VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON GUSSTEILEN MIT MIKROKANÄLEN

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gussteilen mit Mikrokanälen. In verschiedensten technischen Prozessen, Anwendungen und Bauteilen ist es notwendig, überschüssige Wärme abzuführen und Bauteile vor einer Überhitzung zu schützen oder gezielt zu temperieren. Bei vielen Anwendungen wie beispielsweise Spulen in elektrischen Maschinen oder Kühlelementen in Batterien ist neben dem zu gewährleistenden Wärmeaustausch- und Abtransport der zur Verfügung stehenden Bauraum für die Bauteiltemperierung sowie der Bedarf möglichst dicht an die zu temperierenden Komponenten heran zu kommen von entscheidender Bedeutung. Bei Spulen in E-Maschinen wird die Kühlung heutzutage beispielsweise über eine gerichtete Zwangsbelüftung mittels Anströmen mit Luft erreicht. Nachteilig dabei ist, dass der Motor mit Luft durchströmt werden muss, wodurch Verschmutzungen in den Motor eingetragen werden können, welche zum Ausfall führen, beziehungsweise Wartungsmaßnahmen erfordern oder zusätzliche Versorgungsmöglichkeiten und Komponenten des Motors notwendig machen. Weiterhin ist die Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität von Luft geringer als die anderer Kühlmedien, weshalb diese als wenig effizient einzustufen ist. Die gleichen Problemstellungen ergeben sich bei der Anwendung für Kühl-/Temperierelemente für Batterien und weitere elektronische Komponenten. Insbesondere der zur Verfügung stehende Bauraum erschwert die Umsetzung von konventionellen Kühl-/Temperierkonzepten mit Temperiermedien. Kühlkanäle können durch das Zusammensetzen eines Gehäuses aus mehreren Teilen gebildet werden. In einer Gehäusehälfte wird dabei die offen liegende Struktur der Kühlkanäle abgebildet, die andere Gehäusehälfte verschließt die Kühlkanäle, beziehungsweise Abwandlungen dieser beschriebenen Bauweise. In Gussbauteilen können Kühlkanäle mittels Kernen, eingegossenen Rohren oder in einem nachträglichen Bearbeitungsschritt erzeugt werden. Alle Varianten unterliegen geometrischen Beschränkungen, sodass Kühlkanäle einer Beschränkung im Verhältnis von Länge zu Durchmesser und der Komplexität der Form unterliegen.

[0002] Nach dem Stand der Technik können weiterhin verlorene Kerne eingesetzt werden, um gießtechnisch komplexe Hohlstrukturen zu erzeugen. Dabei unterliegen die Kerne aufgrund der geringen Festigkeit geometrischen Beschränkungen. So kann kein beliebiges Verhältnis zwischen Länge, Durchmesser und Komplexität des Hohlraumes innerhalb des Gussbauteils eingestellt werden.

[0003] Bekannt sind außerdem nachträglich in ein Gussbauteil eingebrachte Hohlstrukturen. Diese unterliegen starken geometrischen Beschränkungen in Bezug auf das Verhältnis von Länge zu Breite und Komplexität. Ebenfalls können ungewollte Verformungen innerhalb des Bauteils durch den Abbau von Eigenspannung bei der Einbringung der Hohlstrukturen entstehen.

[0004] Batterie-Systeme für elektrisch angetriebene Fahrzeuge benötigen ein regelbares Kühlsystem, wobei das zusätzlich durch das Kühlsystem eingebrachte Gewicht zu Lasten der Reichweite des Fahrzeuges geht und minimiert werden soll.

[0005] Gemäß DE 11 2014 001 340 werden Kühlsammelleitungen zwischen einzelnen Lamellen eines Statorkerns gebildet.

[0006] DE 11 2012 003 041 beschreibt die Herstellung von Mikrokanälen mittels Diffusionsschweißen und/oder Hartlöten, wodurch eine vollständige Kanaltrennung und die Beständigkeit gegen den herrschenden Betriebsdruck erreicht wird.

[0007] DE 10 2014 102 954 A1 beschreibt ein Mikrokanal-Kühlrippe gebildet aus einer Metallplattenbaugruppe zur Kühlung von Batteriemodulen für elektrisch angetriebene Fahrzeuge.

[0008] Gemäß DE 10 2005 033 150 A1 erfolgt die Kühlung elektrischer Bauelemente mittels Grundplatte und metallischer Folien, welche stoffschlüssig miteinander verbunden werden, sodass Kanäle mit einer Breite von 100 bis 350 um und einer Tiefe von 30 bis 150 µm entstehen. Der Mittlere Abstand zwischen den Kanälen beträgt 30 bis 300 µm.

[0009] In der DE 10 2011056 905 A1 werden Mikrokanäle in metallische Oberflächen aufgebracht und durch Aufbauabscheidung verschlossen.

[0010] DE 11 2006 0000 160 beschreibt die Bildung von Mikrokanälen durch Einsatz eines abtragenden Verfahrens und Anordnung mehrerer Lagen.

[0011] Die Druckschrift US 2003/173720 A1 offenbart Artikel mit Kanälen sehr kleinen Durchmessers, die sehr eng beieinander liegen. Diese können hergestellt werden, indem man längliche Kerne in eine Spannvorrichtung packt, sie einspannt und dann Matrixmaterial um die Kerne herum einführt. Das Matrixmaterial wird zu einem einheitlichen Körper geformt und verfestigt. Die Kerne werden herausgezogen, wobei an den Stellen, an denen sie sich befanden, offene Kanäle verbleiben.

[0012] Die US 5 070 606 A zeigt ein Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes mit einem Körper mit einem oder mehreren geschlossenen Kanälen, die sich durch diesen hindurch erstrecken, wie z.B. für die Zirkulation von Flüssigkeiten. Der Körper wird vorzugsweise durch Metallabscheidung um eine oder mehrere Fasern herum gebildet, um die eingeschlossenen Kanäle zu erzeugen, wobei sich mindestens ein Ende der Fasern über den Körper hinaus erstreckt. Die Fasern werden dann aus den Kanälen im Körper herausgezogen, um die Kanäle, durch die Flüssigkeit zirkulieren kann, offen zu lassen.

