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DE19853576A1 - Verfahren zum Gießen von Strukturen mit stabförmigen Elementen und damit hergestelltes Gußteil - Google Patents

Verfahren zum Gießen von Strukturen mit stabförmigen Elementen und damit hergestelltes Gußteil

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Publication number
DE19853576A1
DE19853576A1 DE19853576A DE19853576A DE19853576A1 DE 19853576 A1 DE19853576 A1 DE 19853576A1 DE 19853576 A DE19853576 A DE 19853576A DE 19853576 A DE19853576 A DE 19853576A DE 19853576 A1 DE19853576 A1 DE 19853576A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
casting
rod
reinforcing elements
elements
cast
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19853576A
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English (en)
Inventor
Johannes Dyring
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JONATHAN AEROSPACE MATERIALS E
Original Assignee
JONATHAN AEROSPACE MATERIALS E
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Publication date
Application filed by JONATHAN AEROSPACE MATERIALS E filed Critical JONATHAN AEROSPACE MATERIALS E
Priority to DE19853576A priority Critical patent/DE19853576A1/de
Priority to PCT/EP1999/002712 priority patent/WO1999055476A1/de
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16SCONSTRUCTIONAL ELEMENTS IN GENERAL; STRUCTURES BUILT-UP FROM SUCH ELEMENTS, IN GENERAL
    • F16S3/00Elongated members, e.g. profiled members; Assemblies thereof; Gratings or grilles
    • F16S3/06Assemblies of elongated members
    • F16S3/08Assemblies of elongated members forming frameworks, e.g. gratings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B23/00Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B23/00Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects
    • B28B23/02Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects wherein the elements are reinforcing members
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04CSTRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/07Reinforcing elements of material other than metal, e.g. of glass, of plastics, or not exclusively made of metal

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen von Strukturen, die stabförmige Elemente aufweisen. Um ein Verfahren zur Herstellung entsprechender Gußteile und auch entsprechende Gußteile selbst zu schaffen, welche eine verbesserte Biege- und Zugfestigkeit und darüberhinaus auch eine verbesserte Scherfestigkeit aufweisen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß vor dem Gießen in die für das Gießen der stabförmigen Elemente vorgesehenen Gußkanäle mindestens teilweise Verstärkungselemente in Form von Fasern, Filamenten, Drähten, Stangen oder dergleichen eingebracht werden, wobei das Material der Verstärkungselemente einen Schmelzpunkt hat, der mindestens gleich dem des Gußmaterials oder höher als dieser ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen von Strukturen, die stabförmige Elemente aufweisen, und ebenso betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Gußteil, welches eine Struktur aufweist, die mindestens teilweise aus stabförmigen Elementen besteht.
Ein Typ derartiger Gußteile und auch entsprechende Verfahren zu deren Herstellung sind zum Beispiel aus den deutschen Patentanmeldungen 195 27 618 und 195 42 510 bekannt. Weitere Einzelheiten dieses sogenannten "Gitterblockmaterials" (auch mit dem englischen Begriff "Lattice Block Material" oder kurz mit "LBM" bezeichnetl, sind auch der deutschen Patentanmeldung 197 21 586 zu entnehmen.
Diese bekannten Gitterstrukturen bestehen aus einzelnen stabförmigen Elementen, deren Dicke zwischen Bruchteilen eines Millimeters und mehreren Zentimetern liegen kann und deren Länge dementsprechend im Bereich von 1 mm oder weniger bis zum Beispiel einige Metern betragen kann. Dabei wird als "Länge" der stabförmigen Elemente immer nur ihre Strecke von einem Knotenpunkt (gleich Verbindungsstelle mit einem oder mehreren anderen, stabförmigen Elementen) zum nächsten bezeichnet. Dabei können aber in entsprechenden Strukturen stabförmige Elemente alle hintereinander entlang ein und derselben Geraden ausgerichtet sein, so daß man diese stabförmigen Elemente, die ja Teil einer gegossenen Struktur sind, auch als einen einheitlichen, durchgehenden Stab betrachten kann, der eine Reihe von Abzweigungs­ punkten hat.
