DE10253382B4 - Method and device for producing metallic foam bodies and bulk material therefor - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zur Herstellung metallischer Schaumkörper mit den Schritten:
a)
Vorfertigen einzelner Halbzeugkörper
(6) durch Vermischen und Kompaktieren eines Metallpulvers mit einem Treibmittelpulver,
b)
Befüllen
einer hohlen Schäumform
(2) mit einer Vielzahl der vorgefertigten Halbzeugkörper (6),
und
c) Erhitzen der befüllten
Schäumform
(2),
dadurch gekennzeichnet, daß die hohle Schäumform (2)
im Schnitt b) im Wesentlichen vollständig mit einzelnen Halbzeugkörpern (6)
angefüllt
wird.Process for producing metallic foam bodies with the steps:
a) prefabricating individual semifinished products (6) by mixing and compacting a metal powder with a propellant powder,
b) filling a hollow foam mold (2) with a plurality of prefabricated semi-finished body (6), and
c) heating the filled foam mold (2),
characterized in that the hollow foam mold (2) in section b) is substantially completely filled with individual semifinished products (6).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung metallischer Schaumkörper nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Daneben betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung metallischer Schaumköper nach dem Oberbegriff von Anspruch 23, sowie ein Schüttgut nach dem Oberbegriff von Anspruch 25.The The present invention relates to a process for producing metallic foam body according to the preamble of claim 1. In addition, the invention relates a device for producing metallic foam body after The preamble of claim 23, and a bulk material according to the preamble of Claim 25.
Es ist bekannt, Formteile aus Metallschaum, beispielsweise aus Aluminiumschaum, auf pulvermetallurgischem Wege herzustellen.It is known, moldings made of metal foam, such as aluminum foam, manufacture by powder metallurgy.
Hierzu wird ein Gemisch aus einem Metallpulver und einem gasabspaltendem Treibmittel vorbereitet, das Gemisch sodann heiß kompaktiert und einer Formänderung unterworfen. Dadurch entsteht ein Halbzeug aus fest miteinander verbundenen Metallteilchen, die die Treibmittelteilchen gasdicht einschließen.For this is a mixture of a metal powder and a gas-releasing Prepared blowing agent, the mixture then hot compacted and a change in shape subjected. This creates a semifinished product of solid together bonded metal particles which gas the propellant particles lock in.
Um
einen Formkörper
aus Metallschaum herzustellen, wird das so vorbereitete Halbzeug
unter Temperatureinwirkung zum Aufschäumen gebracht, wie es beispielsweise
in der
Ein
weiteres Verfahren zur Herstellung eines Körpers aus Metallschaum, bei
dem ein auf pulvermetallurgischen Wege hergestellter Halbzeugkörper in
eine Schäumform
eingelegt wird und darin zum Aufschäumen gebracht wird, ist beispielsweise
in der
Ein
Verfahren zur Herstellung komplexerer Formteile aus Metallschaum
ist in der
Bei diesem Verfahren ist jedoch das Überführen des bereits aufgeschäumten Gemisches in die eigentliche unbeheizte Gießform insofern kritisch, als hierfür nur ein sehr kurzer Zeitraum im Verfahrensablauf zur Verfügung steht, und darüber hinaus zusätzlich zur eigentlichen Gießform eine beheizbare Kammer benötigt wird, deren Volumen beispielsweise mittels eines Pressstempels komprimierbar sein muss. Dieses Verfahren ist daher nur unter großem Aufwand durchführbar.at However, this method is the transfer of the already frothed Mixture in the actual unheated mold so far critical, as this only one very short period of time in the course of the procedure, and above addition in addition to the actual mold a heated chamber needed whose volume is compressible, for example by means of a press ram have to be. This method is therefore only at great expense feasible.
Ein vollständiges und vor allem gleichmäßiges Ausschäumen der Schäumform erfordert nach allen bisherigen Erfahrungen eine geeignete Positionierung des pulvermetallurgisch hergestellten Halbzeuges in der Schäumform. Da die zu schäumenden Formkörper jedoch von Fall zu Fall in ihrer Geometrie sehr unterschiedlich sein können, kann es je nach Bauteilgröße und Komplexität bis zu mehreren Tagen dauern, die beste Position für den in die Schäumform einzulegenden Halbzeugkörper zu ermitteln. Insbesondere bei komplexen Bauteilformen ist auch dieses Verfahren nicht immer von Erfolg gekrönt.One complete and above all even foaming the foaming requires according to all previous experience, a suitable positioning of the powder metallurgically produced semifinished product in the foam mold. However, since the moldings to be foamed can be very different in their geometry from case to case depending on component size and complexity up to take several days, the best position for the to be inserted into the foam mold Semifinished body to investigate. Especially with complex component shapes is also This procedure is not always successful.
