DE3616049C2 - Feingußverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Feingußverfahren unter Ver­ wendung von geteilten Gießwerkzeugen, die wie folgt her­ gestellt werden:
Zunächst wird ein Muttermodell aus leicht bearbeitbarem Material wie Gips, Holz oder Kunststoff hergestellt, dann wird das Muttermodell mit einer gleichmäßig dünnen und homogen ausgegossenen Schicht einer kaltbindenden, feuer­ festen, keramischen Masse beschichtet, wobei diese Schicht von einer Stützform, gebildet durch eine Mischung aus Quarzsand, organischen und nichtorganischen Zusatzstoffen sowie einem Bindemittel, wie Wasserglas, hinterfüttert wird, schließlich wird das Muttermodell abgezogen.

Bei der Herstellung von Erzeugnissen mittels Gießtechnik ist es von Bedeutung, daß sie mit möglichst wenigen zusätz­ lichen Arbeitsgängen, z. B. durch Feinpolieren, fertig­ gestellt werden können, was durch Präzisionsguß erreichbar ist, bei dem es wiederum auf eine sehr genaue Dimen­ sionierung der Gußform ankommt, wobei die Ausgangsmaß­ genauigkeiten beispielsweise 0,1 mm oder noch kleiner betragen.

Von Interesse für die hier angesprochene Technik ist die Druckschrift "GIESSEREI LEXIKON", Ausgabe 1986, 13. Auf­ lage, Fachverlag Schiele & Schön GmbH, Berlin, S. 532, 660-667, 843-844, 1949; sowie die weitere Druckschrift: H. Allendorf, "Präzisionsgießverfahren mit Ausschmelz­ modellen", 2. Aufl., Fachbuchverlag Leipzig 1958, S. 2-6.

Aus der Druckschrift "H. Allendorf" ist bekannt, bei der Herstellung von Gießformen für Präzisionsguß zunächst ein Muttermodell aus leicht zu bearbeitendem Werkstoff her­ zustellen. Gemäß der Druckschrift "GIESSEREI LEXIKON", S. 677, Stichwort "Muttermodell", werden "Muttermodelle" in der Regel nicht selbst geformt, sondern zur Herstellung der eigentlichen Gebrauchsmodelle verwendet. Diese werden dann zunächst dünn mit z. B. einer keramischen Masse beschichtet und mit einer Stützschicht aus Formsand hinterfüttert. Je nachdem, ob die Form als Hohl- oder Vollform abgegossen werden soll, wird dann das Arbeitsmodell aus der Form abge­ zogen, daraus ausgeschmolzen oder verbrannt, siehe Druck­ schrift "GIESSEREI LEXIKON", S. 1049, Stichwort "Vollform­ gießverfahren".

Auf den Seiten 660-667 der Druckschrift "GIESSEREI LEXIKON" sind verschiedene Möglichkeiten der Modell- und Modell­ plattenherstellung aus verschiedenen Werkstoffen darge­ stellt. Nach Bild 3 auf S. 665 gehört dazu auch die Her­ stellung von Modellplatten mit gespritzter metallischer Oberfläche. Auf S. 843-844, letzter Absatz zum Stichwort "Schlichten" wird auf Brennschlichtverfahren hingewiesen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das o.g. Ver­ fahren so weiterzubilden, daß es einfacher und kosten­ sparender wird, gleichwohl aber eine hohe Präzision er­ möglicht.

Der Ausgangspunkt ist dabei die Möglichkeit, Präzisions­ gußteile auf einfache Weise herzustellen, insbesondere solche mit "weicher Oberfläche". Eine derartige Oberfläche ist leicht zu bearbeiten, sei es nun manuell oder auch maschinell. Die leichte Bearbeitbarkeit hat den Vorteil des geringen Werkzeugverbrauchs beim Fräsen und Bohren, andererseits lassen sich diese Oberflächen aushärten und anlassen und damit die Lebensdauer der Oberfläche dieser Erzeugnisse wesentlich vergrößern.