Diese Strukturen haben bei geschickter Anordnung der einzelnen stabförmigen Elemente und bei einer geschickten Verknüpfung, wie sie im Falle des Gitterblockmaterials vorliegt, bei einem gegebenen Gewicht eine sehr hohe Belastungsfähigkeit, vor allem bezüglich Druck, aber auch bezüglich Biegung und Zugbelastung. Eine besonders sinnvolle Verwendung für derartige Elemente ist zum Beispiel in der Luftfahrt gegeben, wenn es darauf ankommt, relativ hohe mechanische Belastungen mit einem Bauteil aufzunehmen, das relativ wenig Gewicht hat.
Selbstverständlich hängen die Werte der Belastungsfähigkeit gegenüber den verschiedensten mechanischen Beanspruchungen neben der strukturellen Ausbildung auch von dem Querschnitt der einzelnen stabförmigen Elemente und insbesondere auch von dem Material ab, aus welchem diese Elemente gebildet sind.
Aus diesem Grund werden für derartige Strukturteile oftmals Leichtmetalle, wie zum Beispiel Aluminium und Titan verwendet. Grundsätzlich können jedoch auch beliebige andere Materialien, konkret andere Metalle oder aber auch Kunststoffe für die Herstellung dieser Strukturen verwendet werden.
Für viele derartige Strukturelemente ist das Gießen die einzige wirtschaftlich sinnvolle Herstellungsweise entsprechender Strukturen, da es ansonsten viel zu aufwendig wäre, einzelne Filamente in komplizierten Vorrichtungen auszurichten und miteinander zu verbinden, insbesondere wenn es darum geht, sehr kleine und feine Strukturen herzustellen, die aus entsprechend kurzen und dünnen Filamenten bestehen.
Ein Nachteil von Gußmaterial besteht allerdings darin, daß es in der Regel wesentlich spröder ist als Materialien, die auf andere Weise hergestellt sind, zum Beispiel durch Extrudieren, Ziehen, Walzen oder Schmieden.
Während die Druckfestigkeit von Gußmaterial im allgemeinen recht zufriedenstellend ist, erreichen vor allem seine Zugfestigkeit und seine Biegefestigkeit keine vergleichbaren Werte.
Dies gilt auch bei der Herstellung entsprechender Gußteile, die ganz oder zumindest zu einem Teil aus stabförmigen Elementen bestehen. Die fertigen Produkte, die aus diesen Teilen bestehen, haben dann zwar oftmals eine hinreichende Druckfestigkeit, ihre Biegefestigkeit und Zugfestigkeit kann aber mit den günstigen Druckfestigkeitseigenschaften nicht Schritt halten.
Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung entsprechender Gußteile und auch entsprechende Gußteile selbst zu schaffen, welche eine verbesserte Biege- und Zugfestigkeit und darüberhinaus auch eine verbesserte Scherfestigkeit aufweisen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß vor dem Gießen der Struktur in die für das Gießen der stabförmigen Elemente vorgesehenen Gußkanäle Verstärkungselemente in Form von Fasern, Filamenten, Drähten, Stangen oder dergleichen eingebracht werden, wobei das Material der Verstärkungselemente einen Schmelzpunkt hat, der mindestens gleich dem des Gußmaterials ist oder höher liegt.
Diese Verstärkungselemente können aus einem anderen Material höherer Zugfestigkeit hergestellt sein oder sie können unter Umständen auch mit dem Gußmaterial identisch sein, jedoch sind sie dann nicht gegossene, sondern gezogene oder geschmiedete Elemente, die strukturell eine bessere Zugfestigkeit haben. Auf diese Weise wird vor allem die Zugfestigkeit und Biegefestigkeit der gesamten Struktur verbessert, während die Druckfestigkeit aufgrund der gegossenen Strukturelemente und aufgrund der gesamten Form der Struktur nach wie vor erhalten bleibt.
