[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gießform zum Kokillengießen. Weiterhin betrifft
die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Gießform zum Kokillengießen, sowie
ein Verfahren zum Kokillengießen von Bauteilen.
[0002] Bekannt sind Gießformen zum Kokillengießen, wobei eine Kokille als Dauerform verwendet
wird. Die Kokille ist dabei formgebend für das zu gießende Bauteil. Wenn Bauteile
mit Hinterschnitten und/oder Hohlräumen gegossen werden sollen, ist zudem die Verwendung
von Gießkernen bekannt, welche beispielsweise aus Sand gebildet sein können. Alternativ
oder zusätzlich werden Kokillen mit Schiebern verwendet. Ein derartiger Schieber wird
nach dem Erstarren des Bauteils aus dem Hinterschnitt bzw. Hohlraum herausgezogen,
sodass eine Entformung des Bauteils möglich ist. Die Kokillen erfordern üblicherweise
eine sehr aufwändige und kostenintensive Fertigung, da insbesondere für Bauteile mit
unterschiedlichen Geometrien auch entsprechend angepasste unterschiedliche Kokillen
erforderlich sind.
[0003] Es ist daher eine Aufgabe vorliegender Erfindung, eine Gießform zum Kokillengießen
bereitzustellen, welche eine effiziente und kostengünstige Herstellung von Bauteilen
unterschiedlicher Geometrien ermöglicht. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung,
ein einfaches und kosteneffizientes Verfahren zur Herstellung einer Gießform bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Kokillengießen von Bauteilen
bereitzustellen, mit dem effizient und kostengünstig Bauteile unterschiedlicher Geometrien
hergestellt werden können.
[0004] Die Aufgabe wird gelöst durch eine Gießform gemäß dem Anspruch 1, durch ein Verfahren
zum Herstellen einer Gießform gemäß dem Anspruch 10, und durch ein Verfahren zum Kokillengießen
gemäß dem Anspruch 14.
[0005] Die erfindungsgemäße Gießform umfasst eine Kokille und ein Einlegeteil. Das Einlegeteil
ist innerhalb der Kokille angeordnet. Das Einlegeteil und ein Teilbereich der Kokille
sind gemeinsam formgebend für eine Außenkontur eines mittels der Gießform zu gießenden
Bauteils.
[0006] Mit anderen Worten ist die Gießform zweiteilig ausgebildet mit der Kokille und mit
dem zusätzlichen Einlegeteil, das in der Kokille angeordnet ist. Bevorzugt sind Kokille
und Einlegeteil miteinander verbunden, insbesondere sodass das Einlegeteil unbeweglich
an der Kokille befestigt ist. Das Einlegeteil ist dabei formgebend für einen Teil
der Außenkontur des zu gießenden Bauteils. Der restliche Teil der Außenkontur des
zu gießenden Bauteils wird durch die Kokille bestimmt.
[0007] Bevorzugt ist das Einlegeteil für mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 70 %, der
Außenkontur des zu gießenden Bauteils formgebend.
[0008] Als Außenkontur des zu gießenden Bauteils wird insbesondere eine von außen zugängliche
Oberfläche des zu gießenden Bauteils angesehen. Bevorzugt definiert die Außenkontur
maximale Außenabmessungen des zu gießenden Bauteils. Insbesondere kann das zu gießende
Bauteil zusätzlich eine Innenkontur aufweisen, welche einen Hohlraum in dem zu gießenden
Bauteil aufweist, das heißt eine Innenkontur, die nicht von außen zugänglich ist.
[0009] Die erfindungsgemäße Gießform bietet den Vorteil, dass diese besonders einfach und
kostengünstig herstellbar ist und auf einfache und kostengünstige Weise zum Gießen
von Bauteilen unterschiedlicher Geometrien verwendet werden kann. Dadurch, dass das
Einlegeteil in der Kokille verwendet wird, welches teilweise für die Außenkontur des
zu gießenden Bauteils formgebend ist, kann auch bei komplexen Bauteilgeometrien eine
Kokille mit einfacher und kostengünstig herstellbar Geometrie verwendet werden. Beispielsweise
kann eine Kokille mit einfacher Wannenform, vorzugsweise mit quaderförmiger Gießkavität,
verwendet werden. Bereiche des zu gießenden Bauteils mit komplexerer Außengeometrie
können dabei durch das Einlegeteil abgebildet werden. Dabei ergibt sich der Vorteil,
dass das Einlegeteil separat zur Kokille gefertigt werden kann. Beispielsweise können
somit kostengünstige Verfahren zur Herstellung des Einlegeteils verwendet werden.
