EP4157601A1 - Formenteil - Google Patents

Formenteil

Info

Publication number
EP4157601A1
EP4157601A1 EP21729476.8A EP21729476A EP4157601A1 EP 4157601 A1 EP4157601 A1 EP 4157601A1 EP 21729476 A EP21729476 A EP 21729476A EP 4157601 A1 EP4157601 A1 EP 4157601A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mold
area
mold part
manufactured
generatively
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21729476.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jonas Jacob
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hs 3d Performance GmbH
Original Assignee
Hs 3d Performance GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hs 3d Performance GmbH filed Critical Hs 3d Performance GmbH
Publication of EP4157601A1 publication Critical patent/EP4157601A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B7/00Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/24Unitary mould structures with a plurality of moulding spaces, e.g. moulds divided into multiple moulding spaces by integratable partitions, mould part structures providing a number of moulding spaces in mutual co-operation
    • B28B7/241Detachable assemblies of mould parts providing only in mutual co-operation a number of complete moulding spaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/007Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of moulds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B22F7/062Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools involving the connection or repairing of preformed parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B22F7/08Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools with one or more parts not made from powder
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/02Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein a ram exerts pressure on the material in a moulding space; Ram heads of special form
    • B28B3/08Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein a ram exerts pressure on the material in a moulding space; Ram heads of special form with two or more rams per mould
    • B28B3/083The juxtaposed rams working in the same direction
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B7/00Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/16Moulds for making shaped articles with cavities or holes open to the surface, e.g. with blind holes
    • B28B7/18Moulds for making shaped articles with cavities or holes open to the surface, e.g. with blind holes the holes passing completely through the article
    • B28B7/183Moulds for making shaped articles with cavities or holes open to the surface, e.g. with blind holes the holes passing completely through the article for building blocks or similar block-shaped objects
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B7/00Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/34Moulds, cores, or mandrels of special material, e.g. destructible materials
    • B28B7/346Manufacture of moulds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00Products made by additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Definitions

  • the invention relates to a molded part of a modular concrete block mold.
  • a concrete block mold is assembled from several mold parts.
  • Concrete block molds are used to set shaped blocks.
  • An amount of concrete is poured into the concrete block form, and the concrete amount is compacted in the concrete block form by means of a block maker to create a concrete block.
  • the concrete block mold comprises a lower part of the mold, in whose one or more cavities the amount of concrete is filled, and an upper part of the mold with a stamp unit for compacting the amount of concrete in the cavities.
  • the stamp unit comprises pressure plates which can engage in the mold cavities of the lower part of the mold.
  • the lower part of the mold is open at the top and bottom, with the underside being closed by a horizontal pad.
  • the amount of concrete is poured through the upper openings of the mold cavities and then pressed through the pressure plates by being sunk into the mold cavities through the upper openings with a load unit. By shaking the base, the concrete mix solidifies to form stable molded concrete parts. In a final step, the molded concrete parts are removed from the mold through the lower openings in the mold cavities.
  • Flohlsteine are made using a concrete block mold in which cores are also placed in the recesses so that the amount of concrete is pushed into the space between the recess wall and the core.
  • the pressure plates used in the manufacture of fleas have cutouts whose shape corresponds to the core shape, so that the pressure plates can be pressed down along the upper core area during pressing.
  • a concrete block mold in modular construction comprises several mold parts that are detachably connected to one another to form the concrete block form.
  • the modular design allows the replacement of individual mold parts, so that when individual mold parts wear out, the entire concrete block mold does not have to be replaced and, in contrast to concrete block molds with permanently welded mold parts, the concrete block mold can be used more economically and sustainably.
  • the replacement mold parts like the mold parts of the concrete block mold, are made by conventional machining processes and / or casting processes.
  • the task is to provide an alternative mold part for a modular concrete block form.
  • the mold part of a modular concrete block mold for solving the task has an additively manufactured area or is an additively manufactured form part.
  • a molded part is generatively manufactured at least in some areas.
  • Another area of the molded part, if not entirely generatively manufactured, is manufactured conventionally, for example milled or cast.
  • the connection between generatively and conventionally manufactured Be rich can be made by suitable connecting means, for example welded connection, adhesive connection, fastening means such as screws or by printing the generatively manufactured area onto the conventionally manufactured area.
  • the molded part is made in one piece or in several parts.
  • Generative manufacturing also known as additive manufacturing, of mold parts has so far been unknown in mold making for block making machines. Automated processes that produce three-dimensional physical objects from a data set are called generative manufacturing processes. For this purpose, volume elements are stacked or joined in layers so that no mold-dependent tools are required. Generative manufacturing processes are also known as 3-D printing. Given the loads to which the concrete block mold is exposed, the mold part or at least its generatively manufactured area is advantageously manufactured from metal by means of a 3-D metal printing process. With 3-D metal printing, an energy source, such as a laser, sinks or melts a metal powder, usually in order to create the object to be manufactured in layers. The powder can be in a powder bed or projected using a nozzle. In this way, a metal additively manufactured area, that is to say a 3-D metal printing area, or a metal additively manufactured mold part, that is to say a 3-D metal printing mold part, can be manufactured.
  • 3-D metal printing an energy source, such as a laser, sinks or melts
  • a person skilled in the art can distinguish additively manufactured areas and molded parts from conventionally manufactured ones. Generatively manufactured areas and molded parts, especially if they are metal, can be identified as such based on their basic structure because of their manufacture from powder. Furthermore, they can be recognized as generatively manufactured by means of layers, in particular when combining different materia. In addition, the shape of generatively manufactured areas or mold parts also allows them to be recognized as such if such a shape could not be manufactured in a conventional manner.
  • additive manufacturing especially 3-D metal printing
  • 3-D metal printing allows great freedom in the design of the molded part.
  • 3-D metal printing can be used to produce shapes that could not be produced using conventional methods, such as undercuts.
  • Tool-related limitations of conventional manufacturing processes for example a limited selection of milling tools that would be associated with limited radii, do not apply to 3-D metal printing.
  • protruding embossments can be formed without milling radii.
  • many shapes can also be produced in a simpler way than with conventional production, for example Cavities.