Gelöst wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs, also dadurch, daß

• I. das Muttermodell mit einer Trennmittelschicht bedeckt wird,
• II. mehrere Glasfasermatten auf dem Muttermodell auf­ gebracht werden, die mit Polyester oder Epoxyharz gebunden sind, um ein Übergangsmodell zu erhalten,
• III. auf die Glasfasermattenschichten eine Trennschicht aufgebracht wird;
• IV. das so mit dem Muttermodell gewonnene Übergangsmodell in einen mehrteiligen Formkasten eingebracht und mit feuer­ fester Masse für die zu bildende Stützform bedeckt und die Masse, bestehend aus Quarzsand, Wasserglas und organischen und nichtorganischen Stoffen unter Belassung oder nach­ träglicher Einbringung von Entlüftungskanälen verfestigt wird,
• V. das Teil des Formkastens mit der Stützform von dem Muttermodell mit den Glasfasermattenschichten abgehoben wird;
• VI. auf die frei werdende Oberfläche der Stützform eine Mittelschicht aus feuerfestem Bindemittel, gelöst in einem Lösungsmittel, gemischt mit flüssigem organischem und mineralogischen Zugaben, aufgespritzt wird,
• VII. die Glasfasermattenschichten vom Modell abgezogen und die frei werdenden Oberflächen mit einem Trennmittel ver­ sehen wird,
• VIII. die Formteile wieder aufeinandergelegt werden,
• IX. die kaltbindende keramische Masse in dem von den Glas­ fasermattenschichten freigemachten Raum eingegossen wird,
• X. der Masse die Kaltbindung ermöglicht wird.

Die Möglichkeit der Herstellung eines "Urmodells" oder "Muttermodells" aus Gips, Holz oder Kunststoff hat den grundsätzlichen Vorteil, daß eine leicht manuell oder maschinelle Bearbeitung ermöglicht wird.

Durch die anschließende Beschichtung des Muttermodells mit einer gleichmäßig dünnen und homogen ausgegossenen Schicht einer kaltbindenden, feuerfesten, keramischen Masse lassen sich dann industrielle Modelle, Formen, Matrizen, Kokillen, Vorrichtungsausrüstungen und Spezialwerkzeuge herstellen, ggf. mit metallisierter Schicht aus Metall oder Metalle­ gierung, sei es nun niedrigschmelzend oder hochschmelzend, wobei diese Schicht von einer Stützform hinterfüttert wird, die vorzugsweise durch eine Mischung aus Quarzsand, orga­ nischen und nichtorganischen Zusatzstoffen sowie einem Bindemittel, wie Wasserglas, gebildet wird. Damit läßt sich eine haftbare Arbeitsoberfläche erhalten. Die Zusammen­ mischung der keramischen Masse ist technisch von der ver­ langten Maßgenauigkeit des hergestellten Erzeugnisses abhängig.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die feuerfeste keramische Masse und die feuerfeste Mischung der Stützform nur kalt luftgetrocknet und/oder abgeflämmt, um Wasser und/oder Lösungsmittel, wie Alkohol, zu entfernen. Besonders günstig ist das Abflämmen der Arbeitsoberfläche.

Die Mittelschicht kann nach Aufspritzen mit einer Spritz­ pistole und kurzer Einwirkzeit (einige Minuten) abgeflämmt werden.

Bei einigen bisher benutzten Verfahren war es meist so, daß die benutzten feuerfesten Materialien in erhöhten Tempe­ raturbereichen von 800 bis 1000°C ausgebrannt werden mußten. Nach dem Abformen und Abflämmen der abgegossenen keramischen Masse in einer Gießform entstanden dabei auf der Oberfläche der Form eine Vielzahl von feinen Rissen und Mikrorissen, was manchmal sogar speziell gefordert wurde. Damit wird eine verbesserte Gasdurchlässigkeit der Form erreicht. Fehlt es dagegen an der sofortigen Abflämmung der Oberfläche der ausgegossenen keramischen Feinschicht der Form, führt dies zu Trockenschwindung und zu größeren Rissen und damit zu unbrauchbaren Formen. Diese Gefahr verstärkt sich wesentlich bei bekannten Verfahren, wo mit erhöhter Temperatur von 650 bis 1000°C sämtliche zusammengestellte feuerfeste Schichten ausgebrannt werden. Z. B. gilt dies bei der sogenannten Composite-Shaw-Verfahrensweise, bei der die Stützform durch ein notwendiges zusätzlich gefertigtes Vormodell abgeformt wird, das oft sehr kostspielig ist. Dies gilt insbesondere bei großen und komplizierten Modellen. Dieses Vormodell wird in seinen Abmessungen etwa 1 bis 2 cm größer hergestellt, gegenüber dem schon vorher gefertigten Ausgangsmodell, das sich als "Urmodell" oder "Muttermodell" bezeichnen läßt, wie in der Fig. A.1 unter Bezugszahl 3 angemerkt ist. Dieses Urmodell oder Muttermodell wird mit einer feuerfesten Masse belegt und im Formkasten gestampft. Diese feuerfeste Masse wird aus einer Mischung aus nicht billigem Schamotten­ granulat, gebunden mit Wasserglas und ausgehärtet mit CO₂ hergestellt, und dann noch bei ca. 650°C gebrannt. Durch eine vor dem Aushärten abgeformte Öffnung in dieser Stütz­ form gießt man dann die dünnflüssige keramische Feinmasse über das Urmodell und füllt so den Zwischenraum zwischen diesem "Urmodell" und der Stützform.

