DE10239817A1

DE10239817A1 - Metallformungsverfahren und -gerät

Info

Publication number: DE10239817A1
Application number: DE10239817A
Authority: DE
Inventors: Hideyuki Suzuki; Koichiro Sato; Ryuichi Onoda
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-08-30
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2003-03-20
Anticipated expiration: 2022-08-30
Also published as: US20030041998A1; US6938669B2; US20050247427A1; US7331375B2; CA2400519C; DE10239817B4; CA2400519A1

Abstract

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden zwischen einem Formschließprozeß S1, bei dem die Form (1) geschlossen wird, und einem Einspritzdruckerhöhungsprozeß S3 (Verfestigungsprozeß) ein Torschmelzprozeß zum Erhitzen der Heißgießrinne (21) zum Schmelzen eines Pfropfens (metallenes Material) des Tores (27), ein Formschmiermittelbeschichtungsprozeß zum Aufsprühen eines Schmiermittels gegen die Wandoberfläche des Hohlraums (10) und ein Materialabmeßprozeß gleichzeitig bzw. parallel zueinander ausgeführt. Somit kann die Formungszykluszeit in einem großen Ausmaß reduziert werden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät zum Abformen eines Metalls und speziell einer Magnesiumlegierung oder ähnlichem unter Verwendung einer Einspritzformungsmaschine und einer Heißgießrinne (hot runner).

2. Beschreibung des Standes der Technik

Im allgemeinen umfaßt ein Thixo-Formungsgerät einen Einspritzmechanismus und einen Klemmechanismus. Das Formungs- oder Gießmaterial, welches aus Metallspänen einer Magnesiumlegierung oder ähnlichem besteht und von einem Zuführtrichter aus zugeführt wird, wird durch eine Schnecke in einen Zylinder übertragen, der auf eine vorbestimmte Temperatur aufgeheizt wird, damit das genannte Material verflüssigt wird oder in einen halb geschmolzenen Zustand verbracht wird, so daß dieses dann eine thixotrope Eigenschaft erreicht (die Eigenschaft, die durch bestimmte Gele erreicht wird, wenn sie flüssig werden, wenn sie umgerührt oder geschüttelt werden und wenn diese dann in den halbfesten Zustand nach Abstellen derselben zurückkehren, wobei die Temperatur nicht verändert wird), und zwar in einem Koexistenzzustand eines Festkörpers und einer Flüssigkeit, indem eine Scherkraft durch die sich drehende Schnecke aufgebracht wird. Nachdem dieses metallene Material an einem oberen Ende des Zylinders eingeladen wurde, wird es in die Form eingespritzt, wird auf einem vorbestimmten Druck gehalten und wird dann abgekühlt, um ein geformtes Metallprodukt zu erhalten.
In dieser Hinsicht verwendet ein herkömmliches System zum Formen einer Magnesiumlegierung in diesem Thixo-Formungsgerät einen Formungszyklus, der in Fig. 3 gezeigt ist, bestehend aus einem Formschließprozeß T1, einem Torschmelzprozeß T2 einem Einspritzdruckerhöhungsprozeß (Verfestigung) T3, einem Materialbemessungsprozeß T4, einem Formöffnungsprozeß T5, einem Produktentnahmeprozeß T6, einem Prozeß zum Beschichten der Form mit einem Schmiermittel T7 und einem Luftausblasprozeß T8, wobei der Verfestigungsprozeß und der Materialbemessungsprozeß parallel zueinander durchgeführt werden.
Das heißt, es wird zuerst der Formschließprozeß zum Schließen der Form durchgeführt. Dann wird der Torschmelzprozeß T2 zum Aufheizen einer Heißgießrinne (hot runner) durchgeführt, um einen Stopfen oder Pfropfen (metallenes Material) an dem spitzen Ende einer Düse der Heißgießrinne zu schmelzen. Wenn das Einspritzen über den Torschmelzprozeß T2 möglich wird, wird der Einspritzdruckerhöhungsprozeß T3 (Verfestigung) durchgeführt, wobei das geschmolzene oder halb geschmolzene metallene Material eingespritzt wird, während der Druck erhöht wird, um eine Sinkmarke am Auftreten zu hindern, und zwar auf Grund der Aushärtungsschrumpfung. Danach wird der Materialbemessungsprozeß T4 für die Vorbereitung des Materials für den nächsten Einspritzvorgang durchgeführt. Während der Abmessung des Materials wird das metallene Material, welches in die Form gefüllt ist, durch die Wärmeleitung der Form abgeschreckt und verfestigt. Wenn das metallene Material vollständig ausgehärtet ist und sich das Formungsprodukt in einem Zustand befindet, gemäß welchem es aus der Form herausgenommen werden kann, wird der Formöffnungsprozeß T5 zum Öffnen der Form durchgeführt. Danach werden der Produktentnahmeprozeß T6, der Beschichtungsprozeß T7 zum Beschichten der Form mit einem Schmiermittel und der Luftausblasprozeß T8 durchgeführt, um einen Zyklus der Formungsprozesse zu vervollständigen. Bei dem zuvor erläuterten Zyklus wird, da der Materialbemessungsprozeß eine relativ lange Zeit beansprucht, an einem Moment gestartet, entsprechend der Initialisierung des Verfestigungssprozesses, so daß dieser in der Zeit für die Vervollständigung des Formschließprozesses liegt.
Wenn jedoch der Materialbemessungsprozeß parallel zu dem Verfestigungsprozeß startet, müssen die anderen Prozesse durchgeführt werden, nachdem der Materialbemessungsprozeß abgeschlossen wurde, wodurch eine Wartezeit erforderlich wird, bis der Formschließprozeß vervollständigt worden ist. Bei dem Thixo-Formungsverfahren besteht eine optimale Bedingung zum Erzielen eines hochqualitativen Metallformungsproduktes darin, daß das metallene Material in die Form eingespritzt wird, während es die thixotrope Eigenschaft besitzt, so daß eine in Erscheinung tretende Viskosität abgesenkt wird. Wenn jedoch, wie zuvor beschrieben wurde, eine Wartezeit nach der Vervollständigung des Materialbemessungsprozesses vor dem Einspritzvorgang vorhanden ist, geht die Thixotropie des metallenen Materials in dem koexistierenden Zustand gemäß fest und flüssig, welches Material in den Zylinder eingefüllt ist, verloren und es kann sich dabei ein Problem dahingehend ergeben, daß das metallene Material eingespritzt wird, während es eine hohe Viskosität beibehält oder besitzt, so daß die Qualität des metallenen Formungsproduktes verschlechtert wird.