Bei Bauteilen mit längeren Extremitäten verschiedener Koordinatenrichtungen ist es beispielsweise kaum möglich, das vorbereitete Halbzeug so einzulegen, dass alle Regionen mit dem expandierenden Metallschaum erreicht werden, und sich dennoch eine zusammenhängende einheitliche Schaumstruktur bildet. Hierbei ist auch kritisch, dass die Fixierung des einen oder der mehreren Halbzeuge in einer komplexen Form mittels eines seinerseits schmelzenden Materials erfolgen muss. Auch erweist es sich als schwierig, die Schäumform mit vorbereiteter Fixierung des Halbzeuges erschütterungsfrei von der Vorbereitungsstelle zum Schäumofen zu transportieren.at Components with longer extremities different coordinate directions, for example, it is hardly possible that prepared semi-finished so insert that all regions with the expanding metal foam can be achieved, and yet a related uniform foam structure forms. Here is also critical that the fixation of the one or more semi-finished products in a complex Form must be done by means of a melting material in turn. It also proves to be difficult, the foaming mold with prepared fixation of the semi-finished product vibration-free from the preparation point to the foaming oven.
Weitere
Verfahren, die Herstellung von Schaumkörpern betreffend. Sind aus
den Druckschriften
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung metallischer Schaumkörper anzugeben, mit Hilfe dessen auch Schaumkörper, die komplexe Strukturen aufweisen, auf relativ einfache Art und Weise hergestellt werden können.Of the Invention is based on the object, a process for the preparation metallic foam body with the help of which also foam bodies, the complex structures have to be produced in a relatively simple manner can.
Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung metallischer Schaumkörper, insbesondere unter Durchführung eines solchen Verfahrens, zu schaffen.Farther The invention is based on the object, a device for manufacturing metallic foam body, especially under implementation of such a procedure.
Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schüttgut, insbesondere zur Herstellung metallischer Schaumkörper zu schaffen.Further The invention is based on the object, a bulk material, in particular to create metallic foam body.
Für ein Verfahren zur Herstellung metallischer Schaumkörper wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Verfahrens nach Anspruch 1.For a procedure for the production of metallic foam body, this object is achieved by the features of the method according to claim 1.
Des weiteren wird die Aufgabe für eine Vorrichtung zur Herstellung metallischer Schaumkörper erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale der Vorrichtung nach Anspruch 23.Of another is the task for a device for producing metallic foam body according to the invention solved by the features of the device according to claim 23.
Ferner wird die Aufgabe für ein Schüttgut erfindungsgemäß gelöst durch ein Schüttgut mit den Merkmalen nach Anspruch 25.Further becomes the task for a bulk material solved by the invention a bulk material with the features according to claim 25.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird es daher, insbesondere unter Verwendung des erfindungsgemäßen Schüttgutes möglich, metallische Schaumkörper in nahezu jeglicher Ausbildung herzustellen.With the method according to the invention and the device according to the invention It is therefore, in particular using the bulk material according to the invention possible, metallic foam bodies to produce in almost any training.
Insbesondere ist es erfindungsgemäß möglich, Schaumkörper herzustellen, die vollständig aus einer zusammenhängenden Schaumstruktur bestehen, die durch Erhitzen einer Vielzahl einzelner Halbzeugkörper durch Aufschäumen entstanden ist. Zur Herstellung eines solchen lediglich aus einer Schaumstruktur bestehenden Schaumkörpers werden die einzelnen Halbzeugkörper in eine, vorzugsweise wiederverwendbare, Schaumform eingefüllt, darin durch Erhitzen zum Aufschäumen gebracht, so daß eine vorzugsweise gleichmäßige Schaumstruktur entsteht, die nach dem Abkühlen und dadurch bedingten Erstarren aus der Schaumform entnehmbar ist.Especially is it possible according to the invention to produce foam bodies, the complete from a coherent Foam structure composed by heating a variety of individual Semifinished body by foaming originated. For producing such only from a foam structure existing foam body become the individual semi-finished body filled in a, preferably reusable, foam mold, therein by heating to froth brought so that one preferably uniform foam structure arises after cooling and consequent solidification can be removed from the foam mold.