Die Feinmasse erstarrt, das "Urmodell" wird abgezogen und die Form angezündet bzw. abgeflämmt. Nach dem Ausbrennen des Alkohols wird die Form bei 800°C gebrannt und ist dann für den Abguß fertig. Dieses notwendige Ausbrennen ist eine sehr kostenträchtige Angelegenheit aller bisher bekannter Ver­ fahren. Zur Kostenbildung trägt der ergebliche Energie­ verbrauch bei, außerdem sind die notwendigen und hohen Kosten der zugehörigen Investitionsmittel zu berücksichti­ gen, außerdem ist das Ausbrennen sehr sorgfältig durchzu­ führen und erhöht dadurch die Arbeitszeitkosten. Kleine dabei verursachte Fehler, z. B. durch schnelles Anwärmen der keramischen Feinmasse, oder durch zu rasches Abkühlen, können die sofort nach dem Abflämmen erreichten kleinen Ausgangsrisse oder Mikrorisse so stark vergrößern, daß am Ende eine unbrauchbare Form vorliegt. Damit werden Ausschuß und auch wiederum die Kosten erhöht.

Verursacht werden diese nachteiligen Effekte vor allem deshalb, weil bei allen bisher angewendeten feuerfesten Schichten eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit vorliegt. Dadurch werden auch metallisierte Verfahren unmöglich gemacht. Insbesondere bei gespritzten Schichten aus Metall oder Metallegierung, die erst bei höheren Temperaturen schmelzen, läßt sich die oben geschilderte bekannte Ver­ fahrensweise nicht anwenden.

Die neuartige Verfahrensweise vermeidet demgegenüber die oben geschilderten Nachteile. Dies liegt daran, weil die in jedem Fall angewendete gleichmäßige dünne und homogen ausgegossene Schicht aus keramischer Masse, die kalt bindet, nur abgeflämmt oder luftgetrocknet - also nicht bei erhöhter Temperatur von 800 bis 1000°C im Glühofen ausgebrannt - werden muß. Ermöglicht wird diese Verfahrensweise insbe­ sondere durch die erfindungsgemäß verwendete Stützform, bei der ebenfalls auf ein Ausbrennen bei z. B. 650°C verzichtet werden kann, wie es noch bei der vorerwähnten bekannten "Composite-Shaw-Verfahrensweise" der Fall ist.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Stützform besteht zudem aus sehr billiger Zusammensetzung, nämlich aus reinem Quarzsand (SiO₂) mit jeweils sehr preiswerten organischen und nicht­ organischen Zusatzstoffen. Dies alles wird gut gemischt und mit Wasserglas gebunden, woraufhin die neue Stützform abgeformt werden kann, ohne daß ein Holz-Vormodell ange­ fertigt werden müßte. Erreicht werden diese Vorteile er­ findungsgemäß inpräziser, wirtschaftlicher und einfacher Weise dadurch, daß die Arbeitsoberfläche des vorher vorbe­ reiteten Urmodells z. B. 5 bis 6 Schichten aus Glasfaser­ matten mit einer Stärke von 1 mm, jeweils mit Polyester oder Epoxiharz gebunden, aufgebracht wird (siehe Fig. A1, Be­ zugszahl 3 und Bezugszahl 5). Auf der so erhaltenen lami­ nierten Schicht, die einen Querschnitt mit einer gleich­ förmigen Dicke von etwa 6 mm aufweisen mag, wird dann die neue Stützform abgeformt, d. h., es wird die oben angegebene Schicht aus feuerfester Masse belegt und dann manuell oder maschinell gestampft, unter Anwendung von Entlüftungs­ kanälen, wie aus Fig. A2, Bezugszahl 9 und 10, hervorgeht. Die vielen angebrachten Entlüftungskanäle, die im Durch­ schnitt 5 mm breit sind, dienen zunächst einer schnellen Aushärtung bei so abgeformter Stützform, zusätzlich aber auch einem verringerten Verbrauch an CO₂. Später sorgen diese Kanäle für eine gute Gasdurchlässigkeit der neuen Stützform, besonders dann, wenn Sonderpräzisionsguß durch­ geführt werden soll.