Um dieses Problem zu lösen, wird in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2001-25852 ein Verfahren zum Formen eines metallenen Produktes unter Verwendung eines Thixo-Formungsgerätes vorgeschlagen. Bei diesem Verfahren wird ein Zeitpunkt, zu welchem der Materialbemessungsprozeß startet, festgelegt, um zu erreichen, daß die Vervollständigung des Formschließprozesses mit der Beendigung des Materialbemessungsprozesses koinzidiert, so daß das metallene Material in der abgemessenen Form unmittelbar in die gerade zugeklemmte Form eingespritzt werden kann, so daß die oben erläuterte Wartezeit ausgeschlossen wird. Jedoch ist dieses Verfahren insofern problematisch, als der Beschichtungsprozeß zum Beschichten der Form mit einem Schmiermittel nach dem Formöffnungsprozeß und vor dem Formschließprozeß durchgeführt wird, so daß der Materialabmessungsprozeß und der Beschichtungsprozeß zum Beschichten der Form mit einem Schmiermittel gleichzeitig durchgeführt werden, während die Form sich in einem offenen Zustand befindet. Es entsteht somit ein Risiko dahingehend, daß das geschmolzene Metall von dem spitzen Ende der Einspritzdüse herabtropft und an einer Berührungsfläche einer Düse oder einer Metallformungsläche anhaftet, was zu einer fehlenden Berührung der Düse oder dem Schließen der Form führt und somit ein Risiko der Ausbildung eines Gußgrades während des Einspritzvorganges verursacht. Auch kann das Formschmiermittel selbst aus der Form herausspritzen, um dadurch die Arbeitsumgebung zu verschlechtern.