Bevorzugt ist dabei eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Gußkanäle, die für die Aufnahme von Verstärkungselementen vorgesehen sind, sich zwischen verschiedenen äußeren Oberflächen und im wesentlichen vollständig durch die gegossene Struktur hindurch erstrecken, d. h. daß mindestens die Gußkanäle, die für die Verstärkungselemente vorgesehen sind, hintereinander ausgerichtet sind und insgesamt gerade verlaufen oder eine nur geringe Krümmung aufweisen. In solche Gußkanäle lassen sich durchgehende Verstärkungselemente einbringen, die von einer äußeren Oberfläche der gegossenen Struktur zu einer anderen, z. B. gegenüberliegenden Oberfläche reichen.
Besonders bevorzugt ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die oben bereits erwähnten Gitterblockmaterial-Strukturen, die zumindest in den bevorzugten Varianten durchgehend die Eigenschaft haben, daß die stabförmigen Elemente nach mehreren im wesentlichen parallelen Gruppen zu unterscheiden sind, wobei die stabförmigen Elemente einer Gruppe zum Teil parallel verlaufen und im übrigen hintereinander ausgerichtet sind und sich damit durchgehend von einer Oberfläche der Struktur zu einer anderen Oberfläche der Struktur erstrecken. Teilweise kann bei sehr dünnem, zum Beispiel plattenförmigem Gitterblockmaterial die Dicke der Struktur auch nur in etwa einer Filamentlänge bzw. Länge eines stabförmigen Eletnentes entsprechen oder noch geringer sein, soweit diese stabförmige Elemente in Dickenrichtung des Materials geneigt angeordnet sind. In diesem Fall erstrecken sich viele parallele, stabförmige Elemente von der einen Oberfläche des Gitterblockmaterials zur anderen.
Bei solchen Ausgestaltungen ist das Einlegen bzw. Einbringen der Verstärkungselemente besonders einfach, weil dann die betreffenden Gußkanäle zu einer der Oberflächen hin offen sind, so daß von dort aus die Verstärkungselemente eingeschoben werden können, woraufhin dann eine äußere Form die betreffende Oberfläche für den eigentlichen Gießvorgang abdecken kann.
Außerdem kann bei einer solchen Ausgestaltung, bei welcher sich Verstärkungselemente von einer äußeren Oberfläche zur anderen äußeren Oberfläche des zu gießenden Gegenstandes erstrecken, ein solches Verstärkungselement eingespannt werden und somit unter Zugs­ pannung eingegossen werden. Man erhält dann ein Gitterblockmaterial mit vorgespannten Verstärkungselementen, was unter Umständen eine noch höhere Zugfestigkeit und Biegefestigkeit hat. Die Vorspannung kann man auch dadurch erzielen, daß man für die Verstärkungselemente ein Material mit einem größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten verwendet, als es das Gußmaterial hat. Man braucht dann lediglich dafür Sorge zu tragen, daß die Verstärkungselemente sich während des Gießens in den Gußkanälen frei bewegen und strecken können, so daß sie in dem heißen Zustand des Gusses eine entsprechend größere Länge annehmen und dann nach dem Festwerden des Gußmaterials die Tendenz haben, sich wieder zusammenzuziehen, was jedoch bei einer genügend festen Verbindung zwischen dem Gußmaterial und den Verstärkungselementen nicht möglich ist, so daß letztere dadurch unter Spannung geraten, ebenso wie auch das Gußmaterial eine gewisse Vorspannung erfährt.
Ansonsten ist es jedoch bevorzugt, für die Verstärkungselemente ein Material zu verwenden, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient in etwa mit dem thermischen Ausdehnungs­ koeffizienten des Gußmaterials übereinstimmt.
Die gute Anbindung des Gußmaterials an die Verstärkungselemente kann man unter anderem dadurch erreichen, daß an ihrer Oberfläche strukturierte Verstärkungselemente verwendet werden. Zum Beispiel könnte man Verstärkungsseile verwenden, die aus geflochtenen oder verdrehten Einzeldrähten bzw. -filamenten bestehen. Ähnliches gilt auch für Gitterblockmateri­ al. welches aus Kunststoff besteht, welches zum Beispiel mit geflochtenen oder verdrehten Nylon- oder Polyethylenbändern verstärkt werden könnte.