Gemäß einer noch anderen Weiterbildung der Erfindung wird die Mischung im Verfahrensschritt b) durch die nichtorga­ nischen Stoffe mit einer besonders hohen Wärmeleitfähigkeit ausgestattet. Durch diese Verfahrensweise wird weiterhin ermöglicht, Metallisierungen vorzunehmen, beispielsweise gemäß einer Weiterbildung der Erfindung in der Form, daß auf einer aufgebrachten Metallisierung Glasfasermatten aufge­ bracht werden, um dann die Form mit einer Trägerplatte beispielsweise aus Plexiglas zu bedecken, woraufhin Poly­ ester oder Epoxiharz in die Glasfasermatten und die umge­ benden Hohlräume eingegossen werden, die Mischungshinter­ fütterung und die Plattenhinterfütterungen entfernt und Gußkanalvorsprünge der keramischen Masse und das Harz entfernt werden, und schließlich die verbleibende Form auf einer Stahlplattenhinterfütterung befestigt wird. Damit lassen sich Schichten aus Metall oder Metallegierung spritzen, welche Metalle und Metallegierungen erst bei hohen Temperaturen schmelzen. Dadurch ergeben sich besonders günstige Eigenschaften, wie sie unter A, B und C eingangs genannt worden sind.

Zu den günstigen Ergebnissen des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens trägt insbesondere die Anwendung der Mittelschicht bei, die in Fig. A.3.1 unter der Bezugszahl 12 zu erkennen ist. Diese Mittelschicht soll bei den äußerst liegenden neu gefertigten feuerfesten Schichten (siehe Fig. A.2, A.3.1 oder A.6, Bezugszahlen 9, 12 und 17) eine optimale Zusammen­ bindung ergeben. Diese Mittelschicht liegt in Form einer Flüssigkeit vor, bestehend aus einer Mischung aus feuer­ festem Bindemittel, gelöst in Äthylalkohol, mit flüssigen organischen und mineralischen Zugaben. Diese besonderen flüssigen Zugaben garantieren dieser Mittelschicht eine starke Bindungskraft gegenüber den beiden äußerst liegenden Schichten, wie bereits angedeutet. Dadurch wild die Mittel­ schicht auch für Gase sehr durchlässig und erhält eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit. Durch diese gute Wärmeleitfähigkeit wird auch die verlangte glatte Arbeitsoberfläche erreicht, wie weiter oben angegeben. Dies gilt insbesondere für gleichmäßig dünne und homogen ausgegossene Schichten aus keramischer Masse, die kalt bindet und lediglich abgeflammt und nicht in hohe Temperaturbereiche von 800 bis 1000°C abgebrannt werden muß. Erreicht wird dies durch Aufspritzen dieser Flüssigkeit, so wie oben vorbereitet, auf die innen­ liegende Arbeitsoberfläche der neu abgeformten Stützform, siehe Fig. A.3.1, Bezugszahl 12, mit Abflammen dieser so aufgetragenen Mittelschicht, ohne sie zu brennen.

Ergänzend sei noch auf eine Weiterbildung hingewiesen, bei der nach Aufbringung der Metallisierung auf die Arbeitsober­ fläche des Formkastens eine Modellplatte aufgebracht wird - ggf. unter Zwischenlage einer Wachsschnur als Dichtung zwischen der Arbeitsoberfläche des Formkastens und der Modellplatte - woraufhin dann temperaturbeständiges Gießharz mit metallischen Zugaben oder Polyurethanelastomer einge­ gossen wird, woraufhin dann die Mischungshinterfüllung und die keramische Schicht entfernt werden.