  • the generatively manufactured mold parts offer increased functionality compared to conventionally manufactured ones. Geometry contours that cannot be produced conventionally can be easily produced using 3-D printing. Genera tively manufactured cavities result in a weight saving and an increase in the dynamic strength value. Furthermore, embedded additional functions can be provided by additive manufacturing in order to form heatable molded parts in this way.
  • the molded part can be designed to receive a heating element and / or has a heating channel. By means of heated mold parts, in particular pressure plates, the sticking of the concrete mixture to the surface of the mold part is reduced and the concrete mixture becomes easier to detach.
  • additive manufacturing not only shapes and contours, but also surface structures can be created in a simpler way than with conventionally manufactured molded parts. For example, scanned natural stone surfaces can be reproduced almost exactly. Structural surfaces with a high level of detail and particularly fine contouring, which conventionally could only be milled with micro tools, can also be created in this way.
  • Another advantage is that the molded part with an additively manufactured area or the additively manufactured molded part saves material in production, waste is minimized and there is no need to cut.
  • the molded part can have a conventionally manufactured milled or cast area as well as the additively manufactured area have, which can be associated with a combination of different materials.
  • the at least regionally generatively manufactured molded part has a first region made of a first material and a second region made of a second material. At least one of the two areas is produced generatively. Advantageously, both areas are produced generatively so that the additively produced area can include the first and the second area.
  • Molded parts that are less stressed by frictional wear are printed using a material that has a high tensile strength, for example the molded parts of the frame.
  • the first material can be one from the group comprising covering material, filler material and support material
  • the second material can be another material from the group comprising covering material, filler material and support material.
  • the shell material is used on the functional surface of the molded part. It is advantageously wear-resistant. The formation of a non-stick area is also conceivable.
  • the filling material fills free volumes of the molded part. It's usually easy and good printable.
  • the support material is used for areas subject to higher forces, such as stiffeners. It should have high strength.
  • the use of the mold part with a generatively manufactured area in a concrete block mold has another advantage in the event of wear, whereby wear not only means material wear and tear due to the running time, but also defects of all kinds. It is not necessary to replace the entire mold part if it is only worn in areas . Rather, it is sufficient to simply replace the worn area that has been manufactured using generative methods and, for example, to rebuild it by means of additive manufacturing.
  • the generatively manufactured area can therefore also be referred to as an exchangeable wear volume.
  • Mold parts with a wear volume enable groups of mold parts that are subject to wear to be further modularized beyond their individual mold parts, so that the corresponding concrete block mold can be viewed as a further modularized mold.
  • Generatively manufactured areas that are interchangeable are directly engaging areas of the mold parts, in particular the upper edge of the lower part of the mold in the main compression area, core tops, printing plate mirror and printing plate bevel as well as sword mirror and sword tip.
  • the printing plate mirror is the side of the printing plate facing the nest.
  • Their bevel is the beveled edge area, which is particularly stressed during lowering into the nest and by shaking.
  • the bevels of the nest edges in order to prevent or mitigate the impacts of the pressure plates, are also exposed to loads.
  • a sword is a pressure plate, one edge area of which extends to a point along the nest wall when the pressure plate is lowered, in order to form a shaped stone with an inclined side.
  • the choice of material for the concrete block mold and its at least Generatively manufactured molded parts are made in abundance.
  • the choice of material can depend on the wear-dependent pressure parameters and raw materials.
  • Concrete block molds which are only expected to be used for a few cycles, can be made of a different material or a different combination of materials than standard molds that are designed for a high cycle rate, or even concrete block molds for special applications. If the concrete block mold is planned to be used for only a few cycles, an inexpensive, easy-to-use material can be selected that is accompanied by a simple 3-D printing process. However, the mold part of such a concrete block mold is not as strong as that described below.
  • the powder selection for the 3-D printing of the mold parts is optimized with regard to the highest strength and service life values. Additional strengthening measures, such as heat treatment and coating, can be carried out during manufacture in order to achieve a longer service life for the concrete block mold.
  • the choice of material is based on the specific application. For example, higher-quality types of metal can be selected for particularly abrasive types of concrete, even if 3-D metal printing is more difficult and complex for such types of metal.
  • Figure 1 shows an embodiment of a modular concrete block mold in an exploded view.
  • FIGS. 2A, 2B and 2C show an exemplary embodiment of a molded part in a three-dimensional representation, in a side view and in a detailed representation of the side view.
  • Figure 3 shows a further embodiment of a molded part in a three-dimensional representation.
  • FIG. 4 shows a section through a further exemplary embodiment of a component part.
  • Figure 5 shows a further embodiment of a molded part in a side view.
  • Figure 1 shows an embodiment of a modular concrete block mold in an exploded view.
  • the concrete block mold comprises a lower mold part and an upper mold part.
  • the lower part of the mold and only parts of the upper part of the mold that come into contact with the concrete mixture during the production of concrete blocks are shown.
  • the concrete block form shown With the concrete block form shown, several fleas can be formed at the same time.
  • the lower mold part has a frame 1 made up of several mold parts 10.
  • the frame 1 surrounds an insert 3, which is composed of several molded parts 31, 32.
  • the insert 3 has several recesses 5, which are designed as cavities in the form, also referred to as stone cavities.
  • the concrete block form has twelve nests in two rows.
  • the molded parts 31, 32 of the insert 3 comprise longitudinal walls 32 which extend along the length of the insert. Transverse walls 31 are inserted between the longitudinal walls 32.
  • Cores 7 in the recesses 5 are used to form the hollow spaces in the hollow stones to be manufactured.
  • two cores 7 are provided for a recess 5.
  • the cores 7 are fastened line by line to a core holding bar 11, which in turn is attached to the frame 1 is consolidated.
  • the cores 7 and the core holding strips 11 are also molded parts.
  • the mold parts 7, 11, 10, 31, 32 can be connected to one another, for example, by tongue and groove connections and / or plug connections and / or screw connections in order to form the lower part of the modular concrete block mold.
  • the upper mold part (not shown in its entirety), which comprises a plurality of pressure plates 9, is arranged opposite the recesses 5.
  • the pressure plates 9 correspond in size and shape to the area between Aussparungskon structure and core contour and can be lowered into the recess 5 so that they move past the top of the core.
  • the printing plates 9 as compo th of the upper part of the mold are connected via stamps and a plate to form a unit (not shown).
