einiges oder alles des Bindemittels 16 in den dünnen Partikelschichten 14 verbrennen. Nach dem Einführen des geschmolzenen Materials 110 in die Formkernpackung 10 wird die Formkernpackung 10 in einem Ofen angeordnet, in dem die Hitze das Bindemittel 16 in der Formkernpackung 10 verflüchtigt. Das Gießformwerkzeug 12 wird dann von der Formkernpackung 10 durch Aufbrechen der Opferwände 18 weggebrochen und irgendein restlicher Sand kann vom Formwerkzeug 12 weg gespült oder abgewaschen werden. Ebenso verflüchtigt sich das Bindemittel 16 in den Opferpartikelleitungen 20 auch, so dass die konformen Leitungen 22 mit einer Bürste oder einem Pulversprüher ausgeputzt werden können, der die feinen Partikel 50 aus den konformen Leitungen 22 auswäscht.Regarding 11 - 13 becomes the mold 12 by pouring the molten material 110 in the mold core package 10 produced. The molten material 110 fills all the empty space in and around the mold core pack 10 , the sacrificial walls 18 and the sacrificial party leaders 20 , The molten material 110 can do some or all of the binder 16 in the thin particle layers 14 burn. After the introduction of the molten material 110 in the mold core package 10 becomes the mold core pack 10 placed in an oven where the heat is the binder 16 in the mold core package 10 volatilized. The mold tool 12 is then from the Formkernpackung 10 by breaking up the sacrificial walls 18 Broken off and any remaining sand may be from the mold 12 be rinsed away or washed off. Likewise, the binder volatilizes 16 in the sacrificial particle lines 20 also, so that the conformal lines 22 can be plastered with a brush or a powder sprayer containing the fine particles 50 from the conforming lines 22 washes out.
Ferner wird in Betracht gezogen, dass die dünnen Eindämmungswände um die Formkernpackung wie z. B. die in 11 gezeigte Formkernpackung 10 gedruckt werden können. Es wird in Betracht gezogen, dass die dünnen Eindämmungswände die Konfiguration des in 11 gezeigten Arbeitskastens 40 weitgehend spiegeln können. Es ist möglich, die dünnen Eindämmungswände unter Verwendung des vorstehend angegebenen Sanddruckprozesses zu drucken, wenn die Formkernpackung 10 auch gedruckt wird. Ein geschmolzenes Material, wie z. B. das vorstehend angegebene geschmolzene Material 110, kann in die dünnen Eindämmungswände gegossen werden, die um die Formkernpackung 10 gedruckt sind. Damit die dünnen Eindämmungswände dem Gießprozess standhalten, würde eine Formkernpackung mit dünnen Eindämmungswänden, die um die Formkernpackung gedruckt sind, in Gießereisand für zusätzliche Abstützung eingefügt werden. In dieser Weise kann eine Additivherstellungstechnik verwendet werden, um Eindämmungswände zum Enthalten und Ausbilden eines Gussteils zu schaffen, wenn sie durch Gießereisand abgestützt sind. Ferner kann eine ähnliche Technik zum Drucken von dünnen Schutzeindämmungswänden verwendet werden, um eine sehr empfindliche und komplizierte Formkernpackung vollständig zu umgeben. In dieser Weise wird in Betracht gezogen, dass eine dünnwandige Schutzeindämmungsstruktur gedruckt werden kann, die eine empfindliche Formkernpackung vollständig umgibt, um die Formkernpackung zu schützen, bis sie für einen Gießprozess erforderlich ist. Die dünnwandige Schutzstruktur kann dann weggebrochen werden, um zu ermöglichen, dass der Gießarbeiter die Formkernpackung wiedergewinnt.It is further contemplated that the thin containment walls around the mandrel package such. B. the in 11 shown Formkernpackung 10 can be printed. It is considered that the thin containment walls are the configuration of the in 11 shown work box 40 can largely reflect. It is possible to print the thin containment walls using the above mentioned sanding process when the mandrel package 10 also is printed. A molten material, such as. For example, the above-mentioned molten material 110 , can be poured into the thin containment walls surrounding the mandrel packing 10 are printed. For the thin containment walls to withstand the casting process, a mandrel package with thin containment walls printed around the mandrel package would be inserted into foundry sand for additional support. In this manner, an additive manufacturing technique may be used to provide containment walls for containing and forming a casting when supported by foundry sand. Further, a similar technique for printing thin guard walls can be used to completely enclose a very delicate and complicated mold core package. In this way, it is contemplated that a thin-walled barrier structure can be printed that completely surrounds a sensitive mandrel package to protect the mandrel package until required for a casting process. The thin walled protective structure may then be broken away to allow the molding worker to recover the mold core package.
Wie in 12–13 gezeigt, wird das geschmolzene Material 110 dann härten lassen. Das geschmolzene Material 110 härtet unter Bildung des Formwerkzeugs 12. Nach dem Härten wird die Formkernpackung 10 zerstört und interne Hohlräume werden ausgeräumt. Nachdem das Formwerkzeug 12 gereinigt und zweckmäßig behandelt wurde, kann das fertig gestellte Formwerkzeug 12, das übrig bleibt, geformte Teile während des Spritzgießens oder anderer Formprozesse ausbilden. Das Formwerkzeug 12 umfasst eine Einspritzöffnung 120 zum Einspritzen eines Formmaterials 122 (15B) in den Formhohlraum 26 (16A), der zwischen gegenüberliegenden Formwerkzeugen 12 definiert ist. Außerdem wird angemerkt, dass die konformen Leitungen 22 im Formwerkzeug 12 vorgesehen sind. Das Formwerkzeug 12 stellt nur eine Hälfte einer Formanordnung 130 (16A) dar, die zwei Formwerkzeuge 12 umfasst, die als erste und zweite Formhälften 132, 134 (16A) arbeiten, die zum Ausbilden eines Formteils 140 verwendet werden.As in 12 - 13 shown, the molten material 110 then harden. The molten material 110 hardens to form the mold 12 , After hardening, the mold core packing becomes 10 destroyed and internal cavities are cleared out. After the mold 12 has been cleaned and treated appropriately, the finished mold 12 that left remains, forming molded parts during injection molding or other molding processes. The mold 12 includes an injection port 120 for injecting a molding material 122 ( 15B ) in the mold cavity 26 ( 16A ), which is between opposing molds 12 is defined. It is also noted that the compliant leads 22 in the mold 12 are provided. The mold 12 represents only one half of a mold assembly 130 ( 16A ), the two molds 12 includes, as the first and second mold halves 132 . 134 ( 16A ) working to form a molding 140 be used.
