DD277142A1

DD277142A1 - Modellwerkstoff

Info

Publication number: DD277142A1
Application number: DD32191688A
Authority: DD
Inventors: Dietrich Blandow; Franz Huebner
Original assignee: Neubauer T Paedagog Hochschule
Priority date: 1988-11-18
Filing date: 1988-11-18
Publication date: 1990-03-21

Abstract

Die Erfindung beinhaltet einen Modellwerkstoff, der bei der Ausbildung von Schuelern, Lehrlingen und Studenten im Polytechnik bzw. im berufstheoretischen Unterricht seine Anwendung findet. Insbesondere ist er zur Demonstration der spanenden Formgebung einsetzbar, weil bei seiner Bearbeitung in verblueffender Weise eine Simulation der Oberflaechenstruktur und der Spanbildung von realen Metallen moeglich ist. Der Modellwerkstoff besteht aus einer gleichmaessigen Mischung von Hartparaffin und Aluminium- bzw. Reinbleichgoldpuder. Die Herstellung erfolgt durch Einruehren des Puders in eine etwa 50C warme Schmelze aus Hartparaffin und anschliessenden Erkalten in Gussformen. Zur Simulation von Stahl bzw. Gusseisen ist ein Mischungsverhaeltnis von mehr als 50 g bis maximal 100 g Aluminiumpuder auf 1 000 ml paraffin zu waehlen und zur Simulation von Messing wird im gleichen Mischungsverhaeltnis Reinbleichgoldpuder statt Aluminium verwendet. Die Identitaet weicht im Aussehen und Spanverhalten nicht mehr als 5% vom Originalwerkstoff ab.

Description

Überraschenderweise besitzt diese Mischung nicht nur das Aussehen von Gußeisen bzw. Stahl oder bei Zumischung von Reinbleichgoldpuder statt Aluminiumpuder von Messing, sondern bei ihrer spanenden Bearbeitung ist eine verblüffende Struktur?imuiation des spanenden Fertigungsverhaltens realer Metalle möglich. So gleicht die Oberflächenrauheit, die Spanbildung und das Aussehen der Schnittflächen je nach zugemischter Metallpuderart der des Graugusses, der des Stahles oder der des Messings. Die Identität weicht im Aussehen und Spanverhalten nur um 5% vom jeweiligen Originalwerkstoff (Grauguß, Stahl, Messing) ab.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll an drei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Eine Hartparaffin-Aluminiumpuder-Mischung im Verhältnis von 55g Aluminiumpuder auf 1000ml Hartparaffinschmelze ergibt einen Modellwerkstoff, der im Aussehen dem Grauguß und im erkalteten Zustand auch dessen Spam/erhalten sehr ähnelt.

Eine Hartparaffin-Aluminiumpuder-Mischung im Verhältnis von 100g Aluminiumpuder auf 1000 ml Hartparaffinschmelze ergibt einen Modellwerkstoff, der im Aussehen dem Stahl und im festen Zustand dessen Spanverhalten sehr ähnelt.

Eine Hartparaffin-Reinblechgoldpuder-Mischung im Verhältnis von 55g Reinblecngoldpuder auf 1000ml Hartparaffinschmelze ergibt einen Modellwerkstoff, der im Aussehen dem Messing und der im erstarrten Zustand dessen Spanverhalten sehr gleicht.

Die Herstellung dieser drei Modellwerkstoffe kann z. B. durch ein gleichmäßiges Einrühren der jeweiligen Metallpudermenge in einer etwa 50⁰C warmen Hartparaffinschmelze und anschließenden Erkalten in Gußformen erfolgen.