Besonders zweckmäßig ist es außerdem, wenn die Verstärkungselemente vor dem Gießen noch imprägniert und/oder beschichtet werden, und zwar mit einer Imprägnierung bzw. Beschichtung, die das Benetzen des Materials der Verstärkungselemente mit dem Gußmaterial erleichtert. Hierdurch soll sichergestellt werden, daß die Verstärkungselemente vollständig von dem Gußmaterial umhüllt werden, insbesondere, wenn die Verstärkungselemente lose in entsprechende Gußkanäle eingelegt werden. Dabei wäre es zum Beispiel auch möglich, etwas dickere Beschichtungen für die Verstärkungselemente vorzusehen, die sich beim Gießen mehr oder weniger auflösen und gegebenenfalls durch dafür vorgesehene Öffnungen entweichen können, wie zum Beispiel Wachsschichten.
Eine Alternative oder Ergänzung zu den vorstehenden Maßnahmen besteht zum Beispiel in einer Erwärmung der Verstärkungselemente unmittelbar vor dem Gießen. Durch die Erwärmung bzw. Erhitzung können oberflächliche Verunreinigungen abgedampft werden und generell kann man durch die Erwärmung auch die Benetzungsfähigkeit der Verstärkungselemente für das Gußmaterial erhöhen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:
Fig. 1 einen Gußblock mit mehreren Gußkanälen für eine Schicht aus einem Gitter­ blockmaterial,
Fig. 2 die Form nach Fig. 1 mit eingelegten Verstärkungselementen, in Form von gespannten Drähten,
Fig. 3 die daraus hergestellte Schicht eines Gitterblockmaterials mit den an den oberen und unteren Stirnseiten herausstehenden Verstärkungselementen, und
Fig. 4 eine andere Gußform für ein Gitterblockmaterial, in welcher mehrere Lagen bzw. Schichten von Gitterblockstrukturen gleichzeitig herstellbar sind.
Man erkennt in Fig. 1 einen Gußblock 1 mit einem Eingußkanal 2 und einer Reihe von Gußkanälen 3, 4, 5, die insgesamt eine ebene Gitterstruktur aus gleichschenkligen Dreiecken aufspannen, welche eine Rechteckfläche ausfüllen. Dabei gibt es insgesamt drei verschieden stabförmige Elemente, aus denen das gesamte Gitter aufgebaut ist, nämlich die mit 3 bezeichneten Hypothenusen der gleichschenkligen Dreiecke, sowie die beiden mit 4 und 5 bezeichneten Schenkel dieser gleichschenklig rechtwinkligen Dreiecke, die aufgrund der Tatsache, daß sie in unterschiedliche Richtungen geneigt verlaufen, hier unterschieden werden. Alle von rechts unten nach links oben verlaufenden Schenkel 4 verlaufen parallel zueinander und sind teilweise hintereinander in einer Linie ausgerichtet. Das Gleiche gilt auch für alle Schenkel 5 der Dreiecke und auch für die Hypothenusen 3, die bei der Gesamtheit der Dreiecke insgesamt parallel ausgerichtet sind und gruppenweise hintereinander entlang einer geraden Linie verlaufen.