Auf die Arbeitsoberfläche des Formkastens kann eine weitere Form mit Eingußkanälen und Lüftungskanälen aufgesetzt und befestigt werden, woraufhin dann ein Metallgußkörper her­ gestellt wird, anschließend die Formkästen abgezogen und der Metallkörper auf eine Grundplatte montiert wird.

Die Erfindung gemäß des Verfahrens hat folgende Besonder­ heiten:

• 1. Sämtliche vorbereitenden Ausgangsmodelle, in der in­ dustriellen Praxis oft als "Urmodelle" oder als "Mutter­ modellen" bezeichnet, werden erfindungsgemäß grundsätzlich nur aus Gips, Holz und Kunststoff hergestellt, wodurch sich eine vereinfachte manuelle oder maschinelle Verarbeitungs­ weise ergibt.
• 2. Hergestellt werden sollen industrielle Modelle, Formen, Matrizen, Kokillen, Vorrichtungsausrüstungen und Spezial­ werkzeuge mit erforderter metallisierter Schicht aus niedrig- bis hochschmelzenden Metallen oder Metallegie­ rungen. Anschließend erfolgt eine Ausfüllung mit spezieller Hinterfütterung. Dieses gilt auch für "Sonderpräzisionsguß" aus Metallen oder Metallegierungen mit bestimmten Eigen­ schaften, siehe die eingangs genannten Punkte A, B und C sowie die Fig. B.1 bis B.1.3, B.2 bis B.2.2 sowie B.3 bis B.3.3.
• 3. Erreicht wird dieses Hauptziel durch eine gleichmäßig dünne und homogene ausgegossene Schicht aus keramischer Masse. Sie wird aus optimaler Zusammenmischung von feuer­ festen Materialien hergestellt und liefert dadurch eine brauchbare, glatte Arbeitsoberfläche. Diese Zusammenmischung der keramischen Masse ist von der verlangten Maßgenauigkeit der herzustellenden Erzeugnisse abhangig. Die Masse bindet nur kalt und wird durch eine neuentwickelte Stützform abgeformt und durch eine besondere Mittelschicht zusammen­ gebundene, siehe Fig. A.6, Bezugszahl 17, Fig. A.2, Bezugs­ zahlen 3 und 10 und Fig. A.3.1, Bezugszahl 12.
• 4. Die erfindungsgemäß angewendeten keramischen feuerfesten Schichten binden immer nur kalt, werden meist nur abgeflammt und manchmal von außen nachgetrocknet, ohne aber bei er­ höhter Temperatur von 800 bis 1000°C gebrannt zu werden. Das bedeutet, daß die neuentwickelte und angewendete Stützform aus einer sehr billigen Zusammensetzung besteht, d. h., aus reinem Quarzsand (SiO₂) mit zugegebenen billigen organischen und nichtorganischen Stoffen. Alles wird gut zusammen­ gemischt und mit Wasserglas gebunden. Die neue Stützform wird abgeformt, ohne das nötige Vormodell zu fertigen. Statt dessen wird hier in einfacher, präziser und wirtschaftlicher Weise ein Modell dadurch erreicht, daß auf ein vorbereitetes Urmodell 5 bis 6 Schichten aus 1 mm dicken Glasfasermatten auflaminiert werden, die mit Polyester oder Epoxiharz gebunden sind, siehe Fig. A.1, Bezugszahl 3 und Bezugszahl 5. Diese laminierte Schicht wird dann mit einer feuerfesten Masse überlegt, wie weiter oben angegeben, und dann manuell oder maschinell gestampft, unter Anordnung von Lüftungs­ kanälen, wie in Fig. A.2 unter den Bezugszeichen 9 und 10 zu erkennen ist.
• 5. Die neu entwickelte und verwendete Mittelschicht entsteht durch eine Flüssigkeit, die als Mischung aus feuerfestem Bindemittel, gelöst in Äthylalkohol mit flüssigen orga­ nischen und mineralischen Zugaben hergestellt wird, siehe Fig. A.3.1, Bezugszahl 12. Diese Flüssigkeit wird mit einer normalen Spritzpistole auf die Arbeitsoberfläche der neu gefertigten. Stützform aufgetragen und nach ein paar Minuten abgeflammt. Damit ergibt sich eine optimale Zusammenbindung für die beiden äußerst liegenden feuerfesten Schichten, siehe Fig. A.6, Bezugszahlen 9, 12 und 17.
• 6. Durch diese neu entwickelte und angewendete Stützform und durch die neuartige Mittelschicht ergibt sich eine gleich­ mäßig dünne und homogen ausgegossene Schicht aus keramischer Masse. Diese läßt sich zusammenstellen aus einer Zusammen­ stellung von feuerfesten Stoffen, gelöst in Äthylalkohol, Wasser und Zugaben aus speziellen flüssigen organischen und nichtorganischen Stoffen. Das erfindungsgemäße Verfahren ergibt eine brauchbare glatte Arbeitsoberfläche direkt nach dem Abflammen, ohne daß ein Ausbrennen mit erhöhten Tempe­ raturen von 800 bis 1000°C erforderlich wäre. Die erfin­ dungsgemäße Stützform und die Mittelschicht sind besonders gut gasdurchlässig und auch wärmeleitfähig. Dadurch wird es bei diesem Verfahren möglich, das Hauptziel zu erreichen, nämlich die Herstellung der eingangs genannten Erzeugnisse, ggf. auch mit metallisierter Schicht, und zwar ohne die Nachteile der bisher bekannten Verfahren. Es wird auch ein Sonderpräzisionsguß aus Metallen und Metallegierungen mit bestimmten Eigenschaften möglich, siehe dazu die Fig. B.1 bis B.1.3, B.2 bis B.2.2 und B.3 bis B.3.3.