  • the pressure plates 9, like the other parts, e.g. stamp and plate, which are mounted to the mold upper part of the concrete block mold, are also mold parts.
  • a quantity of concrete is poured into the recesses 5.
  • the amount of concrete is compacted by shaking, during which the filling level of the amount of concrete is reduced and the pressure plates 9 press the concrete mixture and so on are lowered.
  • the area between the volume level in insert 3 before and after compaction is also referred to as the main compaction area.
  • the main compression area is in the upper area of the lower part of the mold. Due to the combination of shaking and a lowering of the pressure plates 9 during compression, the mechanical loading of the molded parts 31, 32 of the insert 3 in the main compression area is particularly high. This also applies to the upper area of the cores 7.
  • the concrete block mold has molded parts 7, 9, 10, 11, 31, 32 which have been produced generatively at least in some areas.
  • the corresponding molded parts 7, 9, 10, 11, 31, 32 can be produced generatively entirely or only in certain areas are.
  • the concrete block mold can also have mold parts 7, 9, 10, 11, 31, 32 made entirely conventionally.
  • the modular construction of the concrete block mold makes it possible to replace a mold part 7, 9, 10, 11, 31, 32, even if it is manufactured entirely conventionally, with a generatively manufactured mold part 7, 9, 10, 11, 31, 32 .
  • a replacement mold part can be produced in a simple manner by means of 3-D metal printing.
  • the replacement mold part can also be produced generatively only in certain areas.
  • the affected molded part 7, 9, 10, 11, 31, 32 can be adapted, that is, it is refurbished and reused.
  • additive manufacturing is used to restore the shape in the non-worn state, i.e. the original shape of the molded part, by means of 3-D metal printing.
  • the adaptation can take place by exchanging the additively manufactured area.
  • a concrete block mold has a specific mold height, for example 88 mm, in order to produce a desired block height, following the example above this would be 80 mm.
  • the complete concrete block form is filled with concrete up to the form height, 88 mm.
  • the pressure plates 9 then begin to dip into the recesses 5 under pressure and to compress the mixture. At the same time, there is strong shaking from below, which is also known as shock vibration.
  • FIGS. 2A, 2B and 2C show an exemplary embodiment of a molded part 31, which has generatively manufactured areas, in a three-dimensional representation, in a side view and as a detailed representation of the upper region of the side view.
  • the mold part 31 is a transverse wall of the insert 3 of the concrete block form.
  • the metal mold part 31 which is designed as a transverse wall, has a rectangular base area with laterally extending fastening means 13 for engaging the adjacent, transversely extending longitudinal walls 32.
  • the molded part 31 bevels 15 as obliquely ver running upper edges on the front and back.
  • the molded part 31 has strip-shaped, generatively manufactured first areas 17 on the front and rear.
  • the generatively manufactured first areas 17 are 3-D metal printing areas and also form the bevels 15.
  • the strip-shaped first areas 17 extend over the entire length of the transverse wall and at least along the main compression area in which the molded part 31 is exposed to particular loads.
  • the second region 19 of the molded part 31 beyond the first regions 17 can be conventionally manufactured, for example milled or cast.
  • the second area 19 is likewise a generatively manufactured 3-D metal printing area, the material of which, however, differs from that of the first area 17.
  • the connection between the areas 17, 19 can done by suitable means, for example welded joint, adhesive bond, fasteners such as screws or preferably by one of the areas 17, 19 has been printed on the other.
  • the at least regional generative production of the molded part 31 allows different materials to be used for the different areas 17, 19 of the molded part 31, the materials being optimized with regard to the various requirements of the areas 17, 19.
  • the abrasively stressed first areas 17 are made of a more resistant, more stable material than the second area 19.
  • first areas 17 wear out, it is not necessary to replace the entire form part 31, but rather it is sufficient to merely adapt the form part 31 by replacing only the generatively manufactured first areas 17 with new generatively manufactured areas and / or with 3-D -Metal pressure to be rebuilt.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a molded part 7, which has generatively manufactured areas, in a three-dimensional representation.
  • the mold part is a core 7 of the concrete block mold.
  • the edges of the upper side of the core facing away from the gap 21 are rounded in order to facilitate the lowering of the pressure plate 9 along the core 7 and to prevent the pressure plates 9 from striking.
  • the upper side of the core has generatively manufactured first regions 13 on both sides of the gap 21, which extend beyond the rounded edges.
  • the upper side of the core 7 is exposed to great loads due to the pressure plates 9, which lower over it and possibly hit it, in combination with the shaking.
  • the generatively manufactured first areas 17 are made of a harder material than the second area 19, which forms the core body. det.
  • the second area 19 can be manufactured conventionally or generatively, and different materials can be combined for the body and top, as has already been described in connection with the previous exemplary embodiment.
  • FIG. 4 shows a section through an exemplary embodiment of a pressure plate 9 with a rectangular base area, as can be used for printing paving stones.
  • the pressure plate 9 has a negative bevel 16 on the edge, which is designed as a protruding area with a triangular contour in order to form a beveled edge of the stone.
  • the bevel 16 is a generatively manufactured first area 17 on a second area 19 extending over the entire mirror 27.
  • the first area 17 is made of a harder material than the second area 19.
  • the material of the second area 19 is a non-stick covering material.
  • a third area 21 which is manufactured using an alternative method and has a flat recess 23, is applied.
  • a component for an additional function for example a flat fleece element 25, can be introduced into the recess so that the pressure plate 9 can be heated.
  • the third area 21 has a flint cut 29 which can engage in another molded part.
  • the fleece element 25 supports the non-stick properties of the pressure level 27, since the amount of concrete, which has slightly dried on the surface as a result, comes off more easily.
  • Figure 5 shows a further embodiment of a molded part, which is designed as a sword 35, in a side view.
  • the sword 35 is a characteristically shaped pressure plate which has an edge area which, when the sword is sunk in the nest, extends tapering to a point along the wall of the cavity in order to form a stone with a sloping side, for example a curb.
  • the mirror 27 of the sword 29 faces the mold cavity.
  • the first area is an exchangeable wear volume.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Moulds, Cores, Or Mandrels (AREA)

Abstract

Ein Formenteil (7, 9, 10, 11, 31, 32, 35) einer modularen Betonsteinform weist einen generativ gefertigten Bereich (17, 19, 21) auf oder ist ein generativ gefertigtes Formenteil (7, 9, 10, 11, 31, 32, 35).