Fig. 2 zeigt nun, wie zum Beispiel in die auf diese Weise gebildeten durchgehenden Gußkanäle entlang der Hypothenusen 3 Verstärkungselemente in Form von Drähten 6 eingelegt werden können, die in einer entsprechenden Halterung festgehalten werden können, so daß sie möglicherweise auch unter Zugspannung stehen. Die Drähte könnten auch an der Oberfläche des Gußblockes 1 festgehalten bzw. festgeklemmt oder festgeschweißt werden. Ein passendes Gegenstück zu der in Fig. 1 und 2 dargestellten Form wird dann auf die dargestellte Form aufgesetzt und das Gußmaterial wird durch den Eingußkanal 2 eingegeben. Das Gußmaterial strömt dabei in sämtliche Kanäle 3, 4 und 5 und umhüllt dabei die einzelnen Drähte 6. Dies kann man auch dadurch fördern, daß die beiden Formteile spiegelbildlich zueinander ausgebildet werden, also auf beiden Seiten jeweils gleich tiefe Gußkanäle vorgesehen sind und daß die Drähte 6 genau in der Mitte der Gußkanäle gespannt werden, so daß sie notwendigerweise auf allen Seiten von dem Gußmaterial umhüllt werden. Bei Bedarf kann man den Drähten 6 auch eine aufgerauhte Oberfläche verleihen oder kann sie mit einzelnen Kerben oder Dellen versehen, um eine bessere Haftung des Gußmaterials an den Drähten 6 zu erreichen. Allerdings sollten solche Strukturierungen der Drähte 6 deren Zugfestigkeit nach Möglichkeit nicht beeinträchtigen. Alternativ wäre es auch möglich, die einzelnen Drähte 6 mit einem Material zu beschichten, das beim Gießen die Benetzung der Drähte mit dem Gußmaterial erleichtert.
Das letztlich daraus entstehende (Zwischen-)Produkt ist in Fig. 3 dargestellt, die ein ebenes Schichtstück 7 eines Gitterblockmaterials zeigt, welches auch in den oben angegebenen Patentanmeldungen näher beschrieben ist. Zwei derartige Schichten schließen zwischen sich eine zum Beispiel aus einem gefalteten Gitter hergestellte Zwischenschicht ein, wobei durch das gefaltete Gitter Pyramiden gebildet werden, deren Spitzen jeweils rhit den Ecken der Dreiecke der in den Fig. 1 bis 3 erkennbaren Struktur zusammenfallen, so daß diese Pyramidenspitzen mit diesen Ecken verschweißt oder sonstwie verbunden werden können. Dies geschieht auch auf der gegenüberliegenden Seite, wo allerdings die Dreiecksstruktur geringfügig verschoben bzw. um eine zur Papierebene senkrechte Achse um 180° gedreht werden muß, damit auch die Pyramidenspitzen auf der Unterseite der mittleren Schicht, die aufgrund der wechselseitigen Faltung gegenüber den Spitzen auf der Oberseite versetzt sein müssen, mit den Ecken der Dreiecke zusammenfallen. Wenn alle drei Schichten miteinander verbunden sind, ist ein einfaches Gitterblockelement fertiggestellt.
Aufgrund der in den Kanälen 3 bzw. in den entsprechenden stabförmigen Gitterelementen verlaufenden Verstärkungsdrähte 6 hat die in Fig. 3 dargestellte Schicht 7 eine erheblich verbesserte Zugfestigkeit, jedenfalls in Richtung der stabförmigen Elemente bzw. Gußkanäle 3. Beide Seiten des vorstehend beschriebenen Gitterblockmaterials können mit entsprechenden Verstärkungselementen ausgestattet werden, so daß dadurch die Zugfestigkeit und auch die Biegefestigkeit des Gitterblockmaterials insgesamt deutlich verbessert werden kann. Es versteht sich, daß selbstverständlich auchdie den Kanälen 4 und 5 entsprechenden, stabförmigen Elemente der Gitterstruktur mit den gleichen oder ähnlichen Verstärkungs­ elementen ausgestattet werden können.