Daneben ist es erfindungsgemäß jedoch ebenso möglich, Schaumkörper herzustellen, die lediglich in ihrem Inneren eine zusammenhängende Schaumstruktur aufweisen, und deren Außenhaut durch die Schäumform selbst gebildet wird.Besides however, it is also according to the invention possible, foam body produce only in their interior a coherent foam structure have, and the outer skin through the foaming mold itself is formed.
In diesem Falle ist der erfindungsgemäße Schaumkörper ein Verbundkörper, bestehend aus einer Außenhaut, die durch eine vorgefertigte Schäumform gebildet ist, und einer Innenstruktur in Form einer einen inneren Hohlraum der Schäumform ausfüllenden, zusammenhängenden Schaumstruktur, die durch Erhitzen der einzelnen in die Schaumform eingebrachten Halbzeugkörper entstanden ist.In In this case, the foam body according to the invention is a composite body consisting from an outer skin, through a prefabricated foam mold is formed, and an inner structure in the form of an inner Cavity of the foam mold filling, related Foam structure by heating the individual into the foam mold introduced semi-finished body originated.
Durch das Aufschäumen der Halbzeugkörper wird ein Schaumkörper gefertigt, bei dem die zusammenhängende Schaumstruktur in dieser Ausführungsform fest mit der Schäumform verbunden wird, um so einen Verbundkörper zu erstellen.By the foaming the semi-finished body becomes a foam body manufactured, in which the coherent Foam structure in this embodiment firmly with the foaming mold is connected so as to create a composite body.
Hierbei weist die Schäumform vorzugsweise bereits die Außenstrukturen des zu fertigenden Schaumkörpers in Form eines solchen Verbundkörpers auf. Hierbei kann die Schäumform darüber hinaus an ihrer Innenseite noch weitere Strukturen aufweisen, die beispielsweise der Versteifung des Schaumkörpers (Verbundkörpers) dienen. An ihrer Außenseite können Bereiche vorgesehen sein, die durch eine nachfolgende, insbesondere spanende Bearbeitung noch end- oder weiterbearbeitet werden.in this connection indicates the foaming mold preferably already the outer structures of the foam body to be produced in the form of such a composite body on. Here, the foaming mold about that also have on their inside other structures, the For example, the stiffening of the foam body (composite) serve. On her outside can Be provided areas by a subsequent, in particular machining are still finished or further processed.
Darüber hinaus ist es auch denkbar, weitere vorgefertigte Komponenten mit jeder der beiden zuvor genannten Ausführungsformen eines Schaumkörpers, also einerseits eines Schaumkörpers, der lediglich aus einer zusammenhängenden Schaumstruktur be steht, sowie andererseits eines Schaumkörpers in Form eines Verbundkörpers mit einer seine Außenhaut bildenden Schäumform, zu kombinieren.Furthermore It is also conceivable, more prefabricated components with each the two aforementioned embodiments a foam body, So on the one hand a foam body, which consists only of a coherent foam structure, and on the other hand a foam body in the form of a composite body with one's outer skin forming foam mold, to combine.
Insbesondere ist es hierbei denkbar, Befestigungselemente, Versteifungselemente oder dergleichen derart an oder in der Schäumform anzuordnen, daß diese Elemente zumindest teilweise von der zusammenhängenden Schaumstruktur umschlossen sind und somit durch Verbindung mit der Schaumstruktur zu einem Teil des fertigen Schaumkörpers werden. Derartige zusätzliche Komponenten können durch Öffnungen der Schäumform von der Außenseite in deren Innenseite hineinragen oder umgekehrt. In einer Variante können derartige zusätzliche Komponenten als Hohlkörper oder Rohrkörper oder dergleichen zur Herstellung von Schaumkörpern mit Hohlräumen oder Durchführungen Verwendung finden.Especially It is conceivable here, fasteners, stiffening elements or the like to be arranged on or in the foaming mold that this Elements are at least partially enclosed by the continuous foam structure and thus by connection with the foam structure to a part of the finished foam body. Such additional Components can pass through openings the foaming mold from the outside protrude into the inside or vice versa. In a variant can such additional Components as a hollow body or tubular body or the like for the production of foam bodies with cavities or bushings Find use.