Zudem kann eine einfache Anpassung der Gießform an unterschiedliche Geometrien der
zu gießenden Bauteile erfolgen, indem bei gleicher Kokillen-Geometrie ein anderes
Einlegeteil verwendet wird. Die Gießform eignet sich somit insbesondere auch zur Herstellung
von Kleinserien-Bauteilen mit hoher Flexibilität der Bauteilgeometrie beiden niedrigen
Kosten pro herzustellenden Bauteil und Gießform.
[0010] Bevorzugt steht zumindest 30 %, bevorzugt zumindest 50 %, einer gesamten Oberfläche
des Einlegeteils in Kontakt mit der Kokille. Insbesondere ist der restliche Anteil
der Oberfläche des Einlegeteils formgebend für das zu gießende Bauteil. Bevorzugt
stehen Einlegeteil und Kokille in einem Flächenkontakt zueinander, das heißt, die
Kokille weist eine oder mehrere ebene Wände auf, an denen das Einlegeteil angeordnet
ist. Dadurch kann eine besonders einfache Geometrie der Kokille und ein einfacher
Zusammenbau der Gießform ermöglicht werden, wodurch die Herstellungskosten der Gießform,
sowie auch das Gießen von Bauteilen besonders kostengünstig ermöglicht werden kann.
[0011] Besonders bevorzugt ist das Einlegeteil ein schichtweise aufgebautes 3D-Druck-Bauteil.
Das heißt, das Einlegeteil weist eine Schichtstruktur auf, welche insbesondere mittels
3D-Drucken hergestellt ist. Damit kann das Einlegeteil mit komplexer Geometrie auf
einfache Weise und kostengünstig hergestellt werden. Insbesondere können für verschiedene
zu gießende Bauteile auf besonders einfache Weise unterschiedliche Einlegeteile bereitgestellt
werden, da beispielsweise bei der Herstellung der Einlegeteile nur eine Anpassung
der Rohdaten für den 3D-Druck erforderlich ist. Ferner können Einlegeteil mit besonders
niedrigen Toleranzen in deren Geometrie bereitgestellt werden.
[0012] Vorzugsweise ist das Einlegeteil als verlorenes Formteil ausgebildet. Insbesondere
wird als verlorenes Formteil ein Teil der Gießform angesehen, welche nur für einen
einzigen Gießvorgang verwendet werden kann, beispielsweise wie ein verlorener Kern.
Dadurch ist für jedes zu gießende Bauteil jeweils eine separate Herstellung eines
entsprechenden Einlegeteils notwendig. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass für jedes
zu gießende Bauteil individuell ein dessen Außenkontur formgebendes Einlegeteil hergestellt
wird, wobei eine einfache und flexible Anpassung ermöglicht wird. Beispielsweise können
auf einfache Weise Rippen und/oder Verstrebungen und/oder Nuten und/oder Wandverdickungen
an dem zu gießenden Bauteil erzeugt werden.
[0013] Weiter bevorzugt ist das Einlegeteil aus einem keramischen Material, bevorzugt aus
Sand, gebildet. Somit ist das Einlegeteil ähnlich einem Sandkern ausgebildet, wodurch
eine einfache und kostengünstige Herstellung komplexer Geometrien ermöglicht wird.
Im Falle eines 3D-Druck-Bauteils als Einlegeteil kann dieses beispielsweise mittels
Binder Jetting hergestellt sein.
[0014] Besonders bevorzugt umfasst die Gießform ferner einen Gießkern. Der Gießkern ist
formgebend für eine Innenkontur des zu gießenden Bauteils. Insbesondere ist der Gießkern
derart ausgebildet, dass die Innenkontur einen Hohlraum in dem zu gießenden Bauteil
bildet. Als Hohlraum wird insbesondere eine offene, oder alternativ geschlossene Kavität
in dem zu gießenden Bauteil angesehen. Durch den Gießkern können somit Bereiche des
zu gießenden Bauteils ausgebildet werden, welche in Bezug auf eine Entformungsrichtung
nach dem Gießen Hinterschneidungen aufweisen. Dadurch können Bauteile mit komplexen
Geometrien auf einfache und kostengünstige Weise hergestellt werden.