Fig. 4 zeigt eine andere Variante in der Herstellung von Gitterblockmaterial, das im Ergebnis eine dem vorstehend beschriebenen Beispiel sehr ähnliche Struktur haben kann. Die in Fig. 4 dargestellte Form besteht aus einer großen Anzahl stabförmiger und im Querschnitt im wesentlichen mit der Form eine gleichseitigen Dreiecks ausgebildeter Gußkerne 10, sowie Gußkerne 11, die, bezogen auf das Querschnittsprofil, in umgekehrter Orientierung angeordnet sind. Dargestellt ist hier nur die unterste Lage der dreieckigen Stäbe 10, die man aufgrund ihrer wahlweisen Einschubbarkeit auch als Gußkerne bezeichnet, sowie einer der Gußkerne 11 aus der obersten Lage. In der dargestellten Orientierung liegt aber auch zwischen je zwei der unteren Gußkerne 10 je einer der Gußkerne 11 in der dargestellten Orientierung und es können dann weitere Lagen dieser Gußkerne darauf angeordnet werden. Dabei sind in den Wänden und Grundflächen dieser dreieckigen Gußkerne jeweils Gußkanäle vorgesehen, die im zusammengesetzten Zustand eines Blockes aus sehr vielen derartiger Gußkerne 10, 11, miteinander ausgerichtet sind. Konkret verlaufen also in Richtung derjenigen Gußkanäle, die an dem oberen Gußkern 11 mit Verstärkungselementen 6 dargestellt sind, weitere Gußkanäle der Gußkerne in den darunter liegenden Lagen, so daß sich praktisch alle Gußkanäle der zusammengesetzten Gußkerne immer von einer Außenfläche des gesamten Gußblockes zu einer anderen Außenfläche erstrecken. Das Gleiche gilt auch für die Gußkanäle, welche die Verstärkungselemente 6' aufnehmen und auch für die Verstärkungselemente 6", die horizontal entlang der Dreiecksspitzen verlaufen, wobei allerdings, wie man an dem oberen Gußkern 11 erkennt, in diesem Bereich an der Grundfläche eines dazwischen liegenden Gußkernes entsprechende Kanäle zusätzlich angeordnet sind, in welchen die Verstärkungselemente 6" verlaufen. Diese Gußkanäle können jedoch auch so verlaufen, daß. die Verstärkungselemente diagonal zu der Grundfläche der gesamten Gußform angeordnet werden müssen. Selbstver­ stähdliche können die Gußkanäle in den Seitenwänden der Gußkerne auch einen anderen Verlauf haben als in Fig. 4 dargestellt, wobei nach Möglichkeit jeder Gußkanal immer an den Kanten der dreieckigen Gußkerne mit mindestens einem anderen Gußkanal zusammentreffen sollten.
Konkret kann bei dieser Ausführungsform der gesamte Block aus einzelnen Gußkernen 10, 11 zunächst zusammengesetzt werden und anschließen können von den freiliegenden Außenflächen dieses Blockes her die Verstärkungselemente 6, 6' und 6" in ihre jeweiligen Kanäle eingeschoben werden. Danach kann zum Beispiel noch ein äußeres Gehäuse um die Gesamtheit der Blöcke 10, 11 herum angeordnet werden, bevor die einzelnen Kanäle dieser Struktur ausgegossen werden.
Man erhält damit ein Gitterblockmaterial, welches sowohl hinsichtlich Druckfestigkeit als auch hinsichtlich Zug-und Biegefestigkeit höchste Anforderungen erfüllt und dabei außergewöhnlich leicht ist.
Es versteht sich, daß diese Art des Einlegens von Verstärkungselementen aber auch auf andere Gußteile angewendet werden kann, die mindestens teilweise stabförmige Strukturelemente aufweisen.