Insbesondere sind auch komplexe Strukturen oder Ausgestaltungen von Schaumkörpern herstellbar, wobei die Schaumstruktur eine vorzugsweise gleichmäßige Konsistenz aufweist und frei von etwaigen Fügezonen oder Unregelmäßigkeiten ist.Especially Complex structures or configurations of foam bodies can also be produced. the foam structure having a preferably uniform consistency and free of any joining zones or irregularities is.
Vorzugsweise erfolgt ein Einbringen der Halbzeugkörper durch Schütten. Da das Volumen der Schüttung dem Volumen der Schäumform entspricht, also die Form vollständig gefüllt wird, entspricht die angestrebte Dichte des Metallschaumkörpers der Schüttdichte. Die Dichte des Schaumkörpers ist also durch eine Variation der Schüttpartikelgeometrie auf einfache Weise veränderbar.Preferably an introduction of the semi-finished body by pouring. There the volume of the bed the volume of the foaming mold corresponds, so the form completely filled is the desired density of the metal foam body corresponds to Bulk density. The density of the foam body So is by a variation of the bulk particle geometry to simple Way changeable.
Entsprechend der gewünschten Dichte und Struktur des zu fertigenden Metallschaumkörpers wird das pulvermetallurgisch hergestellte Halbzeug vorzugsweise in Form von Strängen bzw. Strangabschnitten in berechneter Menge in die Schäumform eingebracht. Hierbei bildet das Halbzeugvolumen den Reziprokwert der Schäumrate gegenüber dem Schäumformvolumen.According to the desired density and structure of the metal foam body to be produced, the semi-finished product produced by powder metallurgy is preferably introduced into the foam mold in the form of strands or strand sections in a calculated amount. Here, the semifinished volume forms the reciprocal of the foaming rate over the Schäumformvolumen.
Anschließend wird die Form mit dem Halbzeug auf Schmelztemperatur des Halbzeuges gebracht, wobei das Treibmittelgas freigesetzt wird, welches die inzwischen flüssigen Metallpartikel des Halbzeuges aufschäumt und die Schäumform bis in alle Winkel gleichmäßig auffüllen lässt.Subsequently, will the mold with the semifinished product is brought to the melting temperature of the semifinished product, wherein the propellant gas is released, which meanwhile liquid Foamed metal particles of the semifinished product and the foaming mold until can be evenly filled in all angles.
Da bereits das Halbzeug im wesentlichen die gesamte Schäumform ausfüllt, erfolgt auch der Schmelzvorgang im wesentlichen gleichzeitig im gesamten Hohlraum der Schmelzform. Das Erwärmen des Halbzeuges in der Schmelzform erfolgt vorzugsweise induktiv, eine Erwärmung durch eine äußere Wärmequelle ist jedoch ebenfalls möglich. Da das pulvermetallurgisch vorgefertigte Halbzeug vorzugsweise als Schüttgut in die Schäumform einbringbar ist, lässt sich jede Schäumformgeometrie problemlos befüllen. Das Einbringen des Vormaterials nimmt hierbei deutlich weniger Zeit in Anspruch als bisher, da das Vormaterial (Halbzeugkörper) in der Schäumform nicht fixiert wird muss.There already the semifinished product substantially fills the entire foaming mold takes place also the melting process substantially simultaneously throughout Cavity of the melt mold. The heating of the semifinished product in the Melt form is preferably inductive, heating by an external heat source However, it is also possible. Since the powder metallurgy prefabricated semi-finished preferably as bulk into the foaming mold can be introduced, leaves each foaming mold geometry fill easily. The introduction of the starting material takes this much less time in claim than before, since the starting material (semi-finished) in the foaming mold does not have to be fixed.
Ferner, da die Schäumform im wesentlichen vollständig mit Halbzeugkörpern (Vormaterialpartikel) aufgefüllt wird, ist die mit Vormaterial befüllte Schäumform gegenüber Erschütterungen unempfindlich und kann daher wesentlich schneller transportiert werden, als bisher (z.B. auf dem Weg vom Vorwärmofen zum Schäumofen).Further, because the foaming mold essentially complete with semi-finished bodies (Primary material particles) filled is, filled with starting material foaming mold against vibrations insensitive and can therefore be transported much faster than previously (for example, on the way from the preheating furnace to the foaming oven).