Mit Bezug auf 14A–14H können die Opferpartikelleitungen 20 (12) mit verschiedenen Ausstülpungen ausgebildet werden, die unregelmäßige Gestalten in den konformen Leitungen 22 nach dem Aufbringen von geschmolzenem Material auf die Formkernpackung 10 definieren. Folglich können die konformen Leitungen 22 eine Vielfalt von Konfigurationen und Merkmalen umfassen, wie z. B. eine Turbulenz hervorrufende Elemente. Wie in 14A dargestellt, umfassen die konformen Leitungen 22 eine Mehrzahl von Rippen 141, die Aussparungen 143 im Formwerkzeug 12 definieren. Die Aussparungen 143 können gewünschte thermodynamische Eigenschaften bereitstellen, die Wärme vor dem Formprozess effizient zum Formmaterial 110 befördern oder Wärme einem bereits ausgebildeten Teil entziehen. In einer anderen Ausführungsform, wie in 14B gezeigt, sind die Rippen 141 und Aussparungen 143 in einem Spiralmuster konstruiert, das eine zusätzliche Turbulenz in der konformen Leitung 22 erzeugen kann, wenn das Formwerkzeug 12 erhitzt oder gekühlt wird. Ähnliche Ausführungsformen, wie z. B. die in 14C–14F gezeigten, umfassen eine diamantförmige Konstruktion (14C), eine diamantförmige Konstruktion, die in einer Spiralkonfiguration vorliegt (14D), eine ovale Konstruktion (14E) und eine ovale Konstruktion, die in einer Spiralkonfiguration vorliegt (14F). Außerdem kann sich der Durchmesser der konformen Leitung 22 auch ändern, so dass die Strömung durch das Formwerkzeug 12 zunimmt oder abnimmt, wenn das Erwärmungs-/Kühlfluid durch die konformen Leitungen 22 strömt (14G). Diese und andere Variationen an den konformen Leitungen 22 sind infolge der Herstellung des Formwerkzeugs 12 unter Verwendung einer Formkernpackung möglich, die durch den hier detailliert erläuterten 3D-Druckprozess hergestellt wird. Herkömmliche Kühlleitungen für Formwerkzeuge wurden häufig gebohrt, wobei folglich die Möglichkeit von unregelmäßig gestalteten konformen Leitungen 22 beseitigt wird. Wie in 14H gezeigt, wird außerdem in Erwägung gezogen, dass die Längsausdehnung der konformen Leitungen 22 linear, bogenförmig, abgewinkelt usw. sein kann. Überdies können die konformen Leitungen 22 gewellt sein und Abschnitte, die sehr nahe an der Formoberfläche 160 liegen (15A), und andere Abschnitte, die nicht nahe an der Formoberfläche 160 liegen, umfassen so dass verschiedene Bereiche der konformen Leitungen 22 einen unterschiedlichen thermischen Einfluss auf das Formwerkzeug 12 und schließlich das Teil, das geformt wird, haben. Wie hier angegeben, werden diese Konfigurationen durch den hier detailliert dargestellten 3D-Druckprozess möglich gemacht.Regarding 14A - 14H can the victimparty lines 20 ( 12 ) are formed with different protuberances, the irregular shapes in the conformal lines 22 after applying molten material to the mandrel package 10 define. Consequently, the compliant leads can 22 a variety of configurations and features such. B. turbulence inducing elements. As in 14A shown include the conformal lines 22 a plurality of ribs 141 , the recesses 143 in the mold 12 define. The recesses 143 can provide desired thermodynamic properties, efficiently heat the molding material prior to the molding process 110 or remove heat from an already formed part. In another embodiment, as in 14B shown are the ribs 141 and recesses 143 constructed in a spiral pattern that provides extra turbulence in the conformal conduit 22 can produce when the mold 12 heated or cooled. Similar embodiments, such as. B. the in 14C - 14F shown include a diamond-shaped construction ( 14C ), a diamond-shaped construction that is in a spiral configuration ( 14D ), an oval construction ( 14E ) and an oval construction which is in a spiral configuration ( 14F ). In addition, the diameter of the conformal line may be 22 also change so that the flow through the mold 12 increases or decreases as the heating / cooling fluid passes through the compliant conduits 22 flows ( 14G ). These and other variations on the compliant leads 22 are due to the manufacture of the mold 12 using a mold core package made by the 3D printing process discussed in detail herein. Conventional cooling ducts for dies have been drilled frequently, with the consequent possibility of irregularly shaped conformal ducts 22 is eliminated. As in 14H It is also contemplated that the longitudinal extent of the conformal conduits 22 can be linear, arcuate, angled, etc. Moreover, the compliant conduits can 22 be wavy and sections that are very close to the mold surface 160 lie ( 15A ), and other sections that are not close to the mold surface 160 lie so that different areas of the conformal lines 22 a different thermal influence on the mold 12 and finally the part that is molded. As noted herein, these configurations are made possible by the 3D printing process detailed herein.
Mit Bezug auf 15A–15D wird in Erwägung gezogen, dass die konformen Leitungen 22 mit einem oder mehreren konformen Reservoirs 145 in Verbindung stehen können oder zu einem Teil davon werden können. Jedes konforme Reservoir 145 wird aus einem Opferverdrängungskörper ausgebildet, der mit der Formkernpackung 10 während der Konstruktion der Formkernpackung 10 ausgebildet wird. Der Opferverdrängungskörper kann verschiedene Aussparungen umfassen, die unregelmäßige Gestalten in den konformen Reservoirs 145 nach dem Aufbringen von geschmolzenem Material auf die Formkernpackung 10 definieren. Die konformen Reservoirs 145 sind dazu ausgelegt, eine gleichmäßige Strömung von Heiz-/Kühlfluid durch das Formwerkzeug 12 nahe der im Formwerkzeug 12 definierten Formoberfläche 160 zu schaffen. Das Formwerkzeug 12 kann mehrere konforme Reservoirs 145 umfassen, die sich über das Formwerkzeug 12 erstrecken. Wie in 15C und 15D gezeigt, werden periodische Säulen 146 vorgesehen, die so ausgelegt sind, dass sie Lasten am Formwerkzeug 12 standhalten, die mit Spritzgießdrücken verbunden sind. Die periodischen Säulen 146 stellen sicher, dass das Spritzgießwerkzeug 12 nicht nahe irgendeinem der konformen Reservoirs 145 bricht oder reißt. Außerdem umfasst das Formwerkzeug 12 Trennwände 139, die verhindern, dass Formmaterial, das in den Formhohlraum 26 (16A) eingespritzt wird, in das konforme Reservoir 145 oder die konformen Leitungen 22 eintritt.Regarding 15A - 15D is considered that the compliant leads 22 with one or more compliant reservoirs 145 be or can become part of it. Any compliant reservoir 145 is formed from a sacrificial displacement body, which is connected to the Formkernpackung 10 during the construction of the mold core package 10 is trained. The sacrificial displacement body may include various recesses, the irregular shapes in the compliant reservoirs 145 after applying molten material to the mandrel package 10 define. The compliant reservoirs 145 are designed to provide a uniform flow of heating / cooling fluid through the mold 12 near in the mold 12 defined shape surface 160 to accomplish. The mold 12 can have several compliant reservoirs 145 include, extending over the mold 12 extend. As in 15C and 15D shown are periodic columns 146 provided, which are designed so that they are loads on the mold 12 withstand, which are connected with injection molding. The periodic columns 146 make sure the injection mold 12 not near any of the compliant reservoirs 145 breaks or tears. In addition, the mold includes 12 partitions 139 that prevent mold material from entering the mold cavity 26 ( 16A ) is injected into the compliant reservoir 145 or the compliant leads 22 entry.