[0015] Vorzugsweise sind das Einlegeteil und der Gießkern gemeinsam als ein einstückiges
Formteil ausgebildet. Insbesondere kann das gemeinsame Formteil aus Einlegeteil und
Gießkern dadurch in einem einzigen Schritt in der Kokille angeordnet werden. Somit
kann eine einfache und kostengünstige Herstellung der Gießform ermöglicht werden.
Bevorzugt kann das einstückige Formteil aus mehreren Einlegeteilen und/oder mehreren
Gießkernen gebildet sein. Besonders bevorzugt wird das einstückige Formteil als ein
integrales Bauteils mittels 3D-Drucken hergestellt.
[0016] Bevorzugt ist die Kokille schieberlos ausgebildet. Das heißt, die Kokille weist keinen
Schieber auf. Insbesondere weist die Kokille ausschließlich starre bzw. unbewegliche
Wände auf, die eine Gießkavität definieren, in der das Einlegeteil angeordnet ist
und in die die Schmelze eingegossen wird. Damit kann eine besonders einfache und kostengünstige
Kokille bereitgestellt werden.
[0017] Alternativ bevorzugt weist die Kokille mindestens einen Schieber auf. Insbesondere
ist der mindestens eine Schieber eingerichtet, um, beispielsweise lokal, einen Hinterschnitt
in dem zu gießenden Bauteil auszubilden. Beispielsweise kann ein Schieber auch eine
Bestückung der Kokille mit dem Einlegeteil vereinfachen und/oder ein Niederhalten
des Einlegeteils ermöglichen.
[0018] Vorzugsweise weist die Kokille eine Gießkavität auf, in welcher das Einlegeteil angeordnet
ist. Insbesondere kann die Gießkavität wannenförmig ausgebildet sein. Bevorzugt weist
die Gießkavität eine Quaderform auf. Somit kann eine Kokille mit besonders einfacher
Geometrie bereitgestellt werden.
[0019] Besonders bevorzugt umfasst die Gießform ferner einen Stützkern. Der Stützkern ist
eingerichtet, um den Gießkern relativ zur Kokille zu halten. Der Stützkern kann beispielsweise
ausschließlich zur Stützwirkung des Gießkerns vorgesehen sein. Alternativ kann der
Stützkern zusätzlich eine formgebende Wirkung für einen Teil des zu gießenden Bauteil
aufweisen. Insbesondere können mit dem Stützkern somit frei hängende Bereiche des
Gießkerns abgestützt werden, um eine hohe mechanische Stabilität des Gießkerns während
des Gießverfahrens sicherzustellen.
[0020] Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Gießform zum
Kokillengewiesen. Vorzugsweise wird mittels des Verfahrens die oben beschriebene Gießform
hergestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte:
- Bereitstellen einer Kokille,
- Herstellen eines Einlegeteils, und
- Anordnen des Einlegeteils innerhalb der Kokille.
Dabei wird das Einlegeteil derart hergestellt, dass das Einlegeteil gemeinsam mit
einem Teilbereich der Kokille formgebend für eine Außenkontur des zu gießenden Bauteils
ist. Das Verfahren erlaubt somit bei einfacher und kostengünstiger Durchführbarkeit
eine Herstellung von Gießformen, die auch komplexe Bauteilgeometrien abbilden können.
[0021] Bevorzugt wird das Herstellen des Einlegeteils mittels 3D-Drucken durchgeführt. Beispielsweise
kann als 3D-Drucken ein sogenanntes "Binder Jetting" durchgeführt werden, bei dem
auf ein pulverförmiges Material, das schichtweise aufgetragen wird, schichtweise ein
Bindemittel insbesondere mittels eines Druckkopfes, aufgebracht wird, um schichtweise
das Einlegeteil herzustellen. Dadurch kann auf besonders einfache und kostengünstige
Weise ein Einlegeteil mit komplexer Geometrie erstellt werden. Zudem können bei ansonsten
gleich bleibenden aufeinanderfolgenden Gießvorgängen auf einfache Weise Einlegeteile
mit unterschiedlichen Geometrien hergestellt werden, da beim 3D-Drucken beispielsweise
keine Negativformen des Einlegeteils oder dergleichen erforderlich sind.
[0022] Besonders bevorzugt umfasst das Verfahren ferner den Schritt: Herstellen eines Gießkerns.