Gemäß dem Metallformungsverfahren, welches in der oben angegebenen Veröffentlichung offenbart ist, ist, obwohl der Beschichtungsprozeß zum Beschichten der Form mit einem Schmiermittel, der eine relativ Lange Arbeitszeit erfordert, gleichzeitig mit dem Materialbemessungsprozeß ausgeführt wird, der Ersterwähnte unabhängig von den Prozessen, die verschieden von dem Materialbemessungsprozeß sind, wodurch keine Lösung zum Einsparen von Zeit geboten wird, was für den Formungszyklus erforderlich ist. Es kann daher eine Einsparung der Zykluszeit nicht erwartet werden, und zwar weil die Wirkung der Einsparung der Aushärtungszeit durch die Verwendung einer Heißgießrinne (hot runner) durch den Prozeß reduziert wird, der die relativ lange Arheitszeit erfordert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die oben erläuterten Probleme, die dem Stand der Technik anhaften, zu lösen, indem der Beschichtungsprozeß zum Beschichten der Form mit einem Schmiermittel, der Materialbemessungsprozeß und der Torschmelzprozeß parallel zueinander ausgeführt werden. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und ein Gerät zum Herstellen eines metallenen Formungsprozesses anzugeben, welches bzw. welche dazu befähigt ist, eine Zykluszeit in einem großen Ausmaß zu reduzieren, und zwar unter Verhinderung eines nach außen Spritzens des Schmiermittels und unter Vermeidung einer Verschmutzung der Arbeitsumgebung.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Formen von Metall unter Verwendung des Thixo-Formungsverfahrens geschaffen, bei dem ein Torschmelzprozeß zum Erhitzen des metallenen Materials, welches in einem spitzen Endabschnitt einer Düse der Heißgießrinne verfestigt ist, ein Beschichtungsprozeß zum Beschichten der Form mit einem Schmiermittel zum Versprühen eines Formschmiermittels auf eine Wandfläche der Form, und ein Materialbemessungsprozeß zum Abmessen des metallenen Materials gleichzeitig ausgeführt werden, und zwar parallel zueinander zwischen einem Formzuklemm- oder -schließprozeß zum Schließen der Form und einem Einspritzdruckerhöhungsprozeß zum Einspritzen des metallenen Materials in die Form. Es kann dadurch die Zykluszeit des Formungszyklus reduziert werden. Da auch das Formschmiermittel während des Schließens der Form aufgeschichtet werden kann, wird es möglich zu verhindern, daß das Schmiermittel aus der Form herausspritzt, wodurch eine Verbesserung hinsichtlich der Arbeitsumgebung erreicht wird.

Bei dem Verfahren zum Formen eines Metalls gemäß der vorliegenden Erfindung können, nachdem ein Formöffnungsprozeß zum Öffnen der Form durchgeführt worden ist, ein Metallformproduktentnahmeprozeß und ein Luftausblasprozeß gleichzeitig oder parallel zueinander durchgeführt werden, wodurch die Zykluszeit des Formungszyklus weiter reduziert werden kann.

Ein Gerät zum Formen eines Metalls gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Formschließ- und -Öffnungseinrichtung zum Schließen der Form und zum Öffnen der Form; eine den Einspritzdruck erhöhende Einrichtung zum Einspritzen des metallenen Materials in die geschlossene Form; eine Torschmelzeinrichtung zum Erhitzen der Heißgießrinne, um das metallene Material zu schmelzen, welches an dem spitzen Ende einer Düse der Heißgießrinne oder Heißgießstrecke verfestigt ist; eine Beschichtungseinrichtung für ein Formschmiermittel zum Besprühen des Schmiermittels auf eine Wandoberfläche eines Hohlraums innerhalb der geschlossenen Form; eine Materialabmeßeinrichtung zum Abmessen des metallenen Materials durch ein Verschieben einer Schmecke; und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Operationen der oben erläuterten Einrichtungen; und wobei die Torschmelzeinrichtung, die Beschichtungseinrichtung für das Formschmiermittel und die Materialbemessungseinrichtung gleichzeitig oder parallel zueinander betrieben werden, und zwar unter der Steuerung der Steuereinrichtung, nachdem die Form durch die Formschließ- und Formöffnungseinrichtung geschlossen worden ist und vor dem Einspritzvorgang des metallenen Materials in die Form und wobei der Druck mit Hilfe der Einspritzdruckerhöhungseinrichtung erhöht wird.