Durch viele ineinander greifende Oxidschichten der vielen Halbzeugkörper, kann der Schwingungsdämpfungswert des Schaums positiv erhöht werden. Da ferner das Schüttgut annähernd als homogener, formloser Körper mit konstantem Volumen und charakteristischen Eigenschaften (E-Modul, Dichte, Wärmeleitfähigkeit etc.) betrachtet werden kann, ist es leicht möglich, die Erwärmungs- und Aggregatzustandsänderungsphase mit Hilfe einer FE-Methode zu simulieren.By many interlocking oxide layers of many semi-finished, can the vibration damping value of the foam can be positively increased. Further, as the bulk material nearly as a homogeneous, shapeless body with constant volume and characteristic properties (modulus of elasticity, density, thermal conductivity etc.), it is easily possible to assess the warming and aggregate state change phase using a FE method.
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.preferred embodiments the method according to the invention and the device according to the invention are the subject of the respective subclaims.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung mit weiteren Einzelheiten näher beschrieben werden. Darin zeigen:in the The invention will be described below with reference to a drawing Details closer to be discribed. Show:
Bei der Herstellung eines Formteils aus Metallschaum nach dem pulvermetallurgischem Prinzip wird ein Metallpulver mit einem Treibmittelpulver vermischt und kompaktiert. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Kompaktieren durch Strangpressen, wodurch ein endloser Strangkörper (Vorkörper) aus fest miteinander verbundenen Metallteilchen entsteht, zwischen denen Treibmittelteilchen gasdicht eingeschlossen sind.at the production of a molded part of metal foam after the powder metallurgical In principle, a metal powder is mixed with a propellant powder and compacted. In a preferred embodiment of the method according to the invention takes place the compacting by extrusion, whereby an endless strand body (preform) of firmly interconnected metal particles formed between which Treibmittelteilchen are enclosed gas-tight.
Ein solcher Vorkörper oder Strangkörper weist (prinzipbedingt) zueinander parallele Außenkonturen in Strangpressrichtung, also senkrecht zu seinem Querschnitt auf. Die Querschnittsfläche wird hierbei durch die Ausgangsöffnung der Strangpresse definiert.One such preform or strand body has (due to the principle) mutually parallel outer contours in the extrusion direction, So perpendicular to its cross section. The cross-sectional area is here through the exit opening the extruder defined.
Bei einem solchen Strangkörper sind nahezu beliebige Querschnittsformen bzw. -flächen der denkbar. Einfache Querschnitte wie Kreise, Ovale oder mehreckige Körper wie beispielsweise Dreiecke, Vierecke oder Vielecke sind ebenso denkbar wie beliebige Kombinationen hiervon. Jedoch ist es keineswegs erforderlich, dass die Querschnittsfläche eine in sich geschlossene Fläche darstellt. So sind ein- oder mehrfach durchbrochene Querschnittsflächen, wie beispielsweise runde Ringflächen oder Querschnitte in Form einer "Acht" ebenso denkbar, wie eckige Ringquerschnitte oder Kombinationen aus diesen bzw. den zuvor genannten Querschnitten.at such a strand body are almost any cross-sectional shapes or surfaces of conceivable. Simple cross sections like circles, ovals or polygonal bodies like For example, triangles, squares or polygons are also conceivable like any combinations of these. However, it is by no means necessary that the cross-sectional area a self-contained area represents. So are one or more openwork cross-sectional areas, such as for example, round ring surfaces or cross sections in the form of an "eight" as conceivable, as well square ring sections or combinations of these or the previously mentioned cross sections.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Strangkörper mit einem Querschnitt ausgebildet, der aus mehreren zusammenlaufenden und/oder voneinander abzweigenden Schenkeln besteht. Insbesondere ist ein solcher Querschnitt "L-", "H-", "T-" oder "+" -förmig ausgebildet.In a preferred embodiment the method according to the invention becomes a strand body formed with a cross-section consisting of several converging and / or branching branches. Especially such a cross-section is "L-", "H-", "T-" or "+" -shaped educated.