Die konformen Reservoirs 145 können eine Vielfalt von Konstruktionen annehmen und können in verschiedenen Abständen von der Formoberfläche 160 in Abhängigkeit vom gewünschten thermischen Einfluss, die die konformen Leitungen 22 auf das Formwerkzeug 12 und schließlich das zu formende Teil haben, angeordnet werden. Außerdem wird in Erwägung gezogen, dass sich die konformen Reservoirs 145 über das ganze Formwerkzeug 12 schlängeln können. Insbesondere können Abschnitte der konformen Reservoirs 145 näher an der Formoberfläche 160 des Formwerkzeugs 12 liegen als andere Abschnitte der konformen Reservoirs 145, wobei somit Bereiche bereitgestellt werden, die einen höheren thermischen Einfluss auf die Formoberfläche 160 als jene Bereiche der konformen Reservoirs 145 haben, die ferner von der Formoberfläche 160 liegen.The compliant reservoirs 145 can adopt a variety of constructions and can be at different distances from the mold surface 160 depending on the desired thermal influence affecting the conformal lines 22 on the mold 12 and finally have the part to be formed arranged. It is also considered that the compliant reservoirs 145 over the whole mold 12 can meander. In particular, sections of the compliant reservoirs 145 closer to the mold surface 160 of the mold 12 lie as other sections of the compliant reservoirs 145 Thus, areas are provided which have a higher thermal impact on the mold surface 160 as those areas of compliant reservoirs 145 further from the mold surface 160 lie.
Mit Bezug auf 15E–15G können verschiedene eine Turbulenz hervorrufende Elemente innerhalb der konformen Reservoirs 145 angeordnet werden, um die Stagnation zu begrenzen und die Turbulenz des Heiz-/Kühlfluids zu verbessern, das während des Spritzgießprozesses durch das Teil strömt. Wie in 15E gezeigt, ist eine Anzahl von Rippen 147 in Winkeln relativ zueinander angeordnet und diese fördern die Strömung in und um die Rippen 147. Wie in 15F gezeigt, sind alternativ mehrere Leitbleche 148 in intermittierenden Positionen innerhalb des konformen Reservoirs 145 angeordnet, die zum Beeinflussen der Strömung des Heiz-/Kühlfluids, das durch das konforme Reservoir 145 strömt, und auch zum Minimieren des thermischen Einflusses des Heiz-/Kühlfluids an den Stellen der Leitbleche 148 wirken. In noch einer anderen Ausführungsform, wie in 15G gezeigt, erstrecken sich mehrere intermittierende Vorsprünge 149 in das konforme Reservoir 145, wodurch die Strömung und Stagnation von Heiz-/Kühlfluid im konformen Reservoir 145 beeinflusst werden. Obwohl die dargestellten Vorsprünge 149 eine zylinderförmige Konstruktion umfassen, könnten die Vorsprünge 149 selbstverständlich viele verschiedene Gestalten annehmen. Für einen Fachmann auf dem Gebiet ist auch verständlich, dass irgendeine von einer Vielfalt von verschiedenen Architekturen im Formwerkzeug 12 als direkte Konsequenz dessen, dass es durch den hier offenbarten 3D-Druckprozess konstruiert wird, ausgebildet werden kann. Während des Formprozesses werden die Turbulenzelemente durch eine Aussparung im Formkern definiert, die später mit dem geschmolzenen Material während der Herstellung des Formwerkzeugs 12 gefüllt wird. Regarding 15E - 15G may have various turbulence inducing elements within the compliant reservoirs 145 to limit the stagnation and to improve the turbulence of the heating / cooling fluid flowing through the part during the injection molding process. As in 15E shown is a number of ribs 147 arranged at angles relative to each other and these promote the flow in and around the ribs 147 , As in 15F shown are alternatively several baffles 148 in intermittent positions within the compliant reservoir 145 arranged to influence the flow of the heating / cooling fluid passing through the compliant reservoir 145 flows, and also to minimize the thermal influence of the heating / cooling fluid at the points of the baffles 148 Act. In yet another embodiment, as in 15G shown, several intermittent projections extend 149 into the compliant reservoir 145 , whereby the flow and stagnation of heating / cooling fluid in the compliant reservoir 145 to be influenced. Although the projections shown 149 comprise a cylindrical construction, the projections 149 of course accept many different shapes. It will also be understood by one skilled in the art that any of a variety of different architectures in the mold 12 can be formed as a direct consequence of being constructed by the 3D printing process disclosed herein. During the molding process, the turbulence elements are defined by a recess in the mandrel, which later with the molten material during the manufacture of the mold 12 is filled.
Mit Bezug auf 16 und 16A wird eine erste Formhälfte 132 mit einer zweiten Formhälfte 134 verbunden, die vorher ausgebildet wurden und eine komplementäre Gestalt aufweisen. Die erste Formhälfte 132 und die zweite Formhälfte 134 stellen Formwerkzeuge 12 dar, die unter Verwendung der mit Bezug auf 1–14 im Einzelnen beschriebenen Drucktechnik ausgebildet wurden. Der Formhohlraum 26 zwischen der ersten Formhälfte 132 und der zweiten Formhälfte 134 stellt die Gestalt des Formteils 140 (17) dar, das ausgebildet werden soll. Die erste Formhälfte 132 und die zweite Formhälfte 134 werden über Stifte 144 verbunden, die um Ecken von jeder der ersten und der zweiten Formhälfte 132, 134 angeordnet sind und die die erste Formhälfte 132 und die zweite Formhälfte 134 seitlich (X- und Y-Richtungen) befestigen. Gleichzeitig befestigt eine Presse 150 die erste Formhälfte 132 an der zweiten Formhälfte 134 in einer vertikalen Richtung. Nachdem die erste Formhälfte 132 und die zweite Formhälfte 134 aneinander befestigt wurden, wird das Formmaterial 122 durch die Einspritzöffnung 120 mit einem hohen Druck eingespritzt. Folglich wird der Formhohlraum 26, der zwischen der ersten Formhälfte 132 und der zweiten Formhälfte 134 definiert ist, mit dem Formmaterial 122 gefüllt. Gleichzeitig wird ein Heizfluid 152 (24 und 25) in einen Einlass 153 durch die konformen Leitungen 22 gepumpt, die nahe der Formoberfläche 160 der ersten Formhälfte 132 und der zweiten Formhälfte 134 angeordnet sind, und tritt durch einen Auslass 155 aus. Das Heizfluid 152 erwärmt die Formoberfläche 160 der ersten Formhälfte 132 und der zweiten Formhälfte 134, was eine zweckmäßige Strömung des Formmaterials 122 in den Formhohlraum 26 bewirkt. Nachdem der Formhohlraum 26 vollständig mit dem Formmaterial 122 gefüllt wurde, werden die konformen Leitungen 22 vom Heizfluid 152 entleert. Die konformen Leitungen 22 werden dann mit einem Kühlfluid 154 gefüllt, um das Formmaterial 122, das im Formhohlraum 