[0013] In der Veröffentlichung "Effect of Working Fluid on Thermal Performance of Closed Loop Pulsating Heat Pipe: A Review", von SG Khedkar, P.R. Pachghare, Ashish M. Mahalle, veröffentlicht im International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, Bd. 2, Nr. 3, März 2012 (ISSN: 2250-2459), werden pulsierende Wärmerohre diskutiert. Dies sind zweiphasige Wärmeübertragungsvorrichtungen, die auf der oszillierenden Strömung von Flüssigkeitsschwall und Dampfpfropfen in einem langen, in viele Windungen gebogenen Miniaturrohr beruhen. Das besondere Merkmal von pulsierenden Wärmerohren im Vergleich zu herkömmlichen Wärmerohren besteht darin, dass es keine Dochtstruktur gibt, die das Kondensat in den Heizabschnitt zurückführt, so dass es keinen Gegenstrom zwischen Flüssigkeit und Dampf gibt.

[0014] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine möglichst effiziente Kühlung von Bauteilen zu ermöglichen, wobei Bauteilgröße und -gewicht möglichst gering gehalten werden sollen. Weiterhin sollen die genannten Nachteile von Kühlsystemen gemäß Stand der Technik vermieden werden.

[0015] Die Aufgabe wird durch einen Herstellungsverfahren für ein Gussteil mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.

[0016] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung und den Figuren.

[0017] Bei der vorliegenden Erfindung kann es insbesondere vorgesehen sein, eine Kühlung direkt in Bauteile mittels Mikrokanäle zu integrieren oder ein Kühlelement bzw. Wärmetauscher kleiner zu dimensionieren, als es nach dem Stand der Technik möglich ist. Dabei ist insbesondere die Herstellung der Mikrokanäle und deren geometrische Gestaltung und Positionierung Teil der Erfindung. Mit der Erfindung soll es möglich werden, komplexe Kanäle in Gussbauteilen zu erzeugen, wobei diese ein großes Verhältnis zwischen Länge und Durchmesser aufweisen.

[0018] Ein Herstellungsverfahren ist gemäß dieser Anmeldung also auf die Herstellung des Bauteils als Gussteil mit mindestens einem Mikrokanal gerichtet. Dabei wird mindestens eine Faser in einer Kavität eines Gießwerkzeugs fixiert. Die Faser erstreckt sich in der Kavität und ist dabei von einer Umwandung der Kavität beabstandet, wobei mindestens ein Ende der mindestens einen Faser außerhalb der Kavität liegt. Ein Gussmaterial wird in die Kavität eingeleitet und die mindestens eine Faser von dem Gussmaterial umgossen. Ein aus dem Gussmaterial gebildetes Gussteil wird aus der Kavität entnommen, wobei das aus der Kavität herausragende Ende der mindestens einen Faser aus dem Gussteil hervorsteht. Die mindestens eine Faser wird an dem aus dem Gussteil herausragenden Ende aus dem Gussteil herausgezogen sodass dort, wo die Faser in dem Gussteil verlaufen ist, ein den Mikrokanal bildender Hohlraum verbleibt.

[0019] Durch die Verwendung einer Faser zur Herstellung des Mikrokanals wird es ermöglicht, den Mikrokanal mit einem komplexen Verlauf auszugestalten, also beispielsweise eine oder auch mehrere Biegungen in dem Mikrokanal zu erzeugen. Durch die Flexibilität der Faser kann diese auch dann gezogen werden, wenn sie eine oder mehrere Krümmungen oder Biegungen enthält. Ferner kann ein Durchmesser des Kanals besonders gering gehalten werden. Im Bauteil zur Verfügung stehender Platz kann so optimal ausgenutzt werden. Die mindestens eine Faser kann beispielsweise einen Durchmesser haben, der etwa 5 µm beträgt. Der Durchmesser kann auch mehr als 5 µm betragen und beispielsweise höchstens einige hundert µm, etwa höchstens 500 µm betragen.

[0020] Die mindestens eine Faser ist typischerweise mindestens 1 mm lang. Es kann sein, dass die Länge der mindestens einen Faser höchstens einige hundert mm beträgt, etwa höchstens 500 mm, um die Faser noch gut entfernen zu können.

[0021] Ebenfalls mit Blick auf das Entfernen der Faser kann es vorgesehen sein, dass ein Biegeradius der mindestens einen Faser, wenn sie in der Kavität angeordnet ist, mindestens ein Zehnfaches des Durchmessers der Faser beträgt. Alternativ oder zusätzlich kann als kleinster Biegeradius 0,5 mm vorgesehen sein. Durch solche Biegeradien kann das Abreißen der mindestens einen Faser verhindert werden.

[0022] Dieser kleinste Biegeradius spiegelt sich dann in dem herzustellenden Gussteil als kleinster Biegeradius des darin befindlichen mindestens einen Mikrokanals wieder.

[0023] Ein Schmelzpunkt der mindestens einen Faser liegt typischerweise bei mindestens 1000°C, beispielsweise bei ca. 1200°C. Alternativ oder zusätzlich wird die Faser typischerweise so gewählt, dass ihre Temperaturbeständigkeit mindestens 750°C beträgt.

[0024] Bei dem Verfahren kann die mindestens eine Faser zum Beispiel in einem Rahmen eingespannt werden. Der Rahmen kann in dem Gießwerkzeug positioniert werden. Der Rahmen kann dann etwa die Kavität begrenzen, so dass das Gussmaterial in ein Inneres des Rahmens eingeleitet wird.

[0025] Bei dem Herstellungsverfahren wird als Gussmaterial vorzugsweise Aluminiumschmelze, etwa Anticorodal AC 70, verwendet.

[0026] Es kann aber auch sein, dass ein anderes Gussmaterial verwendet wird, das beispielsweise Aluminium und/oder Magnesium und/oder Zink und/oder Blei und/oder Kupfer enthält. Es kommen also etwa Legierungen der genannten Materialien in Frage. Dabei werden beispielsweise Gussmaterialien verwendet mit Schmelzpunkt unter 700° C, vorzugsweise unter 600° C.

[0027] Als Gießverfahren können beispielsweise ein Niederdruck- oder Schwerkraftgießverfahren zum Einsatz kommen. Hiermit kann vorteilhaft erreicht werden, dass die Fasern beim Einfüllen des Gussmaterials an der vorgesehenen Position verbleiben und außerdem keine stoffschlüssige Verbindung mit dem Gussmaterial eingehen.