Die folgenden Erläuterungen zu den Fig. A.1 bis A.8 (erste Phase des erfindungsgemäßen Verfahrens, namlich Erreichung einer gleichmäßig dünnen, homogen ausgegossenen Schicht aus keramischer Masse in neu entwickelten Stützformen, gebunden mit besonderer Mittelschicht)sowie in den Fig. B.1 bis B.3.3 (Anwendungsbeispiele der hergestellten Erzeugnisse) geben eine beschreibende Übersicht über die möglichen Arbeits­ weisen.

Fig. A1:
1 unteres "Modellblatt"
2 Bolzen für "Formkasten"-Zentrierung
3 "Muttermodell" oder "Urmodell"
4 Wachstrennmittel
5 5 bis 6 auflaminierte Schichten aus Glasfasermatten mit einer Dicke von 1 mm, gebunden mit Polyester oder Epoxiharz

Fig. A.2:
6 Pulvertrennmittel
7 Formkasten
8 Haupteinguß für keramische Masse
9 feuerfeste Masse für neue Stützform aus reinem Quarzsand (SiO₂), mit zugegebenem billigen organischen und nichtorga­ nischen Stoffen
10 gefertigte Entlüftungskanäle

Fig. A.3.1:
11 an drei Punkten unterstützter Formkasten, vor dem Abformen der neuen Stützform
12 aufgespritzte besondere Mittelschicht aus feuerfestem Bindemittel, gelöst in Äthylalkohol mit organischen und minera­ lischen Zugaben

Fig. A.3.2: unteres "Modellblatt" mit "Muttermodell" und laminierter Distanzschicht, nach dem Abformen der neuen Stützform

Fig. A.4.1: abgenommene laminierte "Distanzschicht" vom "Urmodell" oder "Mutter­ modell"

Fig. A.4.2:
14 Wachstrennmittel

Fig. A.5:
15 Wachsschnur als Dichtung zwischen dem Formkasten und dem "Unter-Modell­ blatt"

Fig. A.5:
16 der Formkasten mit neuer Stützform, aufgelegt auf das "Unter-Modellblatt"

Fig. A.6:
17 gleichmäßig dünne und homogen ausgegossene Schicht aus keramischer Masse

Fig. A.7.1:
18 in drei Punkten unter­ stützter Formkasten, nach oben gebracht nach dem Abgießen keramischer Masse, siehe auch Fig. A.6, Bezugszahl 17

Fig. A.7.2: "Unter-Modellblatt" mit dem "Urmodell" nach dem Abformen, siehe auch Fig. A.6, 17 und Fig. A.7.1, 18