Ein Gerät zum Formen eines Metalls gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ferner eine Produktentnahmeeinrichtung zum Entnehmen oder Herausziehen des metallenen Formungsproduktes aus der Form durch die Wirkung eines Auswerferstiftes und einer Luftausblaseinrichtung, um einen Luftstrom gegen die Form zu richten, um die Wandoberfläche des Hohlraums und den Materialversorgungspfad darin zu reinigen, nachdem die Form durch die Formschließ- und Öffnungseinrichtung geöffnet worden ist, wobei die Produktentnahmeeinrichtung und Luftausblaseinrichtung gleichzeitig betrieben werden oder parallel zueinander betrieben werden, und zwar unter der Steuerung der Steuereinrichtung.

Die vorliegende Erfindung kann vollständiger aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen verstanden werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Gesamtstruktur eines Thixo-Formungsgerätes (ein Gerät zur Herstellung eines metallenen Formungsproduktes), welches dazu verwendet wird, um ein Verfahren zum Formen eines metallenen Formungsproduktes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchzuführen;
Fig. 2 ein Flußdiagramm, welches einen Formungszyklus eines Verfahrens zur Herstellung eines metallenen Formungsproduktes veranschaulicht, und zwar gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 3 eine Flußdiagramm eines herkömmlichen Formungszyklus.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Ein Verfahren und Gerät zur Herstellung eines metallen Formungsproduktes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Fig. 1 veranschaulicht eine Gesamtkonstruktion eines Thixo-Formungsgerätes (ein Gerät zur Herstellung eines metallenen Formungsproduktes), welches zur Durchführung eines Verfahrens zum Formen eines metallenen Formungsproduktes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Das Thixo-Formungsgerät (das Gerät zur Herstellung eines metallenen Formungsproduktes) umfaßt eine Form 1 mit einer stationären Form 11 und einer bewegbaren Form 12. Die Form 1 legt einen Hohlraum 10 fest, indem die stationäre Form 11 und die bewegbare Form 12 geschlossen werden, um ein Metallmaterial gießtechnisch zu verarbeiten, wie beispielsweise eine Magnesiumlegierung oder andere Legierungen.
Um die bewegbare Form 12 zu betätigen, ist ein motorisierter Formantriebsmechanismus (nicht gezeigt) vorgesehen, so daß die bewegbare Form 12 vorwärts und rückwärts relativ zu der stationären Form 11 bewegt werden kann. Auch ist die bewegbare Form 12 mit einem Auswerferstift 15 ausgestattet und auch mit einem Antriebsmechanismus 16.
Die stationäre Form 11 besitzt eine Heißgießrinne 21 (hot runner), die mit dem Hohlraum 10 kommuniziert. Die Heißgießrinne 21 besitzt ein Tor 27 in einem Abschnitt, der mit dem Hohlraum 10 kommuniziert, und ist mit einer Heizquelle 28 als Ganzes umgeben. Die Heißgießrinne 21 ist über eine Einspritzdüse 20 mit einem Einspritzzylinder 26 eines Einspritzmechanismus 2 verbunden, der außerhalb der stationären Form 11 vorgesehen ist. Eine Schnecke 22 ist innerhalb des Einspritzzylinders 26angeordnet und ein Heizmechanismus 23 ist an dem Außenumfang des Einspritzzylinders 26 vorgesehen. Ein Trichter 24 zum Zuführen eines metallenen Materials ist in Strömungsverbindung mit dem Inneren des Einspritzzylinders 26 vorgesehen. Ein Schneckenantriebsmechanismus 25 zum Antreiben der Schnecke 22 ist benachbart dem Einspritzzylinder 26 angeordnet. Es wird somit das metallene Material, welches von dem Trichter 24 aus zugeführt wird, durch das Innere des Einspritzzylinders 26 durch Drehen der Schnecke 22 gefördert, wobei während dieses Vorganges das Material geschmolzen wird und das geschmolzene Material in den Hohlraum 10 von der Einspritzdüse 20 über die Heißgießrinne 21 zugeführt wird.