[0028] Es können aber auch Druckguss-, Feinguss- oder Lost Foam-Verfahren verwendet werden.

[0029] Für das Gießwerkzeug können sowohl Dauerformen als auch verlorene Formen verwendet werden.

[0030] Die mindestens eine Faser kann zum Beispiel als Glasfaser, etwa aus S-Glas oder E-Glas, als Kohlenstofffaser, Aramidfaser, mineralische Faser oder metallische Faser ausgebildet sein. Diese Materialien haben sich als besonders geeignet herausgestellt, um die stoffschlüssige Verbindung mit dem Gussmaterial zu vermeiden.

[0031] Die genannten optionalen Weiterentwicklungen können jeweils für sich genommen oder in Kombination dazu beitragen, dass die Fasern sich mit geringem Kraftaufwand aus dem Gussbauteil herausziehen lassen.

[0032] Beim Entfernen der mindestens einen Faser aus dem Gussbauteil zur Erzeugung des mindestens einen Mikrokanals kann eine Zugkraft zum Herausziehen der mindestens einen Faser gesteuert oder geregelt werden. Die Kraft kann also insbesondere während des Herausziehens variiert werden, um ein Abreißen der mindestens einen Faser zu vermeiden. Das kann beispielsweise dann angezeigt sein, wenn die Faser einen gekrümmten oder abgewinkelten Verlauf aufweist.

[0033] Es kann in möglichen Ausführungen auch vorgesehen sein, dass als Fasern dicke Einzelfasern zum Einsatz kommen. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die mindestens eine Faser eine Vielzahl Fasern umfasst, die als Garn, Hybridgarn, Faserbündel, Rovings oder Geflecht bereitgestellt werden. Dadurch kann beispielsweise einerseits einen Mikrokanal mit entsprechend größerem Durchmesser erzielt werden und andererseites das Herausziehen vereinfacht werden, da die genannten Elemente im Vergleich zu Einzelfasern kompressibel sein können.

[0034] Dabei ist es auch möglich, dass die genannten mehrere Fasern umfassenden Garne, Hybridgarne, Faserbündel, Rovings oder Geflechte entfernt werden, indem die darin enthaltenen Fasern einzeln herausgezogen werden.

[0035] Weiterhin können Hybridgarne mit Außenmantel aus Glasfasern und einem temperaturstabilen Kern aus Stahlfilamenten eingesetzt werden.

[0036] Auf diese Weise können die Eigenschaften der Fasern an den Gießprozess und an die Anforderungen der zu schaffenden Mikrokanäle angepasst werden.

[0037] Im Folgenden wird erläutert, wie, sofern vorgesehen, ein komplexer Verlauf für die Fasern hergestellt werden kann.

[0038] In einer möglichen Ausführung kann in der Kavität mindestens eine Kernmarke bereitgestellt werden wobei zumindest eine der mindestens einen Faser mittels der mindestens einen Kernmarke umgelenkt wird.

[0039] Dabei kann in dem Verfahren ein weiterer Schritt zum Entfernen der mindestens einen Kernmarke aus dem Gussteil vorgesehen sein. Die Kernmarke kann mit dem Gießwerkzeug verbunden sein, so dass die Kernmarke beim Entnehmen des Gussteils aus dem Werkzeug entfernt wird. Durch die mindestens eine Kernmarke verursachte Löcher in dem Gussteil können dann, beispielsweise vor dem Entfernen der mindestens einen Kernmarke, geschlossen werden, etwa durch Einbringen von Gussmaterial in die Löcher.

[0040] Alternativ oder zusätzlich kann in der Kavität mindestens ein Draht zur Fixierung und/oder zum Umlenken der Faser bereitgestellt werden, wobei der mindestens eine Draht aus Aluminium gebildet ist oder aus einem Material, das geeignet ist, mit dem verwendeten Gussmaterial eine Stoffschlüssige Verbindung einzugehen oder in Lösung zu gehen. Der so ausgestaltete Draht verbindet sich dann mit dem in die Kavität eingeleiteten Gussmaterial auf feste und für Medien dichte weise und muss nicht entfernt werden. Wenn der Draht nicht vollständig mit dem Gussmaterial in Lösung geht, kann er in manchen Ausführungen als Fremdkörper im Gussteil verbleiben ohne dessen Leistungsfähigkeit wesentlich zu beeinträchtigen oder zu einer strukturellen Schwächung des Gussteils zu führen. Der mindestens eine Draht kann beispielsweise als dünner Draht ausgebildet sein. Er kann innerhalb des Werkzeuges oder in einem Spannrahmen außerhalb des Werkzeuges vorbereitet werden.

[0041] Weiterhin ist es alternativ oder zusätzlich auch möglich, die mindestens eine Faser mit einem temperaturstabilen Matrix-Werkstoff, vorzugsweise Wasserglas oder Silikatklebstoff, zu infiltrieren. Die mindestens eine Faser wird typischerweise in einem vorgeschalteten Prozess in ein Formgebendes Werkzeug eingebracht und mit dem temperaturstabilen Matrix-Werkstoff infiltriert um vorkonfektionierte Preforms zu erzeugen, die eine maximal komplexe Gestalt annehmen können. Die auf diese Weise hergestellte Faser ist formstabil und kann einen gebogenen oder abgewinkelten Verlauf aufweisen. Sie kann dann in der Kavität bereitgestellt werden, wobei ein Vorteil darin liegt, dass für den gebogenen oder abgewinkelten Lauf keine Drähte oder Kernmarken oder zumindest weniger Drähte und Kernmarken benötigt werden als bei flexiblen Fasern. Beispielsweise kann die Faser dann nur mittels eines Rahmens oder nur mittels Drähten oder Kernmarken fixiert werden.

[0042] Ein Grad der Infiltration ist so gewählt, dass einerseits ausreichende Formstabilität besteht und andererseits die Entfernung der infiltrierten Faser oder Fasern durch Herausziehen aus dem Gussteil möglich ist.

[0043] Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Bauteil, insbesondere Gussteil, mit dem die effiziente Kühlung ermöglicht werden kann.

[0044] Das Gussteil weist mindestens einen Mikrokanal auf, der auf die oben beschriebene Weise hergestellt ist. Das Gussteil kann dabei beispielsweise als Spule ausgebildet sein oder als Gehäuse einer Batterie oder eines Elektromotors. Ebenso kann es sich um eine Komponente einer Werkzeugmaschine, beispielsweise für eine Hochgeschwindigkeitsanwendung, eine Komponente einer Leistungselektronik, einer Gasturbine, eines Verdichters, einer Turbinenschaufel, eines Wärmetauschers oder eines Brenners handeln.