Description

Formenteil
Die Erfindung betrifft ein Formenteil einer modularen Betonsteinform. Solch ei ne Betonsteinform ist aus mehreren Formenteilen montiert.
Betonsteinformen dienen zur Fierstellung von Formsteinen. Ein Betongemenge wird in die Betonsteinform eingefüllt, und mittels eines Steinfertigers wird das Betongemenge in der Betonsteinform verdichtet, um einen Betonstein zu schaf fen. Die Betonsteinform umfasst ein Formunterteil, in deren ein oder mehrere Formnester das Betongemenge gefüllt wird, und ein Formoberteil mit einer Stempeleinheit zum Verdichten des Betongemenges in den Formnestern. Die Stempeleinheit umfasst Druckplatten, die in die Formnester des Formunterteils eingreifen können. Das Formunterteil ist oben und unten offen, wobei die Un terseite durch eine horizontale Unterlage verschlossen wird. Durch die oberen Öffnungen der Formnester wird das Betongemenge eingefüllt und anschließend durch die Druckplatten verpresst, indem diese durch die oberen Öffnungen mit tels einer Auflasteinheit in die Formnester eingesenkt werden. Durch Rütteln der Unterlage erfolgt eine Verfestigung des Betongemenges zu formstabilen Betonformteilen. In einem letzten Schritt werden die Betonformteile durch die unteren Öffnungen der Formnester entformt.
Flohlsteine werden durch eine Betonsteinform herstellt, bei der zusätzlich noch Kerne in den Aussparungen platziert sind, sodass das Betongemenge in den Raum zwischen Aussparungswand und Kern gedrängt wird. Die Druckplatten bei der Flohlsteinfertigung weisen Ausschnitte auf, deren Form mit der Kernform korrespondiert, sodass die Druckplatten beim Pressen entlang des oberen Kernbereichs heruntergedrückt werden können.
Eine Betonsteinform in modularer Bauweise umfasst mehrere Formenteile, die lösbar miteinander zur Betonsteinform verbunden sind. Die modulare Bauweise erlaubt den Austausch einzelner Formenteile, sodass bei Verschleiß einzelner Formenteile nicht die gesamte Betonsteinform ersetzt werden muss und im Ge gensatz zu Betonsteinformen mit festverschweißten Formenteilen eine wirt schaftlichere und nachhaltigere Nutzung der Betonsteinform möglich ist. Die Ersatzformenteile werden, wie auch die Formenteile der Betonsteinform, durch konventionelle spanende Fertigungsverfahren und/oder Gussverfahren gefer tigt.
Es stellt sich die Aufgabe, ein alternatives Formenteil für eine modulare Beton steinform bereitzustellen.
Das Formenteil einer modularen Betonsteinform zur Lösung der Aufgabe weist einen generativ gefertigten Bereich auf oder ist ein generativ gefertigtes For menteil. Mit anderen Worten: Solch ein Formenteil ist zumindest bereichsweise generativ gefertigt. Ein weiterer Bereich des Formenteils, sofern nicht gänzlich generativ gefertigt, ist konventionell gefertigt, beispielsweise gefräst oder ge gossen. Die Verbindung zwischen generativ und konventionell gefertigtem Be reich kann durch geeignete Verbindungsmittel erfolgen, beispielsweise Schweißverbindung, Klebverbindung, Befestigungsmittel wie Schrauben oder indem der generativ gefertigte Bereich auf den konventionell gefertigten aufge druckt worden ist. Abhängig von der Verbindung zwischen den Bereichen ist das Formenteil einteilig oder mehrteilig ausgebildet.
Die generative Fertigung, die auch als additive Fertigung bezeichnet wird, von Formenteilen ist bisher im Formenbau für Steinfertigungsmaschinen unbekannt. Als generatives Fertigungsverfahren werden automatisierte Prozesse bezeich net, die aus einem Datensatz dreidimensionale körperliche Objekte hersteilen. Dazu werden Volumenelemente schichtweise auf- oder aneinandergefügt, so dass keine formenteilabhängigen Werkzeuge erforderlich sind. Generative Fer tigungsverfahren werden auch als 3-D-Drucken bezeichnet. Angesichts der Be- lastungen, denen die Betonsteinform ausgesetzt ist, wird das Formenteil oder zumindest dessen generativ gefertigter Bereich vorteilhafterweise aus Metall mittels eines 3-D-Metall-Druckverfahrens gefertigt. Beim 3-D-Metall-Druck sin tert oder schmilzt eine Energiequelle, beispielswiese ein Laser, ein Metallpulver, um üblicherweise schichtweise das zu fertigende Objekt zu erzeugen. Das Pul ver kann in einem Pulverbett vorliegen oder mittels einer Düse projiziert wer den. Auf diese Weise lassen sich ein metallener generativ gefertigter Bereich, das heißt ein 3-D-Metalldruckbereich, oder ein metallenes generativ gefertigtes Formenteil, das heißt ein 3-D-Metalldruckformenteil, fertigen.
Der Fachmann kann generativ gefertigte Bereiche und Formenteile von konven tionell gefertigten unterscheiden. Generativ gefertigte Bereiche und Formentei le, insbesondere wenn sie metallen sind, sind anhand ihres Grundgefüges we gen ihrer Fertigung aus Pulver als solche erkennbar. Ferner sind sie anhand von Schichtungen, insbesondere bei der Kombination verschiedener Materia len, als generativ gefertigt erkennbar. Darüber hinaus lässt auch die Form ge nerativ gefertigter Bereiche oder Formenteile, diese als solche erkennen, wenn solch eine Form in konventioneller Weise nicht gefertigt werden könnte.