Gemäß dem Thixo-Formungsgerät der vorliegenden Erfindung ist zum Einspritzen des Formschmiermittels, wenn die Form 1 geschlossen ist, ein Schmiermittelversorgungspfad 13 vorgesehen, der mit dem Inneren der stationären Form 11 kommuniziert. Der Strömungsmittelversorgungspfad 13 ist mit einer Strömungsmittelversorgungsvorrichtung 29 verbunden und wird mit einem Schmiermittel versorgt, beispielsweise in einem Kolbensystem oder ähnlichem. Ein Unterbrechungsstift 14 zum Öffnen und Schließen des Schmiermittelversorgungspfades 13 ist innerhalb der stationären Form 11 angeordnet und ist vorwärts und rückwärts bewegbar.
Die Betriebssteuerung des Thixo-Formungsgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung wird grundsätzlich durch einen Maschinencontroller 30 durchgeführt. Das heißt, die Schmiermittelzuführvorrichtung 29 wird durch einen Schmiermittelversorgungsvorrichtungscontroller 31 betrieben, der an den Maschinencontroller 30 angeschlossen ist, so daß die Zufuhr des Schmiermittels gesteuert wird. In ähnlicher Weise wird die Heizquelle 28 der Heißgießrinne 21 durch einen Heißgießrinnencontroller 32 gesteuert, der an den Maschinencontroller 30 angeschlossen ist, so daß die Temperatur derselben gemanagt wird. Ferner steuert der Maschinencontroller 30 auch die Operationen des Schneckenantriebsmechanismus 25, des Heizvorrichtungsmechanismus 23 an dem Außenumfang des Einspritzzylinders 26, einen Formantriebsmechanismus (nicht gezeigt), den Antriebsmechanismus 16 für den Auswerferstift 15, den Unterbrechungsstift 14 des Schmiermittelversorgungspfads 13 und andere.
Es wird nun die Betriebsweise gemäß dem Verfahren zur Herstellung eines metallenen Formungsproduktes gemäß der vorliegenden Erfindung unter Verwendung des Thixo-Formungsgerätes basierend auf einem Flußdiagramm, welches in Fig. 2 gezeigt ist, beschrieben.
Bei einem Schritt S1 wird der Formantriebsmechanismus angetrieben, um die bewegbare Form 12 in Kontakt mit der stationären Form 11 zu bringen und es wird die Form 1 fest geschlossen (der Formschließungsprozeß).
Dann, bei einem Schritt S2, wird die Einspritzdüse (nicht gezeigt) für das Schmiermittel in den Schmiermittelzuführpfad 13 eingeführt und es wird Schmiermittel gegen die Wandoberflächen inklusive einer Wandoberfläche des Hohlraums 10 ausgestoßen, welches dann in Berührung mit dem zugeführten metallenen Material gelangt, was mit Hilfe der Schmiermittelzuführvorrichtung 29 erfolgt, und zwar über die Einspritzdüse und über den Schmiermittelversorgungspfad 13, so daß ein Schmiermittelfilm an der Wandoberfläche ausgebildet wird (der Formschmiermittelbeschichtungsprozeß).
Gleichzeitig damit wird bei dem Schritt S2 zum Schmelzen des ausgehärteten Stopfens oder Pfropfens (metallenes Material) an einem spitzen Ende des Tores 27 an der Heißgießrinne 21, die Heißgießrinne 21 durch die Heizquelle 28 erhitzt, und zwar gesteuert durch den Heißgießrinnencontroller 32, wodurch das Tor geschmolzen wird (der Torschmelzprozeß).
Ferner wird bei dem Schritt S2 ein Einspritzmechanismus 2 dazu verwendet, um das metallene Material abzumessen (der Materialbemessungsprozeß). Das Abmessen des metallenen Materials wird derart ausgeführt, daß ein Verschieben (eine Rückwärtsverschiebung) der Schnecke 22 von einer vorbestimmten Position aus mit Hilfe des Schneckenantriebsmechanismus 25 gesteuert wird. Die Verschiebung kann in Einklang mit verschiedenen Bedingungen, wie beispielsweise einem Gewicht des resultierenden metallenen Formungsproduktes variieren.
Das heißt, bei dem Schritt S2 werden der Formschmiermittelbeschichtungsprozeß, der Torschmelzprozeß und der Materialbemessungsprozeß gleichzeitig ausgeführt.