Die Größe bzw. die Fläche des Strangkörpers kann hierbei nach Belieben variiert werden, um dadurch die Dichteverteilung und somit die Schaumkonsistenz des daraus erzeugten metallischen Formkörpers zu beeinflussen.The Size or the area of the extruded body can be varied as desired, thereby the density distribution and thus the foam consistency of the metallic material produced therefrom molding to influence.
Von
den auf diese Weise gefertigten Strangkörpern werden vorzugsweise gleichlange
Abschnitte abgetrennt, die als Vormaterialpartikel oder Halbzeugkörper bezeichnet
werden und in
In
den
Je
nach Größe und Struktur
des zu fertigenden metallischen Formkörpers können die einzelnen Halbzeugkörper größer oder
kleiner ausgebildet werden. Die jeweilige Struktur der Halbzeugkörper und insbesondere
auch ob sie hohl oder massiv ausgebildet sind, beeinflusst die Masse
der in ein vorgegebenes Volumen einer Schäumform
Durch
das Volumenmasseverhältnis,
also die Dichte des aus einzelnen Hohlkörpern
Eine Mischung mehrerer unterschiedlicher Halbzeugkörper zur Gestaltung unterschiedlicher Dichtestrukturen innerhalb des fertigen Schaumkörpers ist denkbar.A Mixture of several different semi-finished body for the design of different density structures within the finished foam body is conceivable.
In
Hierbei
besteht die Schäumform
Nachdem
der Hohlraum
Im
weiteren Verlauf des Verfahrens wird die so vorbereitete und mit
Halbzeugkörpern
Die
Größe der einzelnen
Schaumzellen ist durch das Mischungsverhältnis zwischen Metallpulver
und Treibmittelpulver einerseits, durch den Füllstand der Schäumform andererseits
bestimmbar. Der Füllgrad
der Schäumform
Ähnlich dem zuvor beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines Schaumkörpers als Verbundkörper, bei dem die Schäumform einen Teil, insbesondere die Außenhaut, des fertigen Schaumkörpers bildet, ist es auch möglich, einen Schaumkörper herzustellen, der als solches lediglich eine Schaumstruktur aufweist und bei dem die Schaumstruktur nicht fest mit der Schäumform verbunden wird, sondern von dieser ablösbar ist, so daß der Schaumkörper aus der Schäumform entnehmbar ist.Similar to previously described method for producing a foam body as Composite body in which the foaming mold a part, in particular the outer skin, of the finished foam body forms, it is also possible a foam body as such, having only a foam structure as such and wherein the foam structure is not firmly bonded to the foam mold is, but from this detachable is so that the foam body from the foaming mold is removable.
Bei dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst die Schäumform, wie zuvor beschrieben, vorgefertigt und mit Halbzeugkörper befüllt. Bei diesem Verfahren sind sowohl Einwegschäumformen wie auch mehrfach verwendbare Schäumformen denkbar. Die gefüllte Schäumform wird sodann erhitzt, wobei sich die Schaumstruktur in ihrem Inneren ausbildet. Auch hierbei kann ein Gehäuse der Schäumform ein- oder mehrteilig ausgebildet sein und mehrere Öffnungen aufweisen. Insbesondere kann eine derartige wiederverwendbare Schäumform einen Entnahmedeckel aufweisen, durch den der fertige Schaumkörper aus ihr entnehmbar ist.at This variant of the method according to the invention is first the foam mold, as described above, prefabricated and filled with semi-finished body. at This method is both Einwegschäumformen as well as multiple usable foam molds conceivable. The stuffed Foaming mold is then heated, wherein the foam structure forms in its interior. Here too, a housing the foaming mold be formed one or more parts and several openings exhibit. In particular, such a reusable foam form a Have removal cap, through which the finished foam body you are removable.
Nach dem Vorgang des Aufschäumens wird die gefüllte Schäumform 1 einem Abkühlvorgang unterzogen und sodann geöffnet, was insbesondere durch Entfernen des Entnahmedeckels erfolgen kann. Sodann wird der fertige geschäumte metallische Formkörper aus der Form entnommen und seiner weiteren Verwendung bzw. einer Endbearbeitung zugeführt.To the process of foaming will the filled foaming 1 a cooling process subjected and then opened, which can be done in particular by removing the removal lid. Then the finished foamed metallic moldings taken from the mold and its further use or a Finishing supplied.