Die Verwendung zumindest bereichsweise generativ gefertigter Formenteile in Betonsteinformen bringt mehrere Vorteile. Generative Fertigung, insbesondere 3-D-Metalldruck, erlaubt große Freiheiten bei der Gestaltung des Formenteils. Durch 3-D-Metalldruck lassen sich Formen fertigen, die durch konventionelle Verfahren nicht zu fertigen wären, beispielsweise Hinterschnitte. Auch werk zeugbedingte Limitierungen konventioneller Fertigungsverfahren, beispielswei se eine begrenzte Auswahl von Fräswerkzeugen, die mit gegrenzter Radien ausführung einhergehen würde, gelten für den 3-D-Metallddruck nicht. Durch die generative Fertigung lassen sich beispielsweise hervorstehende Prägungen ohne Fräsradien ausbilden. Darüber hinaus lassen sich auch viele Formen in einfacherer Weise als bei konventioneller Fertigung fertigen, beispielsweise Hohlräume. Komplexe Formenteilgruppen, die aus mehreren Formenteilen zu sammengesetzt sind, können einteilig gedruckt werden, sodass bei der Beton steinform die Anzahl der Formenteile reduziert werden kann. Die Topologieop timierung für die Formenteile kann mit Unterstützung der Finite-Elemente- Methode (FEM) erfolgen.
Die generativ gefertigten Formenteile bieten eine erhöhte Funktionalität im Ver gleich zu konventionell gefertigten. Konventionell nicht zu fertigende Geomet riekonturen sind durch 3-D-Druck in einfacher Weise herstellbar. Durch genera tiv gefertigte Hohlräume ergibt sich eine Gewichtsersparnis und Erhöhung des dynamischen Festigkeitswertes. Ferner können durch die generative Fertigung eingebettete Zusatzfunktion bereitgestellt werden, um auf diese Weise beheiz bare Formenteile auszubilden. Das Formenteil kann ausgebildet sein, ein Heiz element aufzunehmen und/oder weist einen Heizkanal auf. Durch beheizte Formenteile, insbesondere Druckplatten, wird das Kleben des Betongemenges an der Formenteiloberfläche reduziert und eine leichtere Ablösung des Beton gemenges erreicht. Insgesamt lassen sich durch die generative Fertigung nicht nur Formen und Konturen, sondern auch Oberflächenstrukturen in einfacherer Weise ausbilden als bei konventionell gefertigten Formenteilen. So lassen sich beispielsweise gescannte Natursteinoberflächen nahezu eins zu ein wiederge ben. Auch Strukturoberflächen mit hoher Detailrate und besonders feiner Bos- sierung, die konventionell nur mit Mikrowerkzeugen fräsbar wären, lassen sich so ausbilden.
Ein weiterer Vorteil ist, dass das Formenteil mit einem generativ gefertigten Be reich oder das generativ gefertigte Formenteil materialsparender in der Ferti gung ist, Abfall minimiert wird und der Zuschnitt entfällt.
In einer Ausführung kann das Formenteil sowohl einen konventionell gefertigten gefrästen oder gegossenen Bereich als auch den generativ gefertigten Bereich aufweisen, was mit einer Kombination verschiedener Materialen einhergehen kann.
In einer Ausführung weist das zumindest bereichsweise generativ gefertigte Formenteil einen ersten Bereich aus einem ersten Material und einen zweiten Bereich aus einem zweiten Material auf. Zumindest einer der beiden Bereiche ist generativ gefertigt. Vorteilhafterweise sind beide Bereiche generativ gefertigt, sodass der generativ gefertigte Bereich den ersten und den zweiten Bereich umfassen kann. Diese Ausführungen bieten die Möglichkeit, in einem Formen teil verschiedene Materialen zu kombinieren, um beispielsweise besonders ab rasiv beanspruchte Bereiche mit härteren Materialien zu drucken.
Die Verwendung eines härteren, standfesteren Materials kommt insbesondere für Bereiche an der Oberseite vom Formunterteil, in das die Druckplatten ein- greifen, und an der Unterseite vom Formunterteil und vom Formoberteil, das auf der Unterlage aufliegt beziehungsweise das in die Formnester eingreift, in Fra ge. Weniger durch Reibverschleiß beanspruchte Formenteile werden durch ein Material gedruckt, dass eine hohe Zugfestigkeit aufweist, beispielsweise die Formenteile des Rahmens.
Die Auswahl des ersten und des zweiten Materials erfolgt hinsichtlich der Funk tion und Belastung der entsprechenden Bereiche. So kann das erste Material eines aus der Gruppe mit Hüllmaterial, Füllmaterial und Stützmaterial sein, und das zweite Material kann ein anderes aus der Gruppe mit Hüllmaterial, Füllma terial und Stützmaterial sein. Natürlich lassen sich auch mehr als zwei ver schiedene Materialien kombinieren. Das Hüllmaterial wird an der Funktions oberfläche des Formenteils verwendet. Es ist vorteilhafterweise verschleißfest. Auch die Ausbildung eines antihaftenden Bereichs ist denkbar. Das Füllmaterial füllt freie Volumina des Formenteils auf. Es ist üblicherweise leicht und gut druckbar. Das Stützmaterial wird für Bereiche eingesetzt, auf die höhere Kräfte wirken, beispielsweise Aussteifungen. Es sollte eine hohe Festigkeit haben.
Der Einsatz des Formenteils mit einem generativ gefertigten Bereich in einer Betonsteinform hat noch einen Vorteil im Verschleißfall, wobei mit Verschleißfall nicht nur laufzeitgedingte Materialabnutzung gemeint ist, sondern Defekte aller Art. Es ist nicht erforderlich, das ganze Formenteil auszutauschen, falls es nur bereichsweise verschlissen ist. Vielmehr ist es ausreichend, lediglich den gene rativ gefertigten, verschlissenen Bereich auszutauschen und beispielsweise durch generative Fertigung wiederaufzubauen. Man kann den generativ gefer tigten Bereich deshalb auch als austauschbares Verschleißvolumen bezeich nen. Formenteile mit einem Verschleißvolumen ermöglichen eine weitere Modu larisierung von verschleißenden Gruppen an Formenteilen über deren einzelne Formenteile hinaus, sodass die entsprechende Betonsteinform als ein weiter modularisiertes Formwerkzeug angesehen werden kann.