[0045] Außerdem bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung des hier beschriebenen Gussteils. Die Ausgestaltung der auf die beschriebene Weise gefertigten Kanäle, insbesondere ihr geringer Durchmesser und typischerweise komplexe Form kann zur Folge haben, dass bestimmte Arten der Verwendung vorteilhaft sind.

[0046] Beispielsweise können in Verfahren zur Verwendung des Gussteils Kühlmedien eingesetzt werden, die einen niedrigen Siedepunkt aufweisen und die Mikrokanäle zumindest während eines Teils der Verwendung gasförmig durchströmen. Flüssige Medien erleiden in Kanälen geringem Querschnitt einen erheblichen Druckverlust und benötigen daher bei Einsatz in Mikrokanälen entsprechend höhere Drücke, Pumpenleistungen und in Folge dessen einen höheren Energieaufwand. Dadurch wird das Gesamtsystem im Wirkungsgrad und der Wirtschaftlichkeit reduziert.

[0047] Im Fall der hier gezeigten Mikrokanäle kann das Kühlmedium entsprechend der für die Anwendung relevanten Einsatztemperaturen ausgewählt werden.

[0048] Das Kühlmedium steht typischerweise mit einem geringen Vordruck am Eintritt der Mikrokanäle an.

[0049] Ein Kühlmedium kann beispielsweise in flüssigem Aggregatzustand in den mindestens einen Mikrokanal eingeleitet werden.

[0050] Es kann vorgesehen sein, dass das Kühlmedium bei Erwärmung des Bauteils bzw. des Kühlmantels seinen Aggregatzustand von flüssig zu gasförmig ändert.

[0051] Als mögliche Kühlmedien können aktuell eingesetzte Kältemittel verwendet werden. Beispielsweise können R123a oder Ammoniak verwendet werden.

[0052] Der Siedepunkt der Kühlmittel kann durch den Vordruck gezielt beeinflusst werden kann. Entsprechend der Anwendung können Kältemittel für eine hohe Effizienz, leichte Detektierbarkeit, Vermeidung von Ozonschäden usw. ausgewählt werden. Durch den möglichen Übergang in die gasförmige Phase resultieren eine hohe Enthalpie-Aufnahme und damit eine hohe Kühlleistung. Gleichzeitig entsteht durch den Übergang in den gasförmigen Zustand ein Volumenanstieg, woraus ein Druckanstieg im System resultiert. Das gasförmige Kühlmedium wird so ohne einen Anstieg des Vordruckes durch den Kühlkanal getrieben.

[0053] Der Kühlprozess kann beispielsweise auch nach dem Thermosiphon- oder Heatpipe-Prinzip oder nach dem Prinzip einer Kältemaschine erfolgen.

[0054] Beispielhafte Ausführungen der Erfindung werden anhand der angehängten Figuren erläutert.

[0055] Darin zeigen

Figur 1

schematisch ein Gießwerkzeug, mit einer Kavität, in der eine Faser angeordnet wird,

Figur 2

ein Gussteil mit einem Mikrokanal, hergestellt mit dem Gießwerkzeug aus Figur 1,

Figur 3

eine Seitenansicht und einen Schnitt des Gussteils aus Figur 2,

Figur 4

eine Schrägansicht und einen Schnitt eines als Spule ausgebildeten Gussteils mit einem Mikrokanal,

Figur 5

ein Gießwerkzeug, in dem ein Rahmen mit eingespannten Fasern positioniert wird,

Figur 6

ein mit dem Gießwerkzeug aus Figur 5 hergestelltes Gussteil,

Figur 7

ein Gießwerkzeug mit einer Kavität und darin angeordneten Kernmarken zum Umlenken einer in der Kavität verlaufenden Faser, und

Figur 8

einen Schnitt durch ein mit dem Gießwerkzeug aus Figur 7 hergestelltes Gussteil, mit einem Mikrokanal und durch die Kernmarken verursachten Löchern.

[0056] Figur 1 zeigt oben eine schematische Darstellung einer Faser 2, welche vor einem Gießprozess in einem in der Figur unten dargestellten Gießwerkzeug 1 positioniert wird. In der Figur 1 ist durch einen Pfeil angedeutet, wie die aus Fasermaterial gebildete Faser 2 in eine Kavität 1.3 des Werkzeugs eingebracht wird, wobei eine Biegung der Faser 2 einem Verlauf der Kavität 1.3 folgt. So kann die Faser 2 im Wesentlichen zentral in der Kavität 1.3 angeordnet werden, so dass sie sich von einer Umwandung der Kavität 1.3 beabstandet erstreckt.

[0057] Die Faser 2 wird in der Kavität des Gießwerkzeugs so fixiert, dass ihre Enden aus der Kavität herausragen.

[0058] Anschließend wird Aluminiumschmelze, beispielsweise Anticorodal AC 70, als Gussmaterial in die Kavität 1.3 eingeleitet, so dass die Faser 2, d.h. ein Bereich der Faser, der in der Kavität 1.3 liegt, von dem Gussmaterial umgossen wird.

[0059] In anderen Ausführungen kann das Gussmaterial anstatt oder neben Aluminium auch Magnesium und/oder Zink und/oder Blei und/oder Kupfer enthalten.

[0060] Die Faser 2 ist als Glasfaser, beispielsweise aus S-Glas oder E-Glas ausgebildet. In anderen Ausführungen kann sie auch als Kohlenstofffaser, Aramidfaser, mineralische Faser oder metallische Faser gewählt werden.

[0061] Im gezeigten Beispiel ist die Faser 2 in einem vorgeschalteten Prozess in ein Formgebendes Werkzeug eingebracht und mit einem temperaturstabilen Matrix-Werkstoff (beispielsweise Wasserglas, Silikatklebstoff usw.) infiltriert worden. So entstehende vorkonfektionierte Preforms können eine maximale komplexe Gestalt annehmen und werden anschließend in das Gießwerkzeug eingelegt. Durch den gewählten Grad der Infiltration werden Formstabilität der Preforms und Entformbarkeit aus dem Gußteil erreicht.