Der Gießkern wird dabei derart hergestellt, dass dieser formgebend für eine Innenkontur
des zu gießenden Bauteils ist. Besonders bevorzugt ist der Gießkern derart formgebend
für die Innenkontur ausgebildet, dass die Innenkontur einen Hohlraum in dem zu gießenden
Bauteil aufweist. Das heißt, der Gießkern ist vorgesehen, um den Hohlraum in dem zu
gießenden Bauteil zu bilden. Vorzugsweise wird der Gießkern nach dessen Herstellung
innerhalb der Kokille angeordnet. Dadurch können Bauteile mit besonders komplexen
Geometrien, wie beispielsweise mit Hinterschneidungen, auf einfache Weise und kostengünstig
gegossen werden.
[0023] Vorzugsweise erfolgt das Herstellen des Einlegeteils und das Herstellen des Gießkerns
in einem einzigen Schritt. Einlegeteil und Gießkern werden dabei derart hergestellt,
dass das Einlegeteil und der Gießkern gemeinsam als ein einstückiges Formteil hergestellt
werden. Dadurch kann eine besonders effiziente Durchführung des Verfahrens ermöglicht
werden.
[0024] Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Kokillengießen von Bauteilen,
insbesondere mittels einer oben beschriebenen Gießform. Das Verfahren zum Kokillengießen
umfasst die Schritte:
- Herstellen einer Gießform mittels des oben beschriebenen Verfahrens zum Herstellen
einer Gießform, und
- Gießen des Bauteils.
Vorzugsweise werden Bauteile aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gegossen.
Das Verfahren eignet sich dabei insbesondere zur kostengünstigen Herstellung von Bauteilen
mit komplexen Geometrien in Kleinserien, da beispielsweise Geometrievariationen von
nacheinander mittels der Gießform gegossenen Bauteilen besonders einfach durchführbar
sind.
[0025] Bevorzugt umfasst das Verfahren zum Kokillengießen die Schritte:
- Herstellen einer ersten Gießform, welche eine erste Kokille und ein erstes Einlegeteil
aufweist,
- Gießen eines ersten Bauteils mittels der ersten Gießform,
- Entformen des ersten Bauteils von der ersten Gießform,
- Herstellen einer zweiten Gießform, welche die erste Kokille und ein zweites Einlegeteil
aufweist,
- Gießen eines zweiten Bauteils mittels der zweiten Gießform, und
- Entformen des zweiten Bauteils von der zweiten Gießform.
Insbesondere weisen dabei das erste Einlegeteil und das zweite Einlegeteil unterschiedliche
Geometrien auf. Mit anderen Worten werden zwei voneinander unterschiedliche Bauteile
mittels jeweiliger Gießformen gegossen, wobei die erste Kokille für die zweite Gießform
wiederverwendet wird. Das heißt, das Herstellen der zweiten Gießform erfolgt mittels
Wiederverwenden der ersten Gießform und durch Bereitstellen eines zweiten Einlegeteils,
welches insbesondere vom ersten Einlegeteil unterschiedlich sein kann. Dadurch können
besonders einfach und kostengünstig Bauteile mit unterschiedlichen Geometrien gegossen
werden, wobei durch Wiederverwenden der ersten Kokille nur ein Teil der Gießform neu
hergestellt bzw. angepasst werden muss. Dadurch dass die Einlegeteile beispielsweise
mittels 3D-Drucken kostengünstig und einfach mit flexiblen Geometrie hergestellt werden
können, kann die Anpassung der Geometrien besonders einfach erfolgen, beispielsweise
indem nur die für den 3D-Druck verwendeten CAD-Daten der zu druckenden Einlegeteile
angepasst werden.
[0026] Besonders bevorzugt unterscheiden sich die beiden Einlegeteile dadurch, dass eines
der Einlegeteile so ausgebildet ist, um zusätzliche Rippen und/oder Verstrebungen
und/oder Nuten und/oder Wandverdickungen an dem entsprechenden zu gießenden Bauteil
auszubilden.
[0027] Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen genauer erläutert.
Hierzu zeigen:
- Figur 1
- eine Schnittansicht einer Gießform gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- Figur 2
- eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Formteils einer Gießform gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- Figur 3
- eine perspektivische Detailansicht des Formteils der Figur 3,
- Figur 4
- eine weitere Detailansicht des Formteils der Figur 3,
- Figur 5
- eine Schnittansicht einer Gießform gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
und
- Figur 6
- eine Schnittansicht einer Gießform gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
[0028] Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Gießformen
1 zum Kokillengießen beschrieben. Dabei wird auf die Figuren 1 bis 6 Bezug genommen.