Generativ gefertigte Bereiche, die austauschbar sind, sind direkt im Eingriff ste hende Bereiche der Formenteile, insbesondere die Oberkante des Formunter teils im Flauptverdichtungsbereich, Kernoberseiten, Druckplattenspiegel und Druckplattenfase sowie Schwertspiegel und Schwertspitze. Der Druckplatten spiegel ist die dem Nest zugewandte Seite der Druckplatte. Deren Fase ist der angeschrägte Randbereich, der während des Absenkens in das Nest und durch Rütteln besonders belastet wird. Auch die Fasen der Nestkanten, um das An schlägen der Druckplatten zu verhindern oder abzumildern, sind Belastungen ausgesetzt. Ein Schwert ist eine Druckplatte, deren einer Randbereich bei ab gesenkter Druckplatte sich spitz zulaufend entlang der Nestwand erstreckt, um einen Formstein mit schräger Seite zu formen.
Im Hinblick auf den zu erwartenden Verschleiß und die erwartete Standzeit kann die Materialauswahl für die Betonsteinform und deren zumindest be- reichsweise generativ gefertigte Formenteile erfolgen. Die Materialauswahl kann von verschleißfallabhängigen Druckparametern und Ausgangsstoffen ab- hängen. Betonsteinformen, bei deren Verwendung nur wenige Taktzahlen er wartet werden, können aus einem anderen Material oder einer anderen Materi alkombination gefertigt werden als Standardformen, die für eine hohe Taktzahl ausgelegt sind, oder gar Betonsteinformen für Spezialanwendungen. Bei der geplanten Verwendung der Betonsteinform für nur wenige Taktzahlen kann ein günstiges, gut zu handhabendes Material gewählt werden, das mit einem einfa cheren 3-D-Druckvorgang einhergeht. Allerdings ist das Formenteil einer sol chen Betonsteinform nicht so standhaft wie die im Folgenden beschriebenen. Bei einer Standardform für eine hohe Taktzahl wird die Pulverauswahl für den 3-D-Druck der Formenteile hinsichtlich höchster Festigkeits- und Standzeitwerte optimiert. Zusätzliche festigungssteigernde Maßnahmen, beispielsweise Wär mebehandlung und Beschichtung, können bei der Fertigung durchgeführt wer den, um eine längere Lebensdauer der Betonsteinform zu erreichen. Bei Spezi alanwendungen erfolgt die Materialauswahl hinsichtlich des speziellen Anwen dungsfalls. So können beispielsweise höherwertigere Metallsorten für beson ders abrasive Betonsorten ausgewählt werden, auch wenn der 3-D-Metalldruck für solche Metallsorten schwieriger und aufwändiger ist.
Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer modularen Betonsteinform in einer Explosionsdarstellung.
Figuren 2A, 2B und 2C zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Formenteils in dreidimensionaler Darstellung, in einer Seitenansicht und in einer Detaildarstel lung der Seitenansicht. Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Formenteils in dreidimen sionaler Darstellung.
Figur 4 zeigt einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines For menteils.
Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Formenteils in einer Sei tenansicht.
In den Figuren sind gleiche oder funktional gleich wirkende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer modularen Betonsteinform in einer Explosionsdarstellung. Die Betonsteinform umfasst ein Formenunterteil und ein Formenoberteil. Der Übersichtlichkeit halber sind das Formenunterteil und nur Teile des Formoberteils, die bei der Betonsteinfertigung mit dem Betongemen ge in Kontakt kommen, dargestellt. Mit der dargestellten Betonsteinform lassen sich mehrere Flohlsteine gleichzeitig formen.
Das Formunterteil weist einen Rahmen 1 aus mehreren Formenteilen 10 auf. Der Rahmen 1 umgibt einen Einsatz 3, der aus mehreren Formenteilen 31 , 32 zusammengesetzt ist. Der Einsatz 3 hat mehrere Aussparungen 5, die als Formnester, auch als Steinhöhlen bezeichnet, ausgebildet sind. In diesem Aus führungsbeispiel weist die Betonsteinform zwölf Nester in zwei Reihen auf. Die Formenteile 31 , 32 des Einsatzes 3 umfassen Längswände 32, die sich entlang der Einsatzlänge erstrecken. Zwischen den Längswänden 32 sind Querwände 31 gesteckt. Kerne 7 in den Aussparungen 5 dienen zur Ausbildung der Hohl räume in den zu fertigenden Hohlsteinen. In diesem Ausführungsbeispiel sind jeweils zwei Kerne 7 für eine Aussparung 5 vorgesehen. Die Kerne 7 sind zei lenweise an einer Kernhalteleiste 11 befestigt, die ihrerseits am Rahmen 1 be- festigt ist. Die Kerne 7 und die Kernhalteleisten 11 sind ebenfalls Formenteile. Die Formenteile 7, 11 , 10, 31 , 32 können beispielsweise durch Nut-und-Feder- Verbindungen und/oder Steckverbindungen und/oder Schraubverbindungen miteinander verbunden werden, um so das Formunterteil der modularen Beton steinform auszubilden.
Gegenüberliegend zu den Aussparungen 5 ist das Formoberteil (in Gänze nicht dargestellt) angeordnet, das mehrere Druckplatten 9 umfasst. Die Druckplatten 9 entsprechen in Abmessung und Form der Fläche zwischen Aussparungskon tur und Kernkontur und sind in die Aussparung 5 absenkbar, sodass sie sich an der Kernoberseite entlang vorbei bewegen. Die Druckplatten 9 als Komponen ten des Formoberteils sind über Stempel und eine Platte zu einer Einheit ver bunden (nicht dargestellt). Die Druckplatten 9 sind wie die anderen Teile, z.B. Stempel und Platte, die zum Formoberteil der Betonsteinform montiert sind, ebenfalls Formenteile.
Bei der Steinfertigung wird in die Aussparungen 5 ein Betongemenge eingefüllt. Das Betongemenge wird durch Rütteln verdichtet, währenddessen sich die Füllhöhe des Betongemenges reduziert und die Druckplatten 9 auf das Beton gemenge drücken und so weiter abgesenkt werden. Der Bereich zwischen Ge mengefüllhöhe im Einsatz 3 vor und nach der Verdichtung wird auch als Flaupt- verdichtungsbereich bezeichnet. Der Flauptverdichtungsbereich ist im oberen Bereich des Formenunterteils. Aufgrund der Kombination von Rütteln und Ein senken der Druckplatten 9 während der Verdichtung ist die mechanische Belas tung der Formenteile 31 , 32 des Einsatzes 3 im Flauptverdichtungsbereich be sonders hoch. Dies gilt auch für den oberen Bereich der Kerne 7.