[0062] Die Faser 2 hat einen Durchmesser von zwischen 5 µm und500 µm eine Länge von mindestens 1 mm und höchstens 500 mm.

[0063] Ein Biegeradius der Faser 2 beträgt mindestens ein Zehnfaches des Durchmessers der Faser und mindestens 0,5 mm.

[0064] Ein Schmelzpunkt der Faser liegt bei über 1200°C und eine Temperaturbeständigkeit bei über 750°C.

[0065] Zwischen Faser 2 und Aluminiumschmelze besteht ein nicht-benetzendes System. Dadurch werden in verschiedenen Gießverfahren eingegossene Fasern, Gewebe, Gelege und andere Faserhalbzeuge nicht benetzt und gehen keine stoffschlüssige Verbindung mit dem Aluminium ein. So können Fasern gezielt in den Gießprozess eingebracht, umgossen und anschließend wieder aus dem Bauteil herausgezogen werden. In einem nachgeschalteten Prozessschritt werden die Fasern aus dem Gussbauteil gezogen, wodurch ein Mikrokanal entsteht (siehe auch Figuren 2 und 3).

[0066] Versuche haben beispielsweise gezeigt, dass Glasfasern (S-Glas, E-Glas) und Aluminium (Anticorodal AC 70) im Niederdruck- und Schwerkraftgießprozess keine Verbindung miteinander eingehen. So können die Fasern mit einer Zugprüfmaschine anschließend mit geringem Kraftaufwand aus dem Gussbauteil herausgezogen werden.

[0067] Es ist aber auch möglich, Druckguss-, Feinguss- oder Lost Foam-Verfahren zu verwenden.

[0068] Zum Entfernen der Faser aus dem Gussbauteil zur Erzeugung eines Mikrokanals wird das Gussteil aus der Kavität entnommen und die Faser in einem maschinengestützten und geregelten Prozess aus dem Gussbauteil herausgezogen, um ein Abreißen innerhalb des Bauteils zu verhindern.

[0069] Die Verwendung von Faserbündeln oder Rovings oder Garnen oder Fasergarnen oder Geflechten ist ebenfalls möglich. Weiterhin können Hybridgarnen mit Außenmantel aus Glasfasern und einem temperaturstabilen Kern aus Stahlfilamenten eingesetzt werden.

[0070] Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung des dünnwandig ausgebildeten Gussteils 5 mit Mikrokanal 6, dessen Herstellung im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben wurde. Es weist den gebogenen bzw. geschwungenen Verlauf der in der Figur 1 gezeigten Kavität 1.3 auf.

[0071] Das aus dem Gussmaterial gebildete Gussteil 5 wurde aus der Kavität 1.3 entnommen, wobei an entgegengesetzten Enden des Gussteil 5 die Faser 2 hervorsteht.

[0072] Eines der Enden der Faser 2 wird gegriffen und aus dem Gussteil 5 herausgezogen, wobei der oben beschriebene maschinengestütze und geregelte Prozess verwendet wird.

[0073] Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung des dünnwandigen Gussteils 5 mit Mikrokanal 6 aus Figur 2 in einer Seitenansicht (oben) und in einer Schnittdarstellung (unten).

[0074] In der Schnittdarstellung ist der zentral in dem Gussteil 5 verlaufende Mikrokanal 6 zu erkennen, der einen identischen und über die Länge gleichbleibenden Abstand zu parallel verlaufenden geschwungenen Außenseiten des Gussteils 5 aufweist und sich über eine komplette Länge des Gussteils 5 erstreckt und an entgegengesetzten Enden aus dem Gussteil 5 hervortritt. Diese Ausgestaltung des Mikrokanals 6 wird durch die in im Zusammenhang mit Figuren 1 und 2 beschriebene Herstellungsmethode ermöglicht.

[0075] Figur 4 zeigt ein Gussteil 5 mit zwei Mikrokanälen, welches mit der oben beschriebenen Methode, unter Einsatz von Fasern 2 hergestellt wurde. Links ist das Gussteil 5 in einer perspektivischen Ansicht und rechts in einer seitlichen Schnittansicht gezeigt, sodass die Mikrokanäle 6 sichtbar sind.

[0076] Das Gussteil 5 ist als Spule ausgebildet, deren Windungen aus gegossenem Aluminiumdraht mit abgeflachtem rechteckigem Querschnittsprofil geformt werden. Derartige flach ausgestaltete Spulen sind geeignet, zur Verfügung stehenden Bauraum besonders gut auszunutzen. Im Betrieb können solche Spulen dadurch auch besonders heiß werden, sodass eine Kühlung notwendig sein kann. Kühlvorrichtungen gemäß Stand der Technik würden diesem Ziel entgegenlaufen. In solchen gegossenen Spulen für elektrische Maschinen können mit der hier beschriebenen Technik Mikrokanäle zur innenliegenden Kühlung der einzelnen Windungen eingebracht werden. Durch die gezeigten Mikrokanäle müssen keine zusätzlichen Komponenten bereitgestellt werden. Die Kanäle können sich entlang von Windungsabschnitten erstrecken. Im gezeigten Beispiel erstrecken sich zwei Kanäle 6 parallel zueinander zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten der Spule entlang zweier Windungsabschnitte.

[0077] Beim Betrieb von Bauteilen mit mindestens einem Mikrokanal, insbesondere beispielsweise beim Betrieb der gezeigten Spule, können diese auf die im Folgenden beschriebene Weise vorteilhaft gekühlt werden.

[0078] Vorteilhaft ist der Einsatz von Kühlmedien, die einen niedrigen Siedepunkt aufweisen und die Mikrokanäle gasförmig durchströmen. Flüssige Medien erleiden in Kanälen geringem Querschnitt einen erheblichen Druckverlust und benötigen daher bei Einsatz in Mikrokanälen entsprechend höhere Drücke, Pumpenleistungen und in Folge dessen einen höheren Energieaufwand. Dadurch wird das Gesamtsystem im Wirkungsgrad und der Wirtschaftlichkeit reduziert. In Kombination mit Mikrokanälen wird das flüssige Kühlmedium entsprechend der Anwendung relevanten Einsatztemperaturen ausgewählt. Das Kühlmedium steht mit einem geringen Vordruck am Eintritt der Mikrokanäle an. Bei Erwärmung des Bauteils bzw. des Kühlmantels ändert das Kühlmedium seinen Aggregatzustand von flüssig zu gasförmig. Als mögliche Kühlmedien können aktuell eingesetzte Kältemittel (z.B. R123a, Ammoniak) verwendet werden, deren Siedepunkt durch den Vordruck gezielt beeinflusst werden kann. Entsprechend der Anwendung können Kältemittel für eine hohe Effizienz, leichte Detektierbarkeit, Vermeidung von Ozonschäden usw. ausgewählt werden. Durch den Übergang in die gasförmige Phase resultieren eine hohe Enthalpie-Aufnahme und damit eine hohe Kühlleistung. Gleichzeitig entsteht durch den Übergang in den gasförmigen Zustand ein Volumenanstieg, woraus ein Druckanstieg im System resultiert. Das gasförmige Kühlmedium wird so ohne einen Anstieg des Vordruckes durch den Kühlkanal getrieben.