Gleiche bzw. funktional gleiche Bauteile sind stets mit denselben Bezugszeichen versehen.
[0029] Figur 1 zeigt eine Schnittansicht einer Gießform 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Die Gießform 1 umfasst eine Kokille 2 und ein Formteil 3.
[0030] Die Kokille 2 ist als Dauerform ausgebildet, und vorzugsweise aus einem Metall, wie
beispielsweise Stahl, gebildet. Die Kokille 2 weist eine Gießkavität 20 auf, welche
durch Wände 23 der Kokille 2 definiert ist, und welche als wannenförmige Vertiefung
ausgebildet ist. Insbesondere weist die Gießkavität 20 eine Quaderform auf.
[0031] In die Gießkavität 20 wird zum Gießen des herzustellenden Bauteils eine flüssige
Schmelze eingegossen, beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung.
[0032] Für eine Formgebung, das heißt eine Definition der Bauteilgeometrie, des zu gießenden
Bauteils ist ein Teil der Kokille 2, im Detail eine Innenwand der Gießkavität 20,
sowie zusätzlich das Formteil 3 gemeinsam vorgesehen. Dadurch kann die besonders einfache
wannenförmige Geometrie der Gießkavität 20 der Kokille 2 bereitgestellt werden, wobei
gleichzeitig durch das Formteil 3 eine komplexe 3D-Geometrie des zu gießenden Bauteils
erzeugt werden kann. Zudem kann die Kokille 2 durch das Formteil 3 schieberlos ausgebildet
werden.
[0033] Das Formteil 3 ist dabei als verlorenes Formteil aus einem Sand gebildet. Das heißt,
das Formteil 3 wird nur für genau einen einzigen Gießvorgang verwendet. Nach dem Erstarren
der Schmelze in der Gießform 1 wird das Formteil 3 beispielsweise durch Zerstören
aus dem erstarrten Material entfernt.
[0034] Das Formteil 3 ist ein 3D-Druck-Bauteil, welches mittels 3D-Drucken hergestellt wird.
Hierbei wird das Formteil 3 schichtweise aus dem Sand aufgebaut. Dadurch kann auf
einfache und effiziente Weise ein Formteil 3 mit komplexer Geometrie erzeugt werden.
[0035] Das Formteil 3 weist zwei voneinander unterschiedliche Bereiche auf, nämlich ein
Einlegeteil 32 und einen Gießkern 31. Einlegeteil 32 und Gießkern 31 sind dabei gemeinsam
als ein einstückiges Bauteil zu dem Formteil 3 ausgebildet. Das heißt, Einlegeteil
32 und Gießkern 31 werden gemeinsam in einem einzigen Herstellungsschritt mittels
3D-Drucken hergestellt.
[0036] Das Einlegeteil 32 steht in Kontakt mit den Wänden 23 der Kokille 2. Dabei stehen
mindestens 30 % der Oberfläche des Einlegeteils 32 in Kontakt mit den Wänden 23 der
Kokille 2. Dadurch sind das Einlegeteil 32 und ein Teilbereich der Kokille 2, nämlich
diejenigen Teilbereiche der Wände 23, an denen das Einlegeteil 32 nicht anliegt, formgebend
für eine Außenkontur des zu gießenden Bauteils.
[0037] Der Gießkern 31 ist formgebend für eine Innenkontur des zu gießenden Bauteils. Dabei
ist der Gießkern 31 so ausgebildet, dass die Innenkontur des zu gießenden Bauteils
einen Hohlraum aufweist.
[0038] Mittels der erfindungsgemäßen Gießform 1 können beispielsweise Zylinderköpfe für
Verbrennungsmotoren von Fahrzeugen, wie beispielsweise Personenkraftwagen, gegossen
werden. Der Gießkern 31 ist dabei unter anderem formgebend für Einlass- und Auslasskanäle
in dem Zylinderkopf.
[0039] Figur 2 zeigt eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Formteils 3 einer Gießform
1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das zweite Ausführungsbeispiel
entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel der Figur 1, mit dem Unterschied,
dass das Formteil 3 zusätzlich einen Stützkern 4 sowie Abstützungen 34 aufweist.