Die
Schäumform
Die Schäumform und ihre Einzelteile sind vorzugsweise aus einem metallischen Material insbesondere einem eisenhaltigen Metall gefertigt. Es sind jedoch auch Schäumformen aus anderen, insbesondere aus keramischen Materialien oder Kunststoffen denkbar. Der Schmelzpunkt der Schäumform ist hierbei oberhalb des Schmelzpunktes des Halbzeuges anzusiedeln.The foaming mold and its individual parts are preferably made of a metallic material, in particular a ferrous metal. However, it is also conceivable foaming molds made of other, in particular of ceramic materials or plastics. The melting point of the foaming mold is in this case to settle above the melting point of the semifinished product.
Es versteht sich ebenfalls, dass die Schäumform auch als Teil einer Vielzahl von Schäumformen gleicher oder verschiedener Formen ausgebildet sein kann, wobei diese wiederum Teile einer Vorrichtung zum Herstellen metallischer Schaumkörper sein mögen.It It is also understood that the foaming mold is also part of a Variety of foam molds same or different forms may be formed, which in turn Be part of a device for producing metallic foam body to like.
In einer solchen Vorrichtung kann ferner beispielsweise eine Mischanlage zum Vermischen des Metallpulvers mit dem Treibmittelpulver vorgesehen sein. Daneben kann eine Kompaktierungsvorrichtung, insbesondere eine Stangenpressvorrichtung vorgesehen sein, sowie eine Zerstückelungs- bzw. Abtrenneinrichtung zum Teilen der ausgepressten Stangenkörper in vorzugsweise gleichgroße Halbzeugkörper.In Such a device may further include, for example, a mixing plant be provided for mixing the metal powder with the propellant powder. In addition, a compacting device, in particular a bar pressing device may be provided as well as a dismemberment or separating device for dividing the pressed-rod body in preferably the same size Semi-finished body.
Auch kann eine Wechselvorrichtung vorgesehen sein, die als Teil der Stangenpressvorrichtung einen jeweils erwünschten Stangenkörper-Profilquerschnitt erzeugt, indem sie den Ausgabequerschnitt der Kompaktierungsvorrichtung verändert. Schließlich kann ei ne Befüllvorrichtung für die Schäumformen, deren Öffnungen automatisch öffnend und verschließbar sein können, vorgesehen sein.Also may be provided a change device, which as part of the bar pressing device a each desired Rod body-profile cross section generated by the output section of the compaction device changed. After all can ei ne filling device for the foam molds, their openings automatically opening and lockable could be, be provided.
Auch eine Speichervorrichtung ist denkbar, in der unterschiedliche Formen von vorgefertigten Halbzeugkörpern speicherbar und aus dieser abrufbar sind. Die gesamte Vorrichtung kann automatisch durch eine zentrale Steuer- und Überwachungseinheit bedienbar sein.Also a storage device is conceivable in which different forms of prefabricated semi-finished bodies storable and retrievable from this. The entire device can be done automatically by a central control and monitoring unit be operable.
Hierdurch kann das erfindungsgemäße Verfahren in kleinen und großen Stückzahlen automatisch durchgeführt werden. Auch kann eine derartige Vorrichtung eine automatische Schäumform- Entleerungsstation enthalten.hereby can the inventive method in small and big ones numbers automatically performed become. Also, such a device can be an automatic Schäumform- Emptying station included.
Die Form der Halbzeugkörper ist jedoch keineswegs auf stangengepresste Körper beschränkt. Kugelförmige und/oder innen hohle Körper bzw. Granulate sind Beispiele für weitere Formen der Halbzeugkörper.The Shape of the semi-finished body however, is by no means limited to rod-pressed bodies. Spherical and / or hollow inside body or granules are examples of other forms of semi-finished body.
Darüber hinaus sind weitere Ausführungsformen erfindungsgemäßer Schaumkörper denkbar, bei denen zusätzliche vorgefertigte Komponenten in die Schaumstruktur mit eingebunden werden. So sind beispielsweise Hohlkörperelemente denkbar, die im Inneren der Schäumform befestigt werden bzw. zwischen die Halbzeugkörper eingelegt werden, um so Schaumkörper mit Hohlräumen ausbilden zu können.Furthermore are other embodiments conceivable foam body according to the invention, where additional prefabricated components integrated into the foam structure become. For example, hollow body elements are conceivable inside the foaming mold be attached or inserted between the semi-finished body so as to foam body with cavities to be able to train.