26 angeordnet ist, schnell zu kühlen. Es wird in Erwägung gezogen, dass das Kühlfluid 154 und das Heizfluid 152 dasselbe Fluid sein können. Alternativ kann das Kühlfluid 154 ein erstes Fluid sein, das in einem gekühlten Zustand gut arbeitet, und das Heizfluid 152 kann ein zweites Fluid sein, das in einem erhitzen Zustand gut arbeitet. Nach einer vorbestimmten Länge an Zeit wird die erste Formhälfte 132 von der zweiten Formhälfte 134 getrennt und das Formteil 140 (17) wird entnommen. Die erste Formhälfte 132 und die zweite Formhälfte 134 sind nun zur erneuten Verbindung und Einführung von zusätzlichem Formmaterial 122 bereit, um mehr Formteile 140 auszubilden.Regarding 16 and 16A becomes a first half of the mold 132 with a second mold half 134 connected, which have been previously formed and have a complementary shape. The first half of the mold 132 and the second half of the mold 134 make molds 12 which is using the with reference to 1 - 14 were formed in detail described printing technology. The mold cavity 26 between the first half of the mold 132 and the second mold half 134 represents the shape of the molding 140 ( 17 ) that is to be formed. The first half of the mold 132 and the second half of the mold 134 be about pins 144 connected around corners of each of the first and second mold halves 132 . 134 are arranged and the first half of the mold 132 and the second half of the mold 134 fasten laterally (X and Y directions). At the same time a press attached 150 the first half of the mold 132 on the second half of the mold 134 in a vertical direction. After the first half of the mold 132 and the second half of the mold 134 attached to each other becomes the molding material 122 through the injection opening 120 injected with a high pressure. As a result, the mold cavity becomes 26 that is between the first half of the mold 132 and the second mold half 134 is defined with the molding material 122 filled. At the same time, a heating fluid 152 ( 24 and 25 ) in an inlet 153 through the conforming lines 22 pumped near the mold surface 160 the first half of the mold 132 and the second mold half 134 are arranged, and passes through an outlet 155 out. The heating fluid 152 heats the mold surface 160 the first half of the mold 132 and the second mold half 134 what a convenient flow of the molding material 122 into the mold cavity 26 causes. After the mold cavity 26 completely with the molding material 122 filled, become the compliant leads 22 from the heating fluid 152 emptied. The compliant lines 22 then use a cooling fluid 154 filled to the mold material 122 that in the mold cavity 26 is arranged to cool quickly. It is considered that the cooling fluid 154 and the heating fluid 152 can be the same fluid. Alternatively, the cooling fluid 154 be a first fluid that works well in a cooled state, and the heating fluid 152 may be a second fluid that works well in a heated condition. After a predetermined length of time, the first mold half 132 from the second mold half 134 separated and the molding 140 ( 17 ) is taken. The first half of the mold 132 and the second half of the mold 134 are now reconnecting and introducing additional molding material 122 ready to make more moldings 140 train.
Noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Einsatzformanordnung 168 (21), die eine erste und eine zweite Einsatzform 170, 172 aufweist, die auch als Hohlraumwerkzeug 170 und Kernwerkzeug 172 bekannt sind, die zum Eingriff mit einer ersten bzw. einer zweiten Basisform 174, 176 ausgelegt sind. Wie in 18–20 dargestellt, werden die erste und die zweite Einsatzform 170, 172 in einem ähnlich Prozess ausgebildet, wie vorstehend in Bezug auf 1–14 umrissen. Derselbe 3D-Druckprozess wird verwendet, aber der 3D-Druckprozess wird verwendet, um vielmehr die erste und die zweite Einsatzform 170, 172 als das fertig gestellte Formwerkzeug 12 auszubilden. Die erste und die zweite Einsatzform 170, 172 schaffen eine schnelle Verbindung mit der ersten und der zweiten Basisform 174, 176, wodurch ermöglicht wird, dass ein Benutzer schnell die erste und die zweite Einsatzform 170, 172 von der ersten und der zweiten Basisform 174, 176 auswechselt, wodurch die Rate verbessert wird, mit der verschiedene Formteile 140 in einer Formeinrichtung hergestellt werden können. Konforme Leitungen 22 und konforme Reservoirs 145 können in einer oder beiden der Einsatzformen 170, 172 ausgebildet werden. Es wird auch in Erwägung gezogen, dass die konformen Leitungen 22 mit den konformen Leitungen 22 in der ersten und der zweiten Basisform 174, 176 oder mit Weiterleitungsleitungen in der ersten und der zweiten Basisform 174, 176 in Fluidverbindung stehen können. Die konformen Leitungen 22, die konformen Reservoirs 145 und irgendwelche Weiterleitungsleitungen werden durch Ausbilden von Opferkernabschnitten wie z. B. Opferverdrängungsleitungen und Opferverdrängungskörpern in einer Formkernpackung 10 vor der Einführung von geschmolzenem Material in die Formkernpackung 10 hergestellt.Yet another embodiment of the present invention includes an insert mold assembly 168 ( 21 ), which are a first and a second use form 170 . 172 which also acts as a cavity tool 170 and core tool 172 are known, which for engaging with a first and a second base mold 174 . 176 are designed. As in 18 - 20 shown, become the first and the second use form 170 . 172 formed in a similar process as described above with respect to 1 - 14 outlined. The same 3D printing process is used, but the 3D printing process is used, rather the first and second use forms 170 . 172 as the finished mold 12 train. The first and the second form of use 170 . 172 create a fast connection with the first and the second basic form 174 . 176 , thereby allowing a user to quickly get the first and the second use 170 . 172 from the first and the second basic form 174 . 176 alternates, thereby improving the rate at which different moldings 140 can be produced in a molding device. Compliant cables 22 and compliant reservoirs 145 can in one or both of the forms of use 170 . 172 be formed. It is also contemplated that the compliant leads 22 with the conforming lines 22 in the first and second basic forms 174 . 176 or with forwarding lines in the first and the second base form 174 . 176 can be in fluid communication. The compliant lines 22 , the compliant reservoirs 145 and any routing lines are formed by forming sacrificial core sections such as e.g. Sacrificial displacement conduits and sacrificial displacement bodies in a mold core package 10 before the introduction of molten material into the mold core package 10 produced.