[0040] Detailansichten des Formteils 3 der Figur 2 sind außerdem in den Figuren 3 und 4
dargestellt, wobei das Formteil 3 jeweils ohne Abstützungen 34 dargestellt ist, und
wobei Figur 3 eine Explosionsansicht darstellt.
[0041] Die Abstützungen 34 sind vorzugsweise aus demselben Material wie Einlegeteil 32 und
Gießkern 31 und gemeinsam mit diesen Elementen als ein einstückiges Bauteil, also
zu dem Formteil 3, ausgebildet. Die Abstützungen 34 erhöhen dabei eine mechanische
Stabilität des Formteils 3. Insbesondere verringern die Abstützungen 34 beim Handling
des Formteils 3 auftretende mechanische Belastungen von Gießkern 31 und/oder Einlegeteil
32 durch zusätzliche Aufnahme von mechanischen Kräften.
[0042] Der Stützkern 4 ist vorzugsweise aus demselben Material wie Einlegeteil 32 und Gießkern
31 ausgebildet, jedoch als ein separates Bauteil zum Formteil 3 ausgebildet (vergleiche
insbesondere Figur 3). Der Stützkern 4 kann beispielsweise vor dem Anordnen des Formteils
3 in der Kokille 2 in dieser angeordnet werden. Der Stützkern 4 ist dabei vorgesehen,
um den Gießkern 31 entgegen einer Richtung einer Gravitationskraft mechanisch abzustützen,
um beispielsweise Beschädigungen des Gießkerns 31 zu vermeiden.
[0043] Das Gießen der Bauteile kann mit den Gießformen 1 sämtlicher Ausführungsbeispiele
derart erfolgen, dass die Kokille 2 wiederverwendet wird, während für jedes neue zu
gießende Bauteil ein neues Formteil 3 hergestellt wird. Dadurch, dass das Formteil
3 mittels 3D-Drucken hergestellt wird, bietet sich der Vorteil, dass auf einfache
und kostengünstige Weise unterschiedliche Formteile 3 für aufeinanderfolgende Gießvorgänge
verwendet werden können. Dies wird beispielhaft anhand der Ausführungsbeispiele Figuren
5 und 6 erläutert.
[0044] Figur 5 zeigt eine Schnittansicht einer Gießform 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, wobei von dem Formteil 3 nur der Gießkern 31 dargestellt ist. Das dritte
Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel der
Figur 1, mit dem Unterschied, dass die Kokille 2 zweiteilig ausgebildet ist mit einer
ersten Formhälfte 21 und einer zweiten Formhälfte 22. Die beiden Formhälften 21, 22,
sind dabei lösbar aneinander befestigbar. Dadurch kann ein vereinfachtes zusammenbauen
der Gießform 1 insbesondere durch eine vereinfachte Montage des Formteils 3 in der
Kokille 2, erfolgen.
[0045] Im dritten Ausführungsbeispiel der Figur 5 sind außerdem Halterungen 35 am Gießkern
31 vorgesehen, mittels welchen der Gießkern 31 in der Kokille 2, im Detail an einer
Kontaktfläche zwischen den beiden Formhälfte 21, 22 gehalten wird.
[0046] Figur 6 zeigt eine Schnittansicht einer Gießform 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Das vierte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem dritten
Ausführungsbeispiel der Figur 5, mit dem Unterschied eines alternativen Gießkerns
31. Insbesondere umfasst die Gießform 1 der Figur 6 dieselbe Kokille 2 der Figur 5.
Durch Austausch des Gießkerns 31 kann ein weiteres Bauteil mit einer alternativen
Geometrie erzeugt werden. Dabei sind im Gießkern 31 des vierten Ausführungsbeispiels
im Unterschied zum Gießkern 31 des dritten Ausführungsbeispiels mehrere Aussparungen
vorgesehen, welche dazu eingerichtet sind, um Nuten 6, Rippen 7, und Wandverdickungen
8 an dem zu gießenden Bauteil zu erzeugen. Beispielsweise können derartige Nuten 6,
Rippen 7, und Wandverdickungen 8 vorgesehen werden, um das entsprechende zu gießende
Bauteil mechanisch stabiler auszugestalten.