Nachfolgend werden bei einem Schritt S3 die Schnecke 22 durch den Schneckenantriebsmechanismus 25 vorgerückt und es wird das geschmolzene metallene Material aus dem Tor 27 der Heißgießrinne 21 injiziert, um den Hohlraum 10 mit der erforderlichen Menge des geschmolzenen Metalls zu füllen. Um in diesem Fall eine Sinkmarke am Entstehen zu hindern, wird der Druck erhöht (der Einspritzdruckerhöhungsprozeß (Aushärtungsprozeß)). Nachdem die Form 1 mit dem metallenen Material gefüllt worden ist, wird sie abgekühlt, um das geschmolzene metallene Material auszuhärten. In diesem Fall ist natürlich der Schmiermittelversorgungspfad 13 durch die Vorwärtsbewegung des Unterbrechungsstiftes 14 verschlossen.
Nachdem das geschmolzene metallene Material vollständig ausgehärtet ist, wird die bewegbare Form 12 von der stationären Form 11 abgenommen, indem der Formantriebsmechanismus angetrieben wird, um die Form bei dem Schritt S4 zu öffnen (der Formöffnungsprozeß).
Dann wird bei einem Schritt S der Antriebsmechanismus 16, der in dem Thixo- Formungsgerät angeordnet ist, betätigt, um den Auswerferstift 15 auszufahren, um das Formungsprodukt aus der Form herauszunehmen (der Produktentnahmeprozeß).
Gleichzeitig kann bei dem Schritt S5 ein Luftstrom in die Wandoberflächen des Hohlraums 10 von einer Luftblasdüse (nicht gezeigt) gerichtet werden, die mit einer pneumatischen Druckquelle verbunden ist, um Formgrate (burrs) zu entfernen, die an den Wandoberflächen anhaften (der Luftausblasprozeß).
Danach wird die Form erneut geschlossen und der oben erläuterte Formungsprozeß wird wiederholt.
Es werden Reihen von Formungszyklen durch den Maschinencontroller 30 gesteuert.
Der erfindungsgemäße Formungszyklus, der in Fig. 2 gezeigt ist, wird mit dem herkömmlichen Formungszyklus, der in Fig. 3 gezeigt ist, weiter unten basierend auf Experimenten erläutert, wobei die Zykluszeiten zwischen beiden verglichen werden.
Gemäß dem Stand der Technik benötigt ein Formungszyklus folgende Zeiten:
der Formschließprozeß T1 --- 3 Sekunden,
der Torschmelzprozeß T2 --- 3 Sekunden,
der Einspritzdruckerhöhungsprozeß T3 (Aushärtung) --- 3 Sekunden,
der Materialbemessungsprozeß T4 --- 11 Sekunden,
der Formöffnungsprozeß T5 --- 4 Sekunden,
der Produktentnahmeprozeß T6 --- 4 Sekunden,
der Formschmiermittelbeschichtungsprozeß T7 --- 10 Sekunden,
der Luftausblasprozeß T8 --- 6 Sekunden, und
die Zykluszeit liegt bei 44 Sekunden.
Im Gegensatz dazu beinhaltet der Formungszyklus nach der Erfindung folgende Zeiten:
der Formschließprozeß S1 --- 3 Sekunden,
der Torschmelzprozeß, Bemessungsprozeß,
Formschmiermittelbeschichtungsprozeß S2 --- 11 Sekunden,
der Einspritzdruckerhöhungsprozeß S3 (Aushärtung) --- 3 Sekunden,
der Formöffnungsprozeß S4 --- 4 Sekunden,
der Produktentnahmeprozeß, der Luftauslaßprozeß S5 --- 4 Sekunden, und
die Zykluszeit liegt bei 25 Sekunden, was angenähert der Hälfte der herkömmlichen Zykluszeit entspricht.
Als nächstes werden die Betriebsweise und die Wirkung der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Allgemein gesagt, kann der Torschmelzvorgang solange durchgeführt werden, bis die Form geschlossen ist, und zwar aus Sicherheitsgründen. Demzufolge kann der Torschmelzprozeß lediglich durchgeführt werden, nachdem der Formschließprozeß durchgeführt worden ist und bevor der Einspritzdruckerhöhungsprozeß (Verfestigung) durchgeführt wird. Im allgemeinen kann lediglich der Materialbemessungsprozeß in Form einer zusammengesetzten Operation inkorporiert werden. Wenn jedoch die Schmiermittelbeschichtung durchgeführt werden kann, während die Form geschlossen ist, kann der Schmiermittelbeschichtungsprozeß ebenfalls als eine zusammengesetzte Operation inkorporiert werden. Ferner ist es, da der Materialbemessungsprozeß und der Formschmiermittelbeschichtungsprozeß eine sehr viel längere Zykluszeit aufweisen als die anderen Prozesse, möglich, die Formungszykluszeit in einem großen Ausmaß dadurch zu verkürzen, indem diese Prozesse in eine zusammengesetzte Operation (parallele Operation) inkorporiert werden.