[0079] Außer Spulen können auf die beschriebene Weise auch andere gegossene Bauteile mit den gezeigten Mikrokanälen versehen und dann bei ihrer Verwendung auf die beschriebene Weise gekühlt werden. Bei diesen anderen gegossenen Bauteilen kann es sich beispielsweise um ein Gehäuse einer Batterie oder eines Elektromotors handeln oder auch um eine Komponente einer Werkzeugmaschine, insbesondere für Hochgeschwindigkeitsanwendungen. Es kann sich auch um eine Komponente einer Leistungselektronik, einer Gasturbine, eines Verdichters, einer Turbinenschaufel, eines Wärmetauschers oder eines Brenners handeln.

[0080] Figur 5 zeigt die Verwendung eines Rahmens 3 mit eingespannten Fasern 2 zur Herstellung der Gussteile 5 mit Mikrokanälen 6.

[0081] Die Fasern 2 werden in einem Rahmen 3 außerhalb des Werkzeuges verspannt (links in der Figur). Im Gießprozess wird der Rahmen 3 in das Werkzeug 1 eingelegt (rechts in der Figur) und die Fasern 2 werden umgossen.

[0082] In der Figur 5 ist gezeigt, wie der Rahmen 3 auf einer unteren Werkzeughälfte 1.1 positioniert wird, so dass sich der Rahmen selbst außerhalb der Kavität 1.3 des Gießwerkzeugs liegt, die darin eingespannten Fasern 2 aber durch die Kavität 1.3 verlaufen. Das Gießwerkzeug kann dann mittels einer oberen Werkzeughälfte verschlossen werden. Im Gießprozess, der als Niederdruck- oder Schwerkraftgießverfahren ausgeführt wird, wird werden die Fasern mit Schmelze, die in die Kavität 1.3 geleitet wird, umspült.

[0083] Nach Entnehmen des aus der Schmelze gebildeten Gussteils 5 liegen der Rahmen und Abschnitte der Fasern 2 außerhalb des Gussteils. Der Rahmen kann dann entfernt und die Fasern herausgezogen werden. Das ziehen kann wieder in dem maschinengestützten geregelten Prozess erfolgen.

[0084] Auch hier können die Fasern nicht nur als Glasfasern sondern auch als Kohlenstofffasern, Aramidfasern, mineralische Fasern oder metallische Fasern ausgebildet sein.

[0085] Figur 6 zeigt das Gussteil 5 mit mehreren Mikrokanälen, dessen Herstellung im Zusammenhang mit Figur 5 beschrieben wurde. In einem dem Gießen nachgeschalteten Prozessschritt wurde der Rahmen entfernt und die Glasfasern 2 wurden aus dem Gußteil gezogen, sodass dort, wo die Fasern 2 verlaufen sind, die Mikrokanäle 6 entstehen.

[0086] Figur 7 zeigt eine untere Werkzeughälfte 1.1 zur Herstellung eines Gussteils 5 mi einem Mikrokanal, wobei Kernmarken 4 innerhalb des Werkzeuges als Fixierungs- oder Umlenkungspunkte für die Faser 2 bzw. Fasern innerhalb der Kavität 1.3 des Werkzeuges dienen. Die Fasern werden außerhalb der Kavität im Werkzeug verspannt. Dafür kann optional auch der in Figur 5 gezeigte Rahmen verwendet werden.

[0087] Die Faser 2 bzw. ein textiles Halbzeug kann dadurch, dass es um die Kernmarken 4 im Werkzeug gespannt ist den gezeigten komplexen Pfad abbilden. In der Figur 7 wird die Faser drei Mal umgelenkt. Ein Biegeradius der um die Kernmarken gelenkten Faser 2 beträgt mindestens ein Zehnfaches des Durchmessers der Faser und mindestens 0,5 mm.

[0088] Die Kernmarken 4 sind so ausgebildet, dass die mit der eingeleiteten Aluminiumschmelze nicht in Verbindung gehen und sich nach dem Gießen aus dem Bauteil entfernen lassen, bzw. können die Kernmarken 4 mit dem Werkzeug verbunden sein, so dass sie beim Entnehmen des Gussteils aus dem Gussteil gezogen werden.

[0089] Alternativ ist es auch möglich, in der Kavität Drähte zur Fixierung und/oder zum Umlenken der Faser bereitzustellen, beispielsweise genau an den Orten der gezeigten Kernmarken 4. Die Drähte können aus Aluminium gebildet sein oder aus einem Material, das geeignet ist, mit Aluminiumschmelze in Lösung zu gehen.

[0090] Die Fasern 2 werden mittels der, vorzugsweise dünnen, Drähte innerhalb des Werkzeuges oder mittels einem zusätzlichen optionalen Spannrahmen außerhalb des Werkzeuges vorbereitet. Im Gießprozess werden die Drähte mit eingegossen, sodass sie eine feste und für Medien dichte Verbindung mit dem Aluminium eingehen. Die Drähte verbleiben im Gußteil, während die Fasern nach dem Gießprozess herausgezogen werden können.

[0091] Figur 8 zeigt das Gussteil 5, das mit dem in der Figur 7 gezeigten Gießwerkzeug mit Kernmarken 4 hergestellt wurde.

[0092] Nach dem Gießprozess verbleiben Leerstellen innerhalb des Gussbauteils 5 an den Orten, an denen sich die Kernmarken befunden haben 4. Die Löcher werden anschließend verschlossen, beispielsweise durch Einfüllen von weiterer Schmelze. Dies geschieht typischerweise vor dem Herausziehen der Faser 2, wobei das Herausziehen vorteilhaft wieder geregelt wird, da die Gefahr des Abreißens bei derartig gebogenen Fasern 2 verstärkt gegeben sein kann.