Wie in der Ausführungsform von 21–23 dargestellt, sind die erste und die zweite Einsatzform 170, 172 zum Einsetzen in die erste bzw. die zweite Basisform 174, 176 ausgelegt. Die erste und die zweite Einsatzform 170, 172 werden auf Stifte 180 ausgerichtet, die um Ecken der ersten und der zweiten Basisform 174, 176 angeordnet sind. Obwohl die Stifte 180 in der Ausführungsform, die in 21–23 gezeigt ist, zum Eingriff mit der ersten und der zweiten Einsatzform 170, 172 ausgelegt sind, ist die vorliegende Erfindung nicht dadurch auf diese Ausführungsform begrenzt. Die Stifte 180 funktionieren als Führungsmerkmal, das die Einsätze, die Basisformen, die Einsätze und die Basisformen führen kann, oder die Stifte 180 können vollständig entfernt werden. Die erste Basisform 174, die erste Einsatzform 170, die zweite Einsatzform 172 und die zweite Basisform 176 werden dann sicher verbunden und Formmaterial 122 wird durch eine Einlassöffnung 179 in die erste Basisform 174 und durch die erste Einsatzform 170 eingeführt. Das Formmaterial 122 belegt den Formhohlraum 26, der zwischen der ersten Einsatzform 170 und der zweiten Einsatzform 172 definiert ist. Das Formmaterial 122 wird dann über die konformen Leitungen 22 erhitzt, die ein Heizfluid 152 enthalten, das in einen Einlass 182, durch die konformen Leitungen 22 und aus einem Auslass 184 einer Formoberfläche 188 der ersten und der zweiten Einsatzform 170, 172 gepumpt wird. Nachdem das Formmaterial 122 vollständig innerhalb des Formhohlraums 26 mit Druck beaufschlagt wurde, wird Kühlfluid 154 in die konformen Leitungen 22 eingeführt, um das Formmaterial 122 schnell zu kühlen oder abzukühlen, wodurch ein gehärtetes Formteil 140 ausgebildet wird. Das Formteil 140 wird dann aus dem Formhohlraum 26 (23) entnommen und die erste Basisform 174, die erste Einsatzform 170, die zweite Einsatzform 172 und die zweite Basisform 176 werden dann erneut verbunden und noch einmal mit dem Formmaterial 122 gefüllt, um zusätzliche Formteile 140 auszubilden.As in the embodiment of 21 - 23 are the first and the second form of use 170 . 172 for insertion into the first or the second base mold 174 . 176 designed. The first and the second form of use 170 . 172 be on pins 180 aligned around corners of the first and second basic shapes 174 . 176 are arranged. Although the pins 180 in the embodiment shown in FIG 21 - 23 is shown, for engagement with the first and the second use form 170 . 172 are designed, the present invention is not limited thereby to this embodiment. The pencils 180 function as a guide that can guide the inserts, the base shapes, the inserts, and the base shapes, or the pins 180 can be completely removed. The first basic form 174 , the first use 170 , the second form of use 172 and the second basic form 176 are then securely bonded and molding material 122 is through an inlet opening 179 in the first basic form 174 and by the first use 170 introduced. The molding material 122 occupies the mold cavity 26 that's between the first use form 170 and the second form of use 172 is defined. The molding material 122 will then be on the compliant lines 22 heated, which is a heating fluid 152 included in an inlet 182 , through the conforming lines 22 and from an outlet 184 a mold surface 188 the first and the second use form 170 . 172 is pumped. After the molding material 122 completely within the mold cavity 26 was pressurized, is cooling fluid 154 into the conforming lines 22 introduced to the molding material 122 to cool or cool quickly, creating a hardened molding 140 is trained. The molding 140 then gets out of the mold cavity 26 ( 23 ) and the first basic shape 174 , the first use 170 , the second form of use 172 and the second basic form 176 are then reconnected and again with the mold material 122 filled to additional moldings 140 train.
Wenn man sich nun 24 und 25 zuwendet, wird im Allgemeinen in Erwägung gezogen, dass das Heizfluid 152 und das Kühlfluid 154, die sich durch entweder das Formwerkzeug 12 oder die Einsatzformanordnung 168 (gemeinsam als "Formanordnung 200" bezeichnet) erstrecken, von einem Temperatursteuersystem 202 weitergeleitet wird. Das Temperatursteuersystem 202 umfasst das Heizfluid 152 und das Kühlfluid 154, die mit dem Formwerkzeug 12 oder der Einsatzformanordnung 168 in Verbindung stehen. Wenn die Formanordnung 200 erhitzt werden soll, typischerweise während der anfänglichen Einführung von Formmaterial 122 in die Formanordnung 200, öffnet eine Ventilstation 204 Ventile 206 auf der warmen Seite, die eine Überführung des Heizfluids 152 von einem Reservoir 208 für erhitztes Fluid zur Formanordnung 200 ermöglichen. Gleichzeitig werden Ventile 210 auf der kalten Seite, die die Überführung des Kühlfluids 154 von einem Reservoir 212 für gekühltes Fluid zur Formanordnung 200 steuern, geschlossen, so dass das Kühlfluid 154 die Formanordnung 200 nicht erreichen kann. Nachdem die Formanordnung 200 die gewünschte Temperatur für die gewünschte Länge der Zeit erreicht hat, wird das Heizfluid 152 dann zum Reservoir 208 für erhitztes Fluid zurückgeführt und die Ventile 206 der warmen Seite, die eine Fluidüberführung des Heizfluids 152 zur Formanordnung 200 ermöglichen, werden geschlossen. Gleichzeitig, wie in 25 gezeigt, werden die Ventile 210 der kalten Seite, die zwischen dem Reservoir 212 für gekühltes Fluid und der Formanordnung 200 geschlossen wurden, geöffnet, so dass das Kühlfluid 154 zur Formanordnung 200 strömen kann, wobei folglich das Formmaterial 122 gekühlt wird und das gehärtete Formteil 140 ausgebildet wird.If you look now 24 and 25 is generally considered that the heating fluid 152 and the cooling fluid 154 passing through either the molding tool 12 or the insert mold assembly 168 (collectively called "Form Arrangement 200 from a temperature control system 202 is forwarded. The temperature control system 202 includes the heating fluid 152 and the cooling fluid 154 that with the mold 12 or the insert mold assembly 168 keep in touch. When the mold assembly 200 is to be heated, typically during the initial introduction of molding material 122 in the mold assembly 200 , opens a valve station 204 valves 206 on the warm side, which is a transfer of the heating fluid 152 from a reservoir 208 for heated fluid to the mold assembly 200 enable. At the same time valves are 210 on the cold side, which is the transfer of the cooling fluid 154 from a reservoir 212 for cooled fluid to the mold assembly 200 control, closed, leaving the cooling fluid 154 the mold arrangement 200 can not reach. After the mold assembly 200 has reached the desired temperature for the desired length of time, the heating fluid 152 then to the reservoir 208 returned for heated fluid and the valves 206 the warm side, the fluid transfer of the heating fluid 152 to the mold arrangement 200 allow to be closed. At the same time, as in 25 shown are the valves 210 the cold side, between the reservoir 212 for cooled fluid and the mold assembly 200 have been closed, open, leaving the cooling fluid 154 to the mold arrangement 200 can flow, and consequently the molding material 122 is cooled and the cured molding 140 is trained.