Ebenso ist es denkbar, Durchbrüche bzw. Durchführungen in Schaumkörpern auszubilden, indem Rohrkörper in der Schäumform angeordnet oder mit dieser verbunden werden.As well it is conceivable breakthroughs or bushings in foam bodies train by tube body in the foaming mold be arranged or connected to this.
Auch ist es denkbar, Armaturen wie beispielsweise Befestigungsösen, Griffe oder Elemente an dem Schaumkörper auszubilden, indem diese Komponenten in oder an der Schäumform angeordnet werden und dann während des Erhitzens der Halbzeugkörper in der dadurch entstehenden zusammenhängenden Schaumstruktur zumindest teilweise ein- bzw. umschlossen werden, so daß eine fest Verbindung der Komponenten mit der Schaumstruktur entsteht. Hierzu mag an den Komponenten eine entsprechende Ankerstruktur bzw. Widerhakenstruktur ausgebildet sein, so daß sie sich nicht aus der Schaumstruktur nach deren Abkühlen lösen können.Also It is conceivable, fittings such as eyelets, handles or elements on the foam body form by arranging these components in or on the foaming mold and then while heating the semi-finished body in the resulting contiguous foam structure at least partially enclosed or enclosed, so that a firm connection of the Components with the foam structure arises. This may be due to the components one corresponding anchor structure or barb structure formed be so that they can not dissolve out of the foam structure after cooling.
Diese zusätzlichen Komponenten mögen bei Schaumkörpern ausgebildet sein, die ansonsten lediglich aus einer Schaumstruktur bestehen, wie auch solchen Schaumkörpern, die als Verbundkörper ausgebildet sind. Während des Aufschäumens der Schaumkörper können diese Komponenten innerhalb der Schäumform angeordnet sein oder durch die Schäumform hinein- bzw. herausragen.These additional Like components in foam bodies be formed, which otherwise only a foam structure exist, as well as those foam bodies, which are formed as a composite body are. While of foaming the foam body can these components may be disposed within the foam mold or through the foaming mold in or out.
Auf diese Weise kann eine Vielzahl unterschiedlicher Metallschaumkörper hergestellt werden, die für die unterschiedlichsten Einsatzzwecke in der beschriebenen Art und Weise bzw. Variationen hiervon Verwendung finden können.On This way, a variety of different metal foam body can be produced be that for a variety of purposes in the manner described and Way or variations thereof can be used.
Es sind Metallschäume unterschiedlichster Metalle bzw. Legierungen denkbar, wobei es auch möglich ist, die Schaumkörper nicht nur aus reinen Metallkomponenten herzustellen, sondern auch Strukturen auszubilden, bei denen Metalle und Nichtmetalle als Mischung oder Gemenge in die Schäumform eingebracht werden, um so Strukturen unterschiedlichster Art für unterschiedlichste Anwendungen zu bilden.It are metal foams different metals or alloys conceivable, whereby it is also possible the foam bodies not only from pure metal components, but also structures train in which metals and non-metals as a mixture or Mixture in the foaming mold be introduced so as to structures of different kinds for different To form applications.
Hierbei ist es ferner denkbar, bereits die Halbzeugkörper durch Vermischen metallischer und nichtmetallischer Materialien entsprechend zu konfigurieren, oder aber auch metallische Halbzeugkörper und nichtmetallische Halbzeugkörper herzustellen, und diese dann entsprechend einem für die jeweilige Anwendung gewünschten Mischungsverhältnis in die Schäumform einzufüllen.in this connection It is also conceivable, even the semi-finished body by mixing metallic and non-metallic materials accordingly, or also to produce metallic semi-finished body and non-metallic semi-finished body, and then this one for the particular application desired mixing ratio into the foaming mold fill.
Ebenso ist es möglich, die zuvor erwähnten Komponenten, insbesondere Hohlkörper oder Befestigungsvorrichtungen aus nichtmetallischen Material ebenso wie aus metallischen Material zu fertigen und somit Schaumkörper unterschiedlichster Konsistenz zu fertigen.It is also possible to manufacture the aforementioned components, in particular hollow bodies or fastening devices made of non-metallic material as well as of metallic material, and thus to produce foams of different consistency.
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