Fig. A.8:
19 Trennmittel auf der Arbeitsoberfläche der keramischen Masse, vor dem Aufbringen der metalli­ sierten Schichten

Fig. B.1:
20 aufgespritzte Schicht im Metallisierungsverfahren aus Metall oder Metal­ legierung mit speziellen Eigenschaften, siehe Punkt A, B, C in der Beschrei­ bungseinleitung

Fig. B.1:
21 einlaminierte Schichten aus Glasfaser-Matte, gebunden mit Polyester oder Epoxidharz
22 Plexiglasplatte, ge­ festigt, vor dem Abgießen von Gießharzen als Hinter­ fütterung, 25
23 Holzstück aus Ausfüllung, um Gießharz zu sparen
24 zusammengeklammerte Plexiglas-Platte mit Formenkasten, bevor die Gießharze ausgegossen werden, als Hinterfütte­ rung, auf einlaminierte erste Schichten

Fig. B.1.2:
5 laminierte Distanzschicht aus 5 bis 6 Schichten Glasfaser-Matte von 1 mm Stärke, gefertigt gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Fig. A.1, 5, hier benutzt bei Verfertigung des metallisierten Erzeug­ nisses, siehe Fig. B.1, 20, Fig. B.1.1, 21 bis 25

Fig. B.1.3:
1.2 gefertigtes Erzeugnis mit metallisierter Schicht, danach in herkömmlicher Weise hinterfüttert, so wie oben angegeben, ange­ schraubt, 27, mit Holzschrauben auf der "Untermodellplatte"

Die Fig. B.1 und B.1.3 stellen ein erstes Beispiel dar. Zwei weitere Beispiele zeigen Fig. B.2, B.2.1 und B.2.2:

Fig. B.2:
20 aufgespritzte Schicht im Metallisierungsverfahren aus Metallen und Legie­ rungen mit speziellen Eigenschaften, siehe auch Punkte A, B, C in der Beschreibungseinleitung

Fig. B.2.1:
15 Wachsschnur als Dichtung zwischen der Arbeitsober­ fläche des Formenkastens und aufgelegter "Unter-Mo­ dellplatte", 28
29 temperaturbeständige Gießharze mit metallischen Zugaben, besonders ge­ eignet bei Formen für Kunststoffverarbeitung
30 oder als gegossene Poly­ uretan-Elastomer-Hinter­ fütterung, kalt oder warm gebunden für Matrizen und Modelle, die unter großen Belastungen arbeiten

Fig. B.2.2:
verfertigte Modelle und Matrizen, hergestellt im erfindungsgemäßen Ver­ fahren, mit brauchbarer metallisierter Schicht aus Metallen und Metallegie­ rungen mit speziellen Eigenschaften (siehe A, B, C gemäß der Beschreibungs­ einleitung), hinterfüttert mit Gießharzen und me­ tallischer Zugabe oder mit Polyuretan-Elastomer, der sowohl kalt als auch warm bindet

Schließlich ist noch in den Fig. B.3 bis B.3.3 ein viertes Beispiel erläutert:

Fig. B.3:
7 gemäß der ersten Phase des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens hergestellte keramische Form, siehe Fig. A.7.1, wurde hier weiterbenutzt nach dem zusätzlichen Abformen - eine oberste Form mit Eingußkanälen, so wie gezeigt in Fig. B.3.1 und B.3.2

Fig. B.3.1:
32 und 35 jeder "Sonderpräzisions­ guß" wird in einzelne Abgußkanäle gegossen

Fig. B.3.2:
34 und 35 bei besonders verlangten Dichtungsstrukturen des "Sonderpräzisionsgusses" werden spezielle zusätz­ liche Trichter angewendet

Fig. B.3.3:
3.3 "Sonderpräzisionsguß­ teile", gefertigt im erfindungsgemäßen Ver­ fahren aus Metallen und Metallegierungen mit speziellen Eigenschaften (siehe Punkt A, B und C der Beschreibungsein­ leitung).