26 stellt eine Ausführungsform eines Heizsystems 300 zur Verwendung bei der Formanordnung 200, wie vorstehend beschrieben, dar. Das Heizsystem 300 umfasst eine Heizfluidleitung 302, die einen Schmutzfänger 304 durchläuft, der irgendwelchen Schmutz oder Trümmer entfernt, die sich in dem Heizfluid 152 befinden können. Das Heizfluid 152 durchströmt dann einen Entgasungstank 306. Der Entgasungstank 306 entfernt unerwünschte Gase und andere Verunreinigungen aus dem Heizfluid 152, bevor es durch eine Pumpe 308 zu einer Heizvorrichtung 310 bewegt wird. Das Heizfluid 152 ist im Allgemeinen kühler als erwünscht, da das Heizfluid 152 von der Formanordnung 200 zurückkehrt, wo eine Wärmeübertragung stattgefunden hat. Folglich ist es erwünscht, das Heizfluid 152 in der Heizvorrichtung 310 aufzuheizen. Die Heizvorrichtung 310 erhöht die Temperatur des Heizfluids 152 auf eine gewünschte Temperatur, bevor das Heizfluid 152 durch einen Wärmetauscher 312 geleitet wird, der das Regeln der Wärme des Heizfluids 152 unterstützt. Der Wärmetauscher 312 ist mit einem Kühlwasserauslass 314 und einer Kühlwasserzufuhr 316 gekoppelt, die verhindert, dass der Wärmetauscher 312 eine zu hohe Temperatur erreicht. Das Heizfluid 152 strömt dann durch erste und zweite Temperatursensoren 317, 318, die die Temperatur des Heizfluids 152 bestätigen, bevor das Heizfluid 152 durch einen Durchflussmesser 320 strömt, der eine Volumendurchflussrate des Heizfluids 152, das zur Formanordnung 200 strömt, vorsieht. 26 represents an embodiment of a heating system 300 for use in the mold assembly 200 as described above. The heating system 300 includes a Heizfluidleitung 302 holding a mudflap 304 which removes any dirt or debris that is in the heating fluid 152 can be located. The heating fluid 152 then flows through a degassing tank 306 , The degassing tank 306 removes unwanted gases and other impurities from the heating fluid 152 before passing through a pump 308 to a heater 310 is moved. The heating fluid 152 is generally cooler than desired because the heating fluid 152 from the mold assembly 200 returns where heat transfer has occurred. Consequently, it is desirable to use the heating fluid 152 in the heater 310 heat. The heater 310 increases the temperature of the heating fluid 152 to a desired temperature before the heating fluid 152 through a heat exchanger 312 is directed, regulating the heat of the heating fluid 152 supported. The heat exchanger 312 is with a cooling water outlet 314 and a cooling water supply 316 coupled, which prevents the heat exchanger 312 reached too high a temperature. The heating fluid 152 then flows through first and second temperature sensors 317 . 318 indicating the temperature of the heating fluid 152 confirm before the heating fluid 152 through a flow meter 320 flows, which is a volume flow rate of the heating fluid 152 that to the mold arrangement 200 flows, provides.
Mit Bezug auf 27 ist ein Kühlsystem 400 dargestellt, das zur Verbindung mit der Formanordnung 200 ausgelegt ist. Das Kühlfluid 154 strömt durch einen Schmutzfänger 402 und in einen Kühltank 404, wo das Kühlfluid 154 auf eine erwünschte Temperatur gekühlt wird. Das Kühlfluid 154 ist im Allgemeinen wärmer als erwünscht, da das Kühlfluid 154 von der Formanordnung 200 zurückkehrt, wo Wärme von der Formanordnung 200 und vom Formteil 140 auf das Kühlfluid 154 übertragen wurde. Folglich ist es erwünscht, das Kühlfluid 154 im Kühltank 404 abzukühlen. Ein Temperatursensor 406 überwacht die Temperatur im Kühltank 404. Der Kühltank 404 wird durch einen Tauchverdampfer 408 gekühlt, der im Kühltank 404 angeordnet ist. Der Tauchverdampfer 408 ist mit einem Kühlmittel gekoppelt, das an einem Verdichter 410 vorbei strömt, der zwischen einer Hoch- und Niederdrucksicherung 412, 414 angeordnet ist. Nach dem Vorbeibewegen am Verdichter 410 wird das Kühlmittel in einem Kondensator 416 gekühlt. Nach dem Verlassen des Kondensators 416 strömt das Kühlmittel durch einen Sammler 418 und ein Rückschlagventil 420 sowie einen Filtertrockner 422, bevor es sich an einem Schauglas 424 vorbei bewegt, wo das Kühlmittel auf Farbe, Konsistenz, Verunreinigungen usw. überprüft werden kann. Das Kühlmittel strömt dann durch ein Expansionsventil 426, wo das Kühlmittel schnell abkühlt, bevor es in den Kühltank 404 eintritt. Wenn das Kühlmittel durch den Kühltank 404 strömt, kühlt das Kühlmittel den Kühltank 404 und den Inhalt des Kühltanks 404, so dass das Kühlfluid 154 im Kühltank 404 auf eine gewünschte Temperatur gekühlt wird. die Temperatur des Kühlfluids 154 wird durch den Temperatursensor 406 überwacht. Das Kühlfluid 154 wird dann aus dem Kühltank 404 über eine Pumpe entnommen und zur Formanordnung 200 und insbesondere zu den konformen Leitungen 22 in der Formanordnung 200 gedrängt. Regarding 27 is a cooling system 400 shown, for connection to the mold assembly 200 is designed. The cooling fluid 154 flows through a strainer 402 and in a cooling tank 404 where the cooling fluid 154 cooled to a desired temperature. The cooling fluid 154 is generally warmer than desired because the cooling fluid 154 from the mold assembly 200 returns where heat from the mold assembly 200 and the molding 140 on the cooling fluid 154 was transferred. Consequently, it is desirable to have the cooling fluid 154 in the cooling tank 404 cool. A temperature sensor 406 monitors the temperature in the cooling tank 404 , The cooling tank 404 is through a dipping evaporator 408 Chilled in the cooling tank 404 is arranged. The immersion evaporator 408 is coupled with a coolant attached to a compressor 410 flows past, that between a high and low pressure protection 412 . 414 is arranged. After passing the compressor 410 the coolant is in a condenser 416 cooled. After leaving the condenser 416 the coolant flows through a collector 418 and a check valve 420 as well as a filter dryer 422 before looking at a sight glass 424 moved past, where the coolant can be checked for color, consistency, contamination, etc. The coolant then flows through an expansion valve 426 where the coolant cools quickly before entering the cooling tank 404 entry. When the coolant passes through the cooling tank 404 flows, the coolant cools the cooling tank 404 and the contents of the cooling tank 404 so that the cooling fluid 154 in the cooling tank 404 is cooled to a desired temperature. the temperature of the cooling fluid 154 is through the temperature sensor 406 supervised. The cooling fluid 154 then gets out of the cooling tank 404 taken from a pump and the mold assembly 200 and in particular to the compliant conduits 22 in the mold arrangement 200 crowded.
Obwohl 26 und 27 erläuternde Ausführungsformen von Heiz- und Kühlsystemen sind, die in Verbindung mit einer Form verwendet werden können, wird in Erwägung gezogen, dass andere Heiz- und Kühlsysteme in Verbindung mit der Form und insbesondere dem Formwerkzeug, den Einsatzformen und Basisformen, wie vorstehend offenbart, verwendet werden können.Even though 26 and 27 Illustrative embodiments of heating and cooling systems that may be used in conjunction with a mold are contemplated using other heating and cooling systems in conjunction with the mold, and particularly the mold, insert molds, and base molds as disclosed above can be.