Da das Schmiermittel eingesprüht wird, nachdem die Form geschlossen worden ist, wurden geteilte Flächen bzw. Oberflächen der stationären und der bewegbaren Formen bereits in Berührung miteinander gebracht, wodurch Schmiermittel niemals an diese Spaltoberflächen anhaften kann. Da auch die Form geschlossen wurde, um den Hohlraum zu isolieren und auch den Materialzuführpfad von außerhalb zu isolieren, wird es möglich, das Schmiermittel daran zu hindern, in nicht erforderlicher Weise an einem Abschnitt anzuhaften oder nach außen zu spritzen.
Dies verhindert eine Verschlechterung der Arbeitsumgebung und unterdrückt auch einen unnötigen Verbrauch an Schmiermittel. Dies schafft die Möglichkeit, unverdünntes Schmiermittel zu verwenden, und zwar ohne Wasser, um das Schmiermittel zu verdünnen, wodurch es möglich wird, zu verhindern, daß die Temperatur der Form abgesenkt wird, und zwar auf Grund des Anhaftens des Schmiermittels an der Form, und wobei eine günstige Verteilung einer als Beispiel genannten geschmolzenen Magnesiumlegierung mit einer kleineren Wärmekapazität sichergestellt wird.
Wie oben beschrieben wurde, sind das Verfahren und das Gerät zum Formen von Metall gemäß der vorliegenden Erfindung speziell für eine Magnesiumlegierung geeignet, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Während die Beschreibung bei der oben erläuterten Anordnung in Verbindung mit einem Fall erfolgte, bei dem der Schmiermittelzu- führpfad in der stationären Form vorgesehen ist, kann der Schmiermittelversorgungspfad auch in der bewegbaren Form vorgesehen sein, vorausgesetzt, die Zufuhr des Schmiermittels ist selbst bei einer geschlossenen Form möglich.
Es kann irgendeine Art eines Schmiermittels verwendet werden, inklusive einem Öltyp oder einem Schmiermittel, welches mit einem Lösungsmittel, verschieden von Wasser, verdünnt ist. Auch kann das Schmiermittel nicht durch Sprühen aufgebracht werden, sondern mit Hilfe anderer Verfahren, inklusive einem Ansaugverfahren oder ähnlichem.
Obwohl die Erfindung unter Hinweis auf spezifische Ausführungsformen beschrieben wurde, die zum Zwecke der Veranschaulichung ausgewählt wurden, ist es für Fachleute offensichtlich, daß zahlreiche Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne dabei das Grundkonzept und den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Verfahren zum Formen von Metall durch Zuführen eines metallenen Materials mit Hilfe einer Schnecke innerhalb einer Heißgießrinne, die auf eine vorbestimmte Temperatur aufgeheizt ist, Einbringen des erhitzten metallenen Materials in einem halb geschmolzenen oder verflüssigten Zustand zu einem spitzen Ende der Heißgießrinne (hot runner), Einspritzen dieses metallenen Materials in einen Formhohlraum und Abkühlen des Materials, um ein metallenes Formungsprodukt zu formen, bei dem
ein Torschmelzprozeß zum Erhitzen des metallenen Materials, welches in einem spitzen Endabschnitt einer Düse der Heißgießrinne verfestigt ist, ein Formschmiermittelbeschichtungsprozeß zum Einsprühen eines Formschmiermittels auf die Wandoberfläche der Form, und ein Materialabmeßprozeß zum Abmessen des metallenen Materials gleichzeitig bzw. parallel zueinander ausgeführt werden, und zwar zwischen einem Formschließprozeß zum Schließen der Form und einem Einspritzdruckerhöhungsprozeß zum Einspritzen des metallenen Materials in die Form.