Bezugszeichenliste

[0093] 

1

Gießwerkzeug

1.1

Untere Werkzeughälfte

1.3

Kavität

2

Faser

3

Rahmen

4

Kernmarke

5

Gussteil

6

Mikrokanal

7

Loch

Ansprüche

1. Herstellungsverfahren für ein Gussteil (5) mit mindestens einem Mikrokanal (6), wobei

- mindestens eine Faser (2) in einer Kavität (1.3) eines Gießwerkzeugs (1) fixiert wird, so dass die mindestens eine Faser (2) sich in der Kavität (1.3) von einer Umwandung der Kavität (1.3) beabstandet erstreckt und mindestens ein Ende der mindestens einen Faser (2) außerhalb der Kavität (1.3) liegt,

- ein Gussmaterial in die Kavität (1.3) eingeleitet und die mindestens eine Faser (2) von dem Gussmaterial umgossen wird,

- ein aus dem Gussmaterial gebildetes Gussteil (5) aus der Kavität (1.3) entnommen wird, wobei aus dem Gussteil (5) das mindestens eine Ende der mindestens einen Faser (2) hervorsteht,

- die mindestens eine Faser (2) aus dem Gussteil (5) herausgezogen wird,

wobei

in der Kavität (1.3) mindestens eine Kernmarke (4) bereitgestellt wird und zumindest eine der Fasern (2) mittels der mindestens einen Kernmarke (4) umgelenkt wird

und/oder

wobei in der Kavität (1.3) mindestens ein Draht zur Fixierung und/oder zum Umlenken der Faser (2) bereitgestellt wird, wobei der mindestens eine Draht aus Aluminium gebildet ist oder aus einem Material, das geeignet ist, sich mit dem Gussmaterial stoffschlüssig zu verbinden oder mit dem Gussmaterial in Lösung zu gehen und/oder

wobei die mindestens eine Faser (2) mit einem temperaturstabilen Matrix-Werkstoff infiltriert wird, zum Herstellen einer Formstabilität für die Faser (2) mit gebogenem oder abgewinkeltem Verlauf.

2. Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die mindestens eine Faser (2) einen Durchmesser von mindestens 5 µm und/oder höchstens 1000 µm aufweist und/oder wobei die mindestens eine Faser (2) eine Länge von mindestens 1 mm und/oder höchstens 500 mm aufweist.

3. Herstellungsverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Biegeradius der mindestens einen Faser (2) mindestens ein Zehnfaches des Durchmessers der Faser und/oder mindestens 0,5 mm beträgt.

4. Herstellungsverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Schmelzpunkt der mindestens einen Faser (2) bei mindestens 1000°C liegt und/oder eine Temperaturbeständigkeit der mindestens einen Faser bei mindestens 750°C liegt
und/oder
wobei die mindestens eine Faser (2) als Glasfaser, Kohlenstofffaser, Aramidfaser, mineralische Faser oder metallische Faser gewählt wird.

5. Herstellungsverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche wobei das Gussmaterial Aluminiumschmelze ist, vorzugsweise Anticorodal AC 70, oder das Gussmaterial Aluminium und/oder Magnesium und/oder Zink und/oder Blei und/oder Kupfer enthält und/oder wobei als Gießverfahren ein Niederdruck- oder Schwerkraftgießverfahren verwendet wird oder wobei ein Druckguss-, Feinguss- oder Lost Foam-Verfahren verwendet wird.

6. Herstellungsverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Faser (2) eine Vielzahl Fasern umfasst, die als Garn, Hybridgarn, Roving, Faserbündel oder Geflecht ausgestaltet sind.

7. Herstellungsverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Kavität (1.3) die mindestens eine Kernmarke (4) bereitgestellt wird und die zumindest eine der Fasern (2) mittels der mindestens einen Kernmarke (4) umgelenkt wird, wobei das Verfahren weiterhin einen Schritt zum Verschließen von durch die mindestens eine Kernmarke (4) verursachten Löchern (7) in dem Gussteil (5) umfasst.

8. Herstellungsverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Faser (2) mit Wasserglas oder Silikatklebstoff infiltriert wird, zum Herstellen der Formstabilität für die Faser (2) mit gebogenem oder abgewinkeltem Verlauf.

9. Herstellungsverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Faser (2) in einem Rahmen (3) eingespannt wird und der Rahmen (3) in dem Gießwerkzeug (1) positioniert wird.

10. Herstellungsverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Zugkraft zum Herausziehen der mindestens einen Faser (2) gesteuert oder geregelt wird.

11. Herstellungsverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gussteil (5) ausgebildet wird als Spule oder als Gehäuse einer Batterie oder eines Elektromotors, oder als Komponente einer Werkzeugmaschine, einer Leistungselektronik, einer Gasturbine, eines Verdichters, einer Turbinenschaufel, eines Wärmetauschers oder eines Brenners.

Claims

1. A manufacturing method for a casting (5) having at least one microchannel (6),

- at least one fiber (2) being fixed in a cavity (1.3) of a casting tool (1), so that the at least one fiber (2) extends in the cavity (1.3) at a distance from a wall of the cavity (1.3) and at least one end of the at least one fiber (2) lies outside the cavity (1.3),

- a casting material being introduced into the cavity (1.3) and the at least one fiber (2) being encapsulated by the casting material,

- a casting (5) formed from the casting material being removed from the cavity (1.3), the at least one end of the at least one fiber (2) protruding from the casting (5),

- the at least one fiber (2) being pulled out of the casting (5),

at least one core mark (4) being provided in the cavity (1.3) and at least one of the fibers (2) being deflected by means of the at least one core mark (4)
and/or

at least one wire being provided in the cavity (1.3) for fixing and/or for deflecting the fiber (2), the at least one wire being formed from aluminum or from a material suitable for being materially bonded to the casting material or for going into solution with the casting material
and/or

the at least one fiber (2) being infiltrated with a temperature-stable matrix material for producing dimensional stability for the fiber (2) having a curved or angled course.

2. The manufacturing method according to claim 1, wherein the at least one fiber (2) has a diameter of at least 5 µm and/or at most 1000 µm and/or wherein the at least one fiber (2) has a length of at least 1 mm and/or at most 500 mm.