Mit Bezug auf 28 ist eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, wobei eine Sandformpackung 530 eine obere Form oder ein Formoberteil 532, eine untere Form oder ein Formunterteil 534 und einen Kern 522 umfasst. Die Sandformpackung 530 wird vollständig aus Form- und Kernkomponenten hergestellt, die von einem Sanddrucker gedruckt werden, und anschließend aus dem Arbeitskasten entnommen. Die Sandformpackung 530, wie gezeigt, wird zum Gießen eines geschmolzenen Materials in einer ähnlichen Weise, wie vorstehend beschrieben, vorbereitet.Regarding 28 Another embodiment of the present invention is shown wherein a sand mold package 530 an upper mold or a mold top 532 , a lower mold or a mold base 534 and a core 522 includes. The sand mold package 530 is made entirely from mold and core components that are printed by a sand printer and then removed from the work box. The sand mold package 530 , as shown, is prepared for casting a molten material in a similar manner as described above.
Mit Bezug auf 29 und 30 ist der Kern 522 in einen Hohlraum 539 eingesetzt gezeigt, der an einer oberen Oberfläche des Formunterteils 534 angeordnet ist, wobei der Hohlraum 539 einen Formhohlraum bildet, der durch die Vereinigung des Formoberteils 532 mit einem Hohlraum 537 und des Formunterteils 534 definiert ist. Wie in 30 gezeigt, wird die Sandformpackung 530 vollständig mit dem Formoberteil 532 und dem Formunterteil 534 zusammengefügt, die aufeinander gestapelt sind. Wie in 28 gezeigt, wird ein Formhohlraum durch die Vereinigung der Hohlräume 537, 539 erzeugt, die jeweils sowohl im Formoberteil 532 als auch im Formunterteil 534 angeordnet sind. Wie in 28–30 gezeigt, sind Öffnungen 536 und 538 an der oberen Oberfläche des Formoberteils 532 angeordnet gezeigt. Die Öffnung 536 stellt einen Zugangspunkt zum Gießen eines geschmolzenen Materials in die Sandformpackung 530 dar, wie in 30 zusammengefügt. Der Zugangspunkt 536 verbindet ferner mit einer Reihe von Angusskanälen 541, wie in 28 gezeigt, was ermöglicht, dass das geschmolzene Material vom Formoberteil 532 zum Formunterteil 534 durch den Zugangspunkt 536 strömt. In dieser Weise füllen die Angusskanäle 541 den Formhohlraum, der durch die Vereinigung der Hohlräume 539, 537 des Formoberteils 532 bzw. des Formunterteils 534 erzeugt wird, von unten nach oben. Wenn das geschmolzene Material den Formhohlraum füllt, beginnt überschüssiges geschmolzenes Material, Steigleitungen 538 zu füllen, die an einer oberen Oberfläche des Formoberteils 532 angeordnet sind. Die Steigleitungen 538 helfen dem Gießarbeiter zu wissen, wenn der Formhohlraum der Sandformpackung 530 gefüllt wurde, und ermöglicht auch, dass geschmolzenes Material verfügbar ist, um irgendwelche Bereiche des Formhohlraums zu füllen, wenn sich das geschmolzene Material absetzt.Regarding 29 and 30 is the core 522 in a cavity 539 shown inserted on an upper surface of the mold base 534 is arranged, wherein the cavity 539 forms a cavity formed by the union of the mold shell 532 with a cavity 537 and the mold part 534 is defined. As in 30 shown, the sand mold package 530 complete with the mold top 532 and the mold bottom 534 put together, which are stacked on each other. As in 28 Shown is a mold cavity through the union of the cavities 537 . 539 generated, each in both the Formoberteil 532 as well as in the mold base 534 are arranged. As in 28 - 30 shown are openings 536 and 538 on the upper surface of the mold top 532 shown arranged. The opening 536 provides an access point for pouring a molten material into the sand mold package 530 as in 30 together. The access point 536 also connects to a series of sprue channels 541 , as in 28 shown, which allows the molten material from the top mold 532 to the mold base 534 through the access point 536 flows. In this way fill the sprue channels 541 the cavity formed by the union of the cavities 539 . 537 of the mold shell 532 or of the lower part of the mold 534 is generated, from bottom to top. As the molten material fills the mold cavity, excess molten material begins to rise 538 to fill that on an upper surface of the mold shell 532 are arranged. The risers 538 help the foundry worker know if the mold cavity of the sand mold package 530 and also allows molten material to be available to fill any areas of the mold cavity as the molten material settles.
Sobald sich das geschmolzene Material innerhalb der Sandformpackung 530 verfestigt hat, wird die Sandformpackung 530 weggebrochen, wie in 31 gezeigt, um ein Gussteil 540 freizulegen. Wie in 32 gezeigt, ist das Gussteil 540 mit Gießmaterial gezeigt, das verwendet wird, um den Zugangspunkt 536, das Angusskanalsystem 541 und die Steigleitungen 538 der Sandformpackung 530, die in 28–30 gezeigt ist, zu füllen, das an einem Formwerkzeug 542 gehärtet und verfestigt wird. Diese als 536A, 538A und 541A angegebenen Gusskonfigurationen werden vom Formwerkzeug 542 maschinell weg bearbeitet oder anderweitig entfernt, um ein Werkzeug freizulegen, das für die Verwendung in einem Formprozess bereit ist.Once the molten material inside the sand mold package 530 has solidified, the sand mold package 530 broken away, as in 31 shown to a casting 540 expose. As in 32 shown is the casting 540 Shown with casting material that is used to access point 536 , the sprue system 541 and the risers 538 the sand mold package 530 , in the 28 - 30 shown is to fill that at a molding tool 542 hardened and solidified. This as 536A . 538A and 541A specified casting configurations are from the mold 542 machined away or otherwise removed to expose a tool ready for use in a molding process.
Die Formkernpackung und die darin enthaltenen Komponenten sowie die Verfahren zur Herstellung von Werkzeugen aus der Formkernpackung, wie hier offenbart, schaffen eine verbesserte Fähigkeit, alle Bereiche eines Formwerkzeugs gleichmäßig zu kühlen, wodurch das Potential für Verzerrung, Risse usw. verringert wird. Außerdem schafft die Genauigkeit, die mit der Herstellung der Formwerkzeuge aus dem Druckprozess verbunden ist, eine bessere Teilequalität, Genauigkeit und Konstruktionsflexibilität. Die konformen Leitungen ermöglichen verbesserte thermische Fähigkeiten. Mehrere Leitungen zum Heizen und Kühlen sind zugunsten von integrierten konformen Heiz- und Kühlleitungen beseitigt, die so konfiguriert sein können, dass sie der gewünschten thermischen Belastung entsprechen, die erforderlich ist, um die Werkzeugqualität sowie die Werkzeug- und Teilequalität zu verbessern. Ferner können die Formkernpackungskomponenten und die Werkzeuge, die aus den Formkernpackungskomponenten bestehen, dazu ausgelegt sein, die Zykluszeit zu verbessern, wodurch die Teileherstellungskapazität erhöht wird. Oberflächen der Klasse A, die eine glatte, glänzende Oberflächengüte (d. h. pianoschwarz) bereitstellen, können ohne den Bedarf an zusätzlicher Farbe oder Glasur auf den fertig gestellten Teilen entwickelt werden. Oberflächen der Klasse A mit geätzten Mustern können ferner durch Ätzen eines Musters auf eine Formoberfläche eines Formwerkzeugs entwickelt werden, wodurch sich ein fertig gestelltes Teil mit einem darauf geprägten Muster ergibt.The mold core package and the components contained therein as well as the methods for Preparation of mold core package tools, as disclosed herein, provides an improved ability to uniformly cool all areas of a mold, thereby reducing the potential for distortion, tears, and the like. In addition, the accuracy associated with manufacturing the dies from the printing process provides better part quality, accuracy, and design flexibility. The conformal leads allow for improved thermal capabilities. Multiple heating and cooling lines are eliminated in favor of integrated compliant heating and cooling lines, which can be configured to meet the desired thermal load required to improve tool quality, as well as tool and part quality. Further, the mold core package components and the tools consisting of the mold core package components may be configured to improve cycle time, thereby increasing part manufacturing capacity. Class A surfaces which provide a smooth, glossy surface finish (ie, piano black) can be developed without the need for additional paint or glaze on the finished parts. Further, etched pattern Class A surfaces may be developed by etching a pattern on a mold surface of a mold, resulting in a finished part having a pattern embossed thereon.