2. Verfahren zum Formen von Metall nach Anspruch 1, bei dem nach dem Formöffnungsprozeß zum Öffnen der Form ein Metallformproduktentnahmeprozeß und ein Luftausblasprozeß gleichzeitig bzw. parallel zueinander durchgeführt werden.

3. Gerät zur Formung von Metall durch Fördern eines in Form von Spänen vorliegenden metallenen Materials mit Hilfe einer Schnecke innerhalb einer Heißgießrinne, die auf eine vorbestimmte Temperatur aufgeheizt ist, Einbringen des erhitzten metallenen Materials in einen halb geschmolzenen oder verflüssigten Zustand zu einem spitzen Ende der Heißgießrinne (hot runner), Einspritzen des metallenen Materials in einen Formhohlraum und Abkühlen des Materials, um ein metallenes Formprodukt zu formen, welches Gerät folgendes aufweist:
eine Formschließ- und -öffnungseinrichtung zum Schließen der Form und zum Öffnen der Form;
eine den Einspritzdruck erhöhende Einrichtung zum Einspritzen des metallenen Materials in die geschlossene Form;
eine Torschmelzeinrichtung zum Erhitzen der Heißgießrinne, um das metallene Material zu schmelzen, welches an einem spitzen Ende einer Düse der Heißgießrinne verfestigt ist;
eine Formschmiermittelbeschichtungseinrichtung, um ein Schmiermittel gegen eine Wandoberfläche eines Hohlraums innerhalb der geschlossenen Form zu sprühen;
eine Materialabmeßeinrichtung zum Abmessen des metallenen Materials durch Verschieben der Schnecke; und
eine Steuereinrichtung zum Steuern der Operationen der oben genannten Einrichtungen; und bei der
die Torschmelzeinrichtung, die Formschmiermittelbeschichtungseinrichtung und die Materialabmeßeinrichtung gleichzeitig bzw. parallel zueinander betrieben werden, und zwar unter der Steuerung der Steuereinrichtung, nachdem die Form durch die Formschließ- und -öffnungseinrichtung geschlossen worden ist, und vor dem Einspritzen des metallenen Materials in die Form und dem Erhöhen des Druckes durch die den Einspritzdruck erhöhende Einrichtung.

4. Gerät zum Formen von Metall nach Anspruch 3, ferner mit einer Produktentnahmeeinrichtung zum Entnehmen oder Herausziehen des metallenen Formungsproduktes aus der Form mit Hilfe der Wirkung eines Auswerferstiftes und mit einer Luftausblaseinrichtung zum Aufbringen eines Luftstroms gegen die Form, um eine Wandoberfläche des Hohlraums und den Materialzuführpfad zu reinigen, wobei nach der Öffnung der Form mit Hilfe der Formschließ- und -öffnungseinrichtung, die Produktentnahmeeinrichtung und die Luftblaseinrichtung gleichzeitig bzw. parallel zueinander betrieben werden, und zwar unter der Steuerung der Steuereinrichtung.