Claims (9)

1. Feingußverfahren unter Verwendung von geteilten Gieß­ werkzeugen, die wie folgt hergestellt werden:

• a) zunächst wird ein Muttermodell (3) aus leicht be­ arbeitbarem Material wie Gips, Holz oder Kunststoff hergestellt;
• b) dann wird das Muttermodell (3) mit einer gleich­ mäßig dünnen und homogen ausgegossenen Schicht einer kaltbindenden, feuerfesten, keramischen Masse (17) be­ schichtet, wobei diese Schicht von einer Stützform (9), gebildet durch eine Mischung aus Quarzsand, organischen und nichtorganischen Zusatzstoffen sowie einem Bindemittel, wie Wasserglas, hinterfüttert wird,
• c) schließlich wird das Muttermodell (3) abgezogen,
  dadurch gekennzeichnet,
  daß der Verfahrensschritt b) folgendermaßen ausgeführt wird:
• I. das Muttermodell (3) wird mit einer Trennmittel­ schicht (4) bedeckt,
• II. es werden mehrere Glasfasermatten auf das Mutter­ modell aufgebracht, die mit Polyester oder Epoxyharz gebunden sind, um ein Übergangsmodell zu erhalten;
• III. auf die Glasfasermattenschichten (5) wird eine Trennschicht (6) aufgebracht;
• IV. das so mit dem Muttermodell (3) gewonnene Über­ gangsmodell wird in einen mehrteiligen Formkasten (1, 2, 7) eingebracht und mit feuerfester Masse (9) für die zu bildende neue Stützform (9) bedeckt und die Masse, bestehend aus Quarzsand, Wasserglas und organischen und nichtorganischen Stoffen, unter Belassung oder nachträglicher Einbringung von Ent­ lüftungskanälen (10) verfestigt,
• V. das Teil (7) des Formkastens (1, 2, 7) mit der Stützform (9) wird von dem Muttermodell (3) mit der Glasfasermattenschicht (5) abgehoben;
• VI. auf die frei werdende Oberfläche der Stützform (9) wird eine Mittelschicht (12) aus feuerfestem Binde­ mittel, gelöst in einem Lösungsmittel, gemischt mit flüssigen organischen und mineralogischen Zugaben, aufgespritzt;
• VII. die Glasfasermattenschichten (5) werden vom Muttermodell (3) abgezogen (13) und die frei werdenden Oberflächen mit einem Trennmittel (14) versehen, VIII. die Formteile werden wieder aufeinandergelegt (16),
• IX. die kaltbindende keramische Masse (17) wird in dem von den Glasfasermattenschichten freigemachten Raum eingegossen;
• X. der Masse (17) wird die Kaltbindung ermöglicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfeste keramische Masse (17) und die feuer­ feste Mischung der Stützform (9) nur kalt luftge­ trocknet und/oder abgeflämmt sind, um Wasser und/oder Lösungsmittel, wie Alkohol, zu entfernen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Verfahrensschritt VI die Mittel­ schicht (12) nach Aufspritzen mit einer Spritzpistole und kurzer Einwirkzeit (einige Minuten) abgeflämmt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet,

• f1) daß nach der Aufbringung der Metallisierung (20) auf die Arbeitsoberfläche des Formkastens eine Mutter­ modellplatte (28) aufgelegt wird - ggf. unter Zwischen­ lage einer Wachsschnur (15) als Dichtung zwischen der Arbeitsoberfläche des Formkastens und der Modell­ platte -,
• g1) temperaturbeständiges Gießharz mit metallischen Zugaben oder Polyurethanelastomer eingegossen wird,
• h1) und die Mischungshinterfüllung (9) und die kera­ mische Schicht (17) entfernt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Arbeitsoberfläche des Formkastens eine weitere Form (31) mit Eingußkanälen (32, 33) und Lüftungskanälen (10) aufgesetzt und befestigt wird, dann ein Metallgußkörper hergestellt wird, die Formkästen (7, 36, 17) abgezogen und der Metallkörper auf eine Grundplatte (38) montiert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Verfahrensschritt b.II das Mutter­ modell (3) mit einer Trennmittelschicht (4) aus Wachs bedeckt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Verfahrensschritt b.II. auf das Muttermodell (3) 5 bis 6 Schichten (5) aus Glasfaser­ matten aufgebracht werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Verfahrensschritt b.III. als Trennschicht eine Pulvertrennschicht aufgebracht wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Verfahrensschritt b.VII. als Trennmittel Wachs verwendet wird.