[0047] Die Gießkerne 31 der Figuren 6 und 5 weisen somit unterschiedliche Geometrien auf,
welche durch das 3D-Drucken besonders einfach und kostengünstig bereitgestellt werden
können. Somit können insbesondere Bauteile in Kleinserien und/oder Einzelbauteile
mit der erfindungsgemäßen Gießform 1 mit niedrigen Kosten und effizient hergestellt
werden.
Bezugszeichenliste
[0048]
- 1
- Gießform
- 2
- Kokille
- 3
- Formteil
- 4
- Stützkern
- 6
- Nuten
- 7
- Rippen
- 8
- Verdickung
- 20
- Gießkavität
- 21
- erste Formhälfte
- 22
- zweite Formhälfte
- 23
- Wände
- 31
- Gießkern
- 32
- Einlegeteil
- 34
- Abstützung
- 35
- Halterungen
1. Gießform zum Kokillengießen, umfassend:
- eine Kokille (2), und
- ein Einlegeteil (32), welches innerhalb der Kokille (2) angeordnet ist,
- wobei das Einlegeteil (32) gemeinsam mit einem Teilbereich der Kokille (2) formgebend
für eine Außenkontur eines zu gießenden Bauteils ist.
2. Gießform nach Anspruch 1, wobei zumindest 30%, bevorzugt zumindest 40%, einer Oberfläche
des Einlegeteils (32) in Kontakt mit der Kokille (2) steht.
3. Gießform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Einlegeteil (32) ein schichtweise
aufgebautes 3D-Druck-Bauteil ist.
4. Gießform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Einlegeteil (32) als verlorenes
Formteil ausgebildet ist.
5. Gießform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Einlegeteil (32) aus einem
keramischen Material, insbesondere aus Sand, gebildet ist.
6. Gießform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Gießkern
(31), der formgebend für eine Innenkontur des zu gießenden Bauteils ist, insbesondere
derart, dass die Innenkontur einen Hohlraum in dem zu gießenden Bauteil aufweist.
7. Gießform nach Anspruch 6, wobei das Einlegeteil (32) und der Gießkern (31) gemeinsam
als ein einstückiges Formteil (3) ausgebildet sind.
8. Gießform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kokille (2) schieberlos
ausgebildet ist, oder wobei die Kokille (2) mindestens einen Schieber aufweist.
9. Gießform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Stützkern
(4), welcher eingerichtet ist, den Gießkern (3) relativ zur Kokille (2) zu halten.
10. Verfahren zum Herstellen einer Gießform (1), insbesondere nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, umfassend die Schritte:
- Bereitstellen einer Kokille (2),
- Herstellen eines Einlegeteils (32), und
- Anordnen des Einlegeteils (32) innerhalb der Kokille (2),
- wobei das Einlegeteil (32) derart hergestellt wird, dass das Einlegeteil (32) gemeinsam
mit einem Teilbereich der Kokille (2) formgebend für eine Außenkontur des zu gießenden
Bauteils ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Herstellen des Einlegeteils (32) mittels 3D-Drucken
erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend den Schritt:
- Herstellen eines Gießkerns (31),
- wobei der Gießkern (31) derart hergestellt wird, dass dieser formgebend für eine
Innenkontur des zu gießenden Bauteils ist, insbesondere derart, dass die Innenkontur
einen Hohlraum in dem zu gießenden Bauteil aufweist.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Herstellen des Einlegeteils (32) und das Herstellen
des Gießkerns (31) in einem einzigen Schritt erfolgt, sodass das Einlegeteil (32)
und der Gießkern (31) gemeinsam als ein einstückiges Formteil (3) hergestellt werden.
14. Verfahren zum Kokillengießen von Bauteilen, insbesondere mittels einer Gießform (1)
nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend die Schritte:
- Herstellen einer Gießform (1) mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche
10 bis 13, und
- Gießen des Bauteils.
15. Verfahren zum Kokillengießen nach Anspruch 14, umfassend die Schritte:
- Herstellen einer ersten Gießform (1), welche eine erste Kokille (2) und ein erstes
Einlegeteil (32) aufweist,
- Gießen eines ersten Bauteils mittels der ersten Gießform (1),
- Entformen des ersten Bauteils von der ersten Gießform (1),
- Herstellen einer zweiten Gießform (1), welche die erste Kokille (2) und ein zweites
Einlegeteil (32) aufweist,
- Gießen eines zweiten Bauteils mittels der zweiten Gießform (1), und
- Entformen des zweiten Bauteils von der zweiten Gießform.