Claims (14)

1. Verfahren zum Gießen von Strukturen, die stabförmige Elemente aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Gießen in die für das Gießen der stabförmigen Elemente vorgesehenen Gußkanäle mindestens teilweise Verstärkungselemente in Form von Fasern, Filamenten, Drähten, Stangen oder dergleichen eingebracht werden, wobei das Material der Verstärkungselemente einen Schmelzpunkt hat, der mindestens gleich dem des Gußmaterial oder höher als dieser ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich mindestens ein Teil der Gußkanäle für stabförmige Elemente zwischen gegenüberliegenden Oberflächen im wesentlichen vollständig durch die gegossene Struktur hindurch erstreckt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußkanäle eine Gitterblockmaterial-Struktur bilden (LBM-Struktur), die im wesentlichen durch regelmäßige, zu Pyramiden ergänzte Dreiecke gebildet wird, deren Seiten den Gußkanälen entsprechen und die zu einer raumfüllenden Struktur zusammengesetzt sind.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungselemente sich durchgehend entlang miteinander im wesentlichen auf einer Geraden ausgerichteter, stabförmiger Elemente der Struktur angeordnet sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungselemente vor dem Gießen imprägniert oder beschichtet werden, und zwar vorzugsweise mit einem Material, welches die Benetzung der Verstärkungs­ elemente mit dem Gußmaterial erleichtert.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungselemente eine strukturierte Oberfläche aufweisen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungselemente beim Gießen unter Zugspannung in den Kanälen gehalten werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungselemente aus einem Material ähnlicher thermischer Ausdehnung bestehen wie sie das Gußmaterial aufweist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungselemente eine höhere, spezifische Zugfestigkeit haben als das Gußmaterial.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungselemente unmittelbar vor dem Gießen erwärmt werden.
11. Gußteil, welches mindestens teilweise eine Struktur aufweist, die aus im wesentli­ chen stabförmigen Elementen gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens mit einem Teil der stabförmigen Elemente Verstärkungselemente in Form von Fasern, Filamenten, Drähten, Stangen oder dergleichen vergossen sind.
12. Gußteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungselemente mindestens in einer Gruppe von stabförmigen Elementen vorgesehen sind, die zueinander parallel und in der Nähe einer äußeren Oberfläche der Struktur verlaufen.
13. Gußteil nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gußteil die Struktur von Gitterblockmaterial hat, welches aus regelmäßigen Dreiecken besteht, die raumfüllend zu einer räumlichen Struktur zusammengesetzt sind.
14. Gußteil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Filamenten bzw. stabförmigen Elementen zusammengesetzt ist, die aus mindestens sieben und höchstens acht verschiedenen Gruppen jeweils paralleler, stabförmiger Elemente gebildet sind.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115945700A (zh) * 2023-03-08 2023-04-11 北京航星机器制造有限公司 一种利用各向异性成形复杂构件的复合增材制造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2843316A1 (de) * 1977-12-16 1979-06-28 Hitachi Ltd Verfahren zum erzeugen eines dreidimensional-netzwerkartigen, poroesen, metallischen gefueges mit zusammenhaengendem innenhohlraum
DE4134066A1 (de) * 1991-10-15 1993-04-22 Thyssen Guss Ag Verfahren zur herstellung von kleinen und kleinsten kanaelen in formgussteilen
DE19527618A1 (de) * 1995-07-30 1997-02-06 Jonathan Priluck Gitterblockmaterial
DE19721586A1 (de) * 1997-05-23 1998-11-26 Jonathan Aerospace Materials E Dreidimensionale Gitterstruktur sowie Verfahren und Vorrichtung zu ihrer Herstellung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2843316A1 (de) * 1977-12-16 1979-06-28 Hitachi Ltd Verfahren zum erzeugen eines dreidimensional-netzwerkartigen, poroesen, metallischen gefueges mit zusammenhaengendem innenhohlraum
DE4134066A1 (de) * 1991-10-15 1993-04-22 Thyssen Guss Ag Verfahren zur herstellung von kleinen und kleinsten kanaelen in formgussteilen
DE19527618A1 (de) * 1995-07-30 1997-02-06 Jonathan Priluck Gitterblockmaterial
DE19542510A1 (de) * 1995-07-30 1997-05-22 Jonathan Priluck Gitterblockmaterial
DE19721586A1 (de) * 1997-05-23 1998-11-26 Jonathan Aerospace Materials E Dreidimensionale Gitterstruktur sowie Verfahren und Vorrichtung zu ihrer Herstellung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115945700A (zh) * 2023-03-08 2023-04-11 北京航星机器制造有限公司 一种利用各向异性成形复杂构件的复合增材制造方法
CN115945700B (zh) * 2023-03-08 2023-06-16 北京航星机器制造有限公司 一种利用各向异性成形复杂构件的复合增材制造方法

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