Für einen Fachmann auf dem Gebiet ist verständlich, dass die Konstruktion der beschriebenen Erfindung und von anderen Komponenten nicht auf irgendein spezifisches Material begrenzt ist. Andere beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, die hier offenbart sind, können aus einer breiten Vielfalt von Materialien ausgebildet werden, wenn nicht hier anders beschrieben.It will be understood by one of ordinary skill in the art that the construction of the described invention and other components is not limited to any specific material. Other exemplary embodiments of the invention disclosed herein may be formed from a wide variety of materials, unless otherwise described.
Für die Zwecke dieser Offenbarung bedeutet der Begriff "gekoppelt" (in allen seiner Formen, koppeln, Kopplung, gekoppelt usw.) im Allgemeinen die direkte oder indirekte Verbindung von zwei Komponenten (elektrisch oder mechanisch) miteinander. Eine solche Verbindung kann stationärer Art oder beweglicher Art sein. Eine solche Verbindung kann mit den zwei Komponenten (elektrisch oder mechanisch) und beliebigen zusätzlichen Zwischenelementen, die einteilig als einzelner einheitlicher Körper miteinander oder mit den zwei Komponenten ausgebildet sind, erreicht werden. Eine solche Verbindung kann dauerhafter Art sein oder kann entfernbarer oder lösbarer Art sein, wenn nicht anders angegeben.For the purposes of this disclosure, the term "coupled" (in all its forms, coupling, coupling, coupled, etc.) generally means the direct or indirect connection of two components (electrical or mechanical) to each other. Such a connection may be stationary or moving. Such a connection can be achieved with the two components (electrical or mechanical) and any additional intermediate elements integrally formed as a single unitary body with each other or with the two components. Such a compound may be permanent in nature or may be removable or detachable unless otherwise specified.
Es ist auch wichtig zu beachten, dass die Konstruktion und Anordnung der Elemente der Erfindung, wie in den beispielhaften Ausführungsformen gezeigt, nur erläuternd sind. Obwohl nur einige Ausführungsformen der vorliegenden Innovationen in dieser Offenbarung im Einzelnen beschrieben wurden, erkennt der Fachmann auf dem Gebiet, der diese Offenbarung durchsieht, leicht, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Veränderungen in den Größen, Abmessungen, Strukturen, Gestalten und Verhältnissen der verschiedenen Elemente, Werte von Parametern, Montageanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Orientierungen usw.), ohne wesentlich von den neuen Lehren und Vorteilen des angeführten Gegenstandes abzuweichen. Elemente, die als einteilig ausgebildet gezeigt sind, können beispielsweise aus mehreren Teilen konstruiert werden, oder Elemente, die als mehrere Teile gezeigt sind, können einteilig ausgebildet werden, die Funktionsweise der Schnittstellen kann umgekehrt oder anderweitig verändert werden, die Länge oder Breite der Strukturen und/oder Elemente oder des Verbindungselements oder anderer Elemente des Systems kann verändert werden, die Art oder Anzahl von Einstellungspositionen, die zwischen den Elementen vorgesehen sind, kann verändert werden. Es sollte beachtet werden, dass die Elemente und/oder Anordnungen des Systems aus irgendeinem von einer breiten Vielfalt von Materialien, die ausreichend Festigkeit oder Haltbarkeit schaffen, in irgendeiner von einer breiten Vielfalt von Farben, Texturen und Kombinationen konstruiert werden können. Folglich sollen alle derartigen Modifikationen innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Innovationen enthalten sein. Andere Substitutionen, Modifikationen, Änderungen und Weglassungen können an der Konstruktion, an den Betriebsbedingungen und an der Anordnung der gewünschten Ausführungsformen und anderer beispielhafter Ausführungsformen durchgeführt werden, ohne vom Gedanken der vorliegenden Innovationen abzuweichen.It is also important to note that the construction and arrangement of the elements of the invention, as shown in the exemplary embodiments, are only illustrative. Although only a few embodiments of the present innovations have been described in detail in this disclosure, those skilled in the art, who are reviewing this disclosure, will readily recognize that many modifications are possible (eg, changes in sizes, dimensions, structures, shapes, and the like) Ratios of the various elements, values of parameters, mounting arrangements, use of materials, colors, orientations, etc.), without departing substantially from the novel teachings and advantages of the recited subject matter. For example, elements shown to be integral may be constructed of multiple parts, or elements shown as multiple parts may be formed integrally, the functionality of the interfaces may be reversed or otherwise altered, the length or width of the structures and / or elements or the connection element or other elements of the system can be changed, the type or number of adjustment positions provided between the elements can be changed. It should be noted that the elements and / or arrangements of the system of any of a wide variety of materials that provide sufficient strength or durability can be constructed in any of a wide variety of colors, textures, and combinations. Consequently, all such modifications are intended to be included within the scope of the present innovations. Other substitutions, modifications, changes, and omissions may be made to the design, operating conditions, and arrangement of the desired embodiments and other exemplary embodiments without departing from the spirit of the present innovations.
Selbstverständlich können beliebige beschriebene Prozesse oder Schritte innerhalb der beschriebenen Prozesse mit anderen offenbarten Prozessen oder Schritten kombiniert werden, um Strukturen innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung auszubilden. Die beispielhaften Strukturen und Prozesse, die hier offenbart sind, dienen für Erläuterungszwecke und sollen nicht als Begrenzung aufgefasst werden.Of course, any described processes or steps within the described processes may be combined with other disclosed processes or steps to form structures within the scope of the present invention. The exemplary structures and processes disclosed herein are for purposes of illustration and are not to be construed as limiting.
Selbstverständlich können auch Veränderungen und Modifikationen an den vorstehend erwähnten Strukturen und Verfahren vorgenommen werden, ohne von den Konzepten der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und ferner sollen solche Konzepte selbstverständlich durch die folgenden Ansprüche abgedeckt sein, wenn diese Ansprüche nicht durch ihre Sprache ausdrücklich anderes angeben.Of course, changes and modifications may also be made to the structures and methods mentioned above without departing from the concepts of the present invention and, of course, such concepts are, of course, to be covered by the following claims, unless expressly stated otherwise by their language.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
-
WO 2010/144786 [0066] WO 2010/144786 [0066]