3. The manufacturing method according to any one of the preceding claims, wherein a bending radius of the at least one fiber (2) is at least ten times the diameter of the fiber and/or at least 0.5 mm.

4. The manufacturing method according to any one of the preceding claims, wherein a melting point of the at least one fiber (2) is at least 1000°C and/or a temperature resistance of the at least one fiber is at least 750°C
and/or
wherein the at least one fiber (2) is selected as glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, mineral fiber or metallic fiber.

5. The manufacturing method according to any one of the preceding claims, wherein the casting material is aluminum melt, preferably Anticorodal AC 70, or the casting material contains aluminum and/or magnesium and/or zinc and/or lead and/or copper and/or wherein a low-pressure or gravity casting method is used as the casting method or wherein a die casting, investment casting or lost foam process is used.

6. The manufacturing method according to any one of the preceding claims, wherein the at least one fiber (2) comprises a plurality of fibers designed as a yarn, hybrid yarn, roving, fiber bundle or braid.

7. The manufacturing method according to any one of the preceding claims, wherein the at least one core mark (4) is provided in the cavity (1.3) and the at least one of the fibers (2) is deflected by means of the at least one core mark (4), wherein the method further comprises a step for closing holes (7) in the casting (5) caused by the at least one core mark (4).

8. The manufacturing method according to any one of the preceding claims, wherein the at least one fiber (2) is infiltrated with water glass or silicate adhesive for producing the dimensional stability for the fiber (2) having a curved or angled course.

9. The manufacturing method according to any one of the preceding claims, wherein the at least one fiber (2) is clamped in a frame (3) and the frame (3) is positioned in the casting tool (1).

10. The manufacturing method according to any one of the preceding claims, wherein a pulling force for pulling out the at least one fiber (2) is controlled or regulated.

11. The manufacturing method according to any one of the preceding claims, wherein the casting (5) is formed as a coil or as a housing of a battery or an electric motor, or as a component of a machine tool, power electronics, a gas turbine, a compressor, a turbine blade, a heat exchanger or a burner.

Revendications

1. Procédé de fabrication d'une pièce de fonderie (5) pourvue d'au moins un microcanal (6), dans lequel

- au moins une fibre (2) est fixée dans une cavité (1.3) d'un outil de moulage (1), de sorte que l'au moins une fibre (2) s'étend dans la cavité (1.3) espacée par rapport à la paroi de la cavité (1.3) et au moins une extrémité de l'au moins une fibre (2) se situe à l'extérieur de la cavité (1.3),

- un matériau de moulage est introduit dans la cavité (1.3) et l'au moins une fibre (2) est incorporée dans le matériau de moulage,

- une pièce de fonderie (5) formée à partir du matériau de moulage est prélevée dans la cavité (1.3), où l'au moins une extrémité de l'au moins une fibre (2) dépasse de la pièce de fonderie (5),

- l'au moins une fibre (2) est retirée de la pièce de fonderie (5),

dans lequel

au moins un support de noyau (4) est mis en place dans la cavité (1.3) et au moins une des fibres (2) est déviée au moyen de l'au moins un support de noyau (4)
et/ou

dans lequel au moins un fil pour la fixation et/ou la déviation de la fibre (2) est mis en place dans la cavité (1.3), où l'au moins un fil est formé à base d'aluminium ou à base d'un matériau qui est approprié pour se lier par liason des matières avec le matériau de moulage ou pour être soluble dans une solution avec le matériau de moulage
et/ou

dans lequel l'au moins une fibre (2) est infiltrée dans une matière à matrice thermostable permettant de réaliser une stabilité de forme pour la fibre (2) avec un tracé courbe ou avec des angles.

2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel l'au moins une fibre (2) présente un diamètre d'au moins 5 µm et/ou d'au maximum 1000 µm, et/ou dans lequel l'au moins une fibre (2) présente une longueur d'au moins 1 mm et/ou d'au maximum 500 mm.

3. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel un rayon de courbure de l'au moins une fibre (2) est égal à au moins dix fois le diamètre de la fibre et/ou à au moins 0,5 mm.

4. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel un point de fusion de l'au moins une fibre (2) se situe à au moins 1000 °C, et/ou une résistance en température de l'au moins une fibre se situe à au moins 750 °C
et/ou
dans lequel l'au moins une fibre (2) est choisie sous forme d'une fibre de verre, d'une fibre de carbone, d'une fibre d'aramide, d'une fibre minérale ou d'une fibre métallique.

5. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le matériau de moulage est de l'aluminium fondu, de préférence de l'Anticorodal AC 70, ou le matériau de moulage contient de l'aluminium, et/ou du magnésium, et/ou du zinc, et/ou du plomb, et/ou du cuivre, et/ou dans lequel on emploie en tant que procédé de moulage un procédé de moulage à pression réduite ou un procédé de coulée par gravité, ou dans lequel on emploie un procédé de moulage sous pression, un procédé de coulée de précision ou un procédé à mousse perdue.

6. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'au moins une fibre (2) comprend un grand nombre de fibres qui sont conçues sous forme de fil, de fil hybride, de stratifil, de faisceau de fibres ou de tresse.

7. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'au moins un support de noyau (4) est mis en place dans la cavité (1.3) et au moins une des fibres (2) est déviée au moyen de l'au moins un support de noyau (4), où le procédé comprend en outre une étape permettant l'obturation des trous (7) dans la pièce de fonderie (5) occasionnés par l'au moins un support de noyau (4).

8. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'au moins une fibre (2) est infiltrée dans un silicate ou un adhésif de silicate, permettant d'établir une stabilité de forme pour la fibre (2) avec un tracé courbe ou avec des angles.

9. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'au moins une fibre (2) est positionnée à l'intérieur d'un cadre (3) et le cadre (3) est positionné dans l'outil de moulage (1).

10. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel une force de traction permettant de retirer l'au moins une fibre (2) est commandée ou réglée.

11. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la pièce de fonderie (5) est conçue sous forme d'une bobine, ou sous forme d'un boitier d'une batterie ou d'un moteur électrique, ou sous forme d'un composant d'une machine-outil, d'une électronique de puissance, d'une turbine à gaz, d'un compresseur, d'une aube de turbine, d'un échangeur de chaleur ou d'un brûleur.

Zeichnung