Claims

Modellwerkstoff mit metallischem Aussehen aus einer Mischung von Hartparaffin und Aluminiumbzw. Reinbleichgoldpuder, gekennzeichnet dadurch, daß das Mischungsverhältnis mehr als 50g bis maximal 100g Aluminium- bzw. Reinbleichgoldpuder auf 1 000ml Hartparaffinschmelze beträgt und somit im festen Zustand eine Struktursimulation des Verhaltens von Stahl, Grauguß bzw. Messing bei der spanenden Bearbeitung ermöglicht.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist für die Ausbildung von Schülern, Studenten und Lehrlingen im polytechnischen Unterricht und in der technischen Fachausbildung einsetzbar. Ihre Anwendung eistreckt sich sowohl auf das Fach „Einführung in die Sozialistische Produktion" als auch auf fertigungstechnische Fächer an Hoch-, Fach- und Berufsschulen, insbesondere zur Vermittlung der Stoffgebiete Urformverfahren und spanende Fertigungsverfahren.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es sind verschiedene Modellwerkstoffe zur Demonstration des Verhaltens realer Werkstoffe bei Fertigungsverfahren bekannt. Diese Modellwerkstoffe spiegeln jedoch die Realität nur in wenigen Eigenschaften wider. In der DDR-Patentschrift Nr. 203480 (IPK G 09 B23/02) ist ein Verfahren zur Herstellung eines Modelies aus Polysterol-Schaumstoff beschrieben. Mit diesem Verfahren und diesem Modellwerkstoff lassen sich verschiedene geometrische Körper herstellen. Eine Ähnlichkeit dieses Modellwerkstoffes mit Metallen ist jedoch weder im Aussehen, noch im Verhalten vorhanden. Die Verwendung von relativ weichen Metallen, wie Blei, Zinn oder Blei-Zinn-Legierungen, ist wegen ihrer Bedeutung als volkswirtschaftlich strategische Werkstoffe und wegen des anderen Verhaltens bei der spanenden Bearbeitung im Verhältnis zu Maschinenbauwerkstoffen nicht sinnvoll. Andere bekannte Modellwerkstoffe, wie Paraffin, Holz, Plaste oder Ton besitzen nur Ähnlichkeit mit Maschinenbauwerkstoffen, wenn sie entsprechend bemalt oder eingefärbt sind. Ihr Verhalten während der Bearbeitung unterscheidet sich markant von dem des Stahls, Gußeisens oder des Messings. Im DDR-Wirtschaftspatent Nr. 231446 (IPK G 09 B) wird ein Verfahren zur Herstellung eines Modellwerkstoffs beschrieben, das eine gefahrlose Herstellung gestattet. Der so gewonnene Werkstoff besitzt metallisches Aussehen, erlaubt eine gute Nachbildung von Ur- und Umformvorgängen im Unterricht und ist durch Wiedereinschmelzen von Spänen, Bruchstücken und alten Modellgußstücken wiederverwendungsfähig. Obwohl dieser Modellwerkstoff aus Hartparaffin und Aluminiumpulver besteht und ein metallisches Aussehen besitzt, kann sein Verhalten bei der Demonstration der spanenden Fertigungsverfahren die industrielle Praxis nur unzureichend demonstrieren. Die spanende') Bearbeitungsvorgänge, insbesondere das Drehen, sind neben dem Gießen Schwerpunkte des Lehrplanes „Einführung in die Sozialistische Produktion" der Klasse 7 (verbindlich ab Sept. 1983). Eine weitreichende Ähnlichkeit des Modells vom Original ist methodisch-pädagogisch von großer Bedeutung.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, die bestehenden Nachteile zu beseitigen. Es soll ein Modellwerkstoff geschaffen werden, der ein gefahrloses Demonstrieren und Experimentieren von metallischen Formgebungsprozessen praxisnah für Schüler, Lehrlinge, Studenten und Lehrer erlaubt. Es sollen nicht nur Ur- und Umformprozesse, sondern auch spanende Fertigungsverfahren, insbesondere das Drehen, auch an Modellmaschinen nachvollziehbar sein. Durch die entstehende Oberflächenstruktur und den metallähnlichen Spanbildungsprozeß soll ein hoher methodisch-pädagogischer Effekt erreicht werden. Es tritt durch die Erfindung ein gesellschaftlicher Nutzen ein. weil sich die Qualität der Ausbildung verbessert.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die bekannten Modellwerkstoffe ermöglichen zwar im polytechnischen Unterricht den Schülern am Modell bestimmte Grundformen und Bearbeitungstechniken zu realisieren. Es bleiben aber gerade bei der Demonstration der spanenden Formgebung nur Abbilder, die dem Erkenntnisprozeß über die Struktur metallischer Werkstoffe nicht sonderlich förderlich sind. Mit den bekannten Modellwerkstoffen war bestenfalls das äußere metallische Aussehen durch Einfärben erreichbar. Im polytechnischen Unterricht steht seit 1983 die Formgebung durch Drehen auf dem Lehrplan. Zum Unterricht gehören auch Experimente mit Maschinenmodellen und Experimentiergeräten. Das Horstellen von Originaldrehteilen mit Hilfe solcher Modoll- und Kloinstdrehmaschinen, dio zur Demonstration genutzt werden, ist entweder gar nicht oder nur mit großem Zeitaufwand, der dom Lehrer jedoch nicht zur Vorfügung steht, möglich. Deshalb muß er Zugriff auf leicht bearbeitete Modollworkstoffo nehmen. Die Forderung nach einem Modellwerkstoff, der mit geringen Schnittkräften bearbeitbar ist und der nobon dom metallischen Aussohon auch oino Struktursimulation des Verhaltens roaler Maschinenbauworkstoffe bei der spanenden Bearbeitung, wie verschiedene Spanformen, Oborflächenrauheit und -beschaffenheit, erlaubt, wurde bisher nicht erfüllt. Erfindungsgomäß wird dio Aufgabe dadurch gelöst, das oin Modell werkstoff entwickelt wird, der aus einer gleichmäßigen Mischung von Hartparaffin und Aluminium- bzw. Roinbleichgoldpuder besteht, die im Verhältnis von mehr als 50g Metallpuder bis maximal 100g Motallpudor auf 1000ml Paraffin vormischt sind.

Dio Hurstolluni; dieses Modellwerkstoffos erfolgt untor bekannten Verfahronsbedingungen, indem dos Metallpulver durch gloichmäßigos Rühren in etwa 50"C warmon flüssigen Paraffin vorteilt und anschließend in Formen gegossen wird. Das Horstellon kann durch dio Schüler selbst erfolgen.