Die Betonsteinform weist Formenteile 7, 9, 10, 11 , 31 , 32 auf, die zumindest bereichsweise generativ gefertigt worden sind. Die entsprechenden Formenteile 7, 9, 10, 11 , 31 , 32 können ganz oder nur bereichsweise generativ gefertigt sind. Die Betonsteinform kann darüber hinaus auch gänzlich konventionell ge fertigte Formenteile 7, 9, 10, 11 , 31 , 32 aufweisen.
Durch die modulare Bauweise der Betonsteinform ist es möglich, ein Formenteil 7, 9, 10, 11 , 31 , 32, auch wenn es gänzlich konventionell gefertigt ist, durch ein generativ gefertigtes Formenteil 7, 9, 10, 11 , 31 , 32 zu ersetzen. Auf diese Wei se lässt sich durch 3-D-Metalldruck in einfacher Weise ein Ersatzformenteil fer tigen. Natürlich kann das Ersatzformenteil auch nur bereichsweise generativ gefertigt sein. Bei nur lokalem Verschleiß eines Formenteils 7, 9, 10, 11 , 31 , 32 kann das betroffene Formenteil 7, 9, 10, 11 , 31 , 32 angepasst werden, das heißt es wird aufgearbeitet und weiterverwendet. Bei der Anpassung wird durch generative Fertigung die Form im nicht verschlissenen Zustand, das heißt die ursprüngliche Form des Formenteils, durch 3-D-Metalldruck wiederhergestellt. Bei einem Formenteil 7, 9, 10, 11 , 31 , 32, dessen generativ gefertigter Bereich verschlissen ist, kann die Anpassung durch Austausch des generativ gefertigten Bereichs erfolgen.
Im Allgemeinen verschleißen bei der Betonsteinform die oberen Bereiche der Formenteile 7, 10, 11 , 31 , 32 im Formunterteil sowie die Unterseite, die auch als Spiegel bezeichnet wird, und Seitenbereiche der Druckplatten 9. Das liegt daran, dass die eintauchende Druckplatte 9 an den oberen Bereich des Einsat zes 3 stößt. Eine Betonsteinform hat eine spezifische Formhöhe, beispielsweise 88 mm, um eine gewünschte Steinhöhe zu produzieren, dem obigen Beispiel folgend wären das 80 mm. Bei der Steinfertigung wird die komplette Betonstein form bis zur Formhöhe, 88 mm, mit Beton gefüllt. Die Druckplatten 9 beginnen dann unter Druck in die Aussparungen 5 einzutauchen und das Gemenge zu komprimieren. Parallel wird von unten stark gerüttelt, was auch als Schockvib ration bezeichnet wird. Das Betongemenge erreicht erst seine notwendige Fes tigkeit, wenn die Druckplatten 9 die Steinhöhe, 80 mm, erreicht haben. Damit wird der obere Bereich der Betonsteinform zwischen Formhöhe und Steinhöhe, der 8 mm breit ist und auch als Hauptverdichtungsbereich bezeichnet wird, am meisten beansprucht und verschleißt infolgedessen auch am Schnellsten. In den Figuren 2A, 2B, 2C und 3 werden Formenteile 31 , 7 aus der Betonstein form gezeigt, in denen genau diese Bereiche durch generative gefertigte Berei che gegen die oben beschriebene Belastung gepanzert sind.
Die Figuren 2A, 2B und 2C zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Formenteils 31 , das generativ gefertigte Bereiche aufweist, in dreidimensionaler Darstellung, in einer Seitenansicht und als Detaildarstellung des oberen Bereichs der Sei tenansicht. Das Formenteil 31 ist eine Querwand des Einsatzes 3 der Beton steinform.
Das als Querwand ausgebildete metallene Formenteil 31 hat eine rechteckige Grundfläche mit seitlich sich erstreckenden Befestigungsmitteln 13 zum Eingriff in die benachbarten, quer verlaufenden Längswände 32. An einem oberen Be reich des Formenteils 31 , der im montierten Zustand dem Formoberteil der Be tonsteinform zugewandt ist, weist das Formenteil 31 Fasen 15 als schräg ver laufende obere Kanten vorder- und rückseitig auf.
Das Formenteil 31 weist im oberen Bereich streifenförmige, generativ gefertigte erste Bereiche 17 an Vorder- und Rückseite auf. Die generativ gefertigten ers ten Bereiche 17 sind 3-D-Metalldruckbereiche und bilden auch die Fasen 15 aus. Die streifenförmigen ersten Bereiche 17 erstrecken sich über ganze Länge der Querwand und zumindest entlang des Hauptverdichtungsbereichs, in dem das Formenteil 31 besonderen Belastungen ausgesetzt ist. Der zweite Bereich 19 des Formenteils 31 jenseits der ersten Bereiche 17 kann konventionell gefer tigt, beispielsweise gefräst oder gegossen, sein. In einem alternativen Ausfüh rungsbeispiel ist der zweite Bereich 19 ebenfalls ein generativ gefertigter 3-D- Metalldruckbereich, dessen Material sich allerdings von dem des ersten Be reichs 17 unterscheidet. Die Verbindung zwischen den Bereichen 17, 19 kann durch geeignete Mittel erfolgen, beispielsweise Schweißverbindung, Klebver bindung, Befestigungsmittel wie Schrauben oder vorzugsweise indem einer der Bereiche 17, 19 auf dem anderen gedruckt worden ist.
Die zumindest bereichsweise generative Fertigung des Formenteils 31 erlaubt, verschiedene Materialien für die verschiedene Bereiche 17, 19 des Formenteils 31 zu verwenden, wobei die Materialen hinsichtlich der verschiedenen Anforde rungsaspekte der Bereiche 17, 19 optimiert sind. Die abrasiv beanspruchten ersten Bereiche 17 sind aus einem widerstandsfähigeren, standfesteren Materi al als der zweite Bereich 19.
Bei Verschleiß der ersten Bereichen 17 ist es nicht erforderlich das ganze For menteil 31 auszutauschen, sondern es ist ausreichend, das Formenteil 31 ledig lich anzupassen, indem nur die generativ gefertigten ersten Bereiche 17 durch neue generative gefertigte Bereiche ersetzt und/oder durch 3-D-Metalldruck wiederaufgebaut werden.
Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Formenteils 7, das generativ gefer tigte Bereiche aufweist, in dreidimensionaler Darstellung. Das Formenteil ist ein Kern 7 der Betonsteinform. An seiner Oberseite ist ein Spalt 21 , in dem die Kernhalteleiste 11 eingreift. Die vom Spalt 21 abgewandten Kanten der Kern oberseite sind abgerundet, um das Absenken der Druckplatte 9 entlang des Kerns 7 zu erleichtern und ein Anschlägen der Druckplatten 9 zu verhindern.
Die Kernoberseite weist zu beiden Seiten des Spalts 21 generativ fertigte erste Bereiche 13 auf, die über die abgerundeten Kanten hinaus verlaufen.
Die Oberseite des Kerns 7 ist durch die sich über ihn absenkenden und mög licherweise anschlagenden Druckplatten 9 in Kombination mit dem Rütteln gro ßen Belastungen ausgesetzt. Die generativ gefertigten ersten Bereiche 17 sind aus einem härteren Material als der zweite Bereich 19, der den Kernkörper bil- det. Der zweite Bereich 19 kann konventionell oder generativ gefertigt sein und bei Körper und Oberseite können verschiedene Materialen kombiniert werden, wie in Zusammenhang mit dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel bereits beschrieben worden ist.
Bei Verschleiß der ersten Bereiche 17 ist es nicht erforderlich das ganze For menteil 7 auszutauschen, sondern es ist ausreichend das Formenteil 7 lediglich anzupassen, indem nur die generativ gefertigten ersten Bereiche 17 durch ge nerativ gefertigte Bereiche ersetzt und/oder wiederaufgebaut werden.
Figur 4 zeigt einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Druckplatte 9 mit rechteckiger Grundfläche, wie sie zum Druck von Pflastersteinen verwendet werden kann.
Die Druckplatte 9 hat randseitig eine negative Fase 16, die als hervorstehender Bereich mit dreieckförmiger Kontur ausgebildet ist, um eine angeschrägte Kante des Steins zu formen. Die Fase 16 ist ein generativ gefertigter erster Bereich 17 auf einem sich über den ganzen Spiegel 27 erstreckenden zweiten Bereich 19. Der erste Bereich 17 ist aus einem härteren Material als der zweite Bereich 19. Das Material des zweiten Bereichs 19 ist ein antihaftendes Hüllmaterial. An der vom ersten Bereich 13 abgewandten Seite des zweiten Bereichs 19 ist ein ge nerativ gefertigter dritter Bereich 21, der eine flächige Ausnehmung 23 aufweist, aufgebracht. In der Ausnehmung kann eine Komponente für eine Zusatzfunkti on, beispielsweise ein flächiges Fleizelement 25, eingebracht werden, sodass die Druckplatte 9 beheizbar ist. Der dritte Bereich 21 weist eine Flinterschnei- dung 29 auf, die in ein anderes Formenteil eingreifen kann. Das Fleizelement 25 unterstützt die antihaftenden Eigenschaften des Druckspiegels 27, da sich das dadurch oberflächlich leicht angetrocknete Betongemenge leichter ablöst. Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Formenteils, das als Schwert 35 ausgebildet ist, in einer Seitenansicht. Das Schwert 35 ist eine cha rakteristisch geformte Druckplatte, die einen Randbereich hat, der bei im Nest eingesenktem Schwert sich spitz zulaufend entlang der Formnestwand er- streckt, um einen Stein mit schräger Seite, beispielsweise einen Bordstein, zu formen. Der Spiegel 27 des Schwerts 29 ist dem Formnest zugewandt. Ein ge nerativ gefertigter erster Bereich 13 bildet die Schwertspitze 37, die aus einem härteren, standfesteren Material als der zweite Bereich 19 ist, der den Schwert körper mit dem Spiegel 27 formt. Der erste Bereich ist ein austauschbares Ver- schleißvolumen.
Die vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen sowie die den Abbil dungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebe- nen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar.
Bezugszeichen
I Rahmen
3 Einsatz 5 Aussparung
7 Kern
9 Druckplatte
10 Formenteil
I I Kernhalteleiste 13 Befestigungsmittel 15 Fase
17 erster Bereich
19 zweiter Bereich
21 dritter Bereich 23 Aussparung
25 Fleizelement
27 Spiegel
29 Hinterschnitt
31 Formenteil 32 Formenteil
35 Schwert
37 Spitze

Claims

Ansprüche:
1. Formenteil (7, 9, 10, 11, 31, 32, 35) einer modularen Betonsteinform, das einen generativ gefertigten Bereich (17, 19, 21) aufweist oder ein generativ ge- fertigtes Formenteil (7, 9, 10, 11, 31, 32, 35) ist.
2. Formenteil (7, 9, 10, 11, 31, 32, 35) nach Anspruch 1 , wobei der generativ gefertigte Bereich (17, 19, 21) ein 3-D-Metalldruckbereich ist oder das generativ gefertigtes Formenteil (7, 9, 10, 11, 31, 32, 35) ein 3-D- Metalldruckformenteil ist.
3. Formenteil (7, 9, 10, 11, 31, 32, 35) nach Anspruch 1 oder 2, das einen gefrästen oder gegossenen Bereich (19) und den generativ gefertig ten Bereich (17) aufweist.
4. Formenteil (7, 9, 10, 11, 31, 32, 35) nach einem der vorhergehenden An sprüche, das einen ersten Bereich (17) aus einem ersten Material und einen zweiten Be reich (19) aus einem zweiten Material aufweist, wobei zumindest der erste Be- reich (17) generativ gefertigt ist.
5. Formenteil (7, 9, 10, 11, 31, 32, 35) nach Anspruch 4, wobei das erste Material eines aus der Gruppe mit Hüllmaterial, Füllmaterial und Stützmaterial ist und das zweite Material ein anderes aus der Gruppe mit Hüllmaterial, Füllmaterial und Stützmaterial ist.
6. Formenteil (7, 9, 10, 11, 31, 32, 35) nach einem der vorhergehenden An sprüche, wobei der generativ gefertigte Bereich (17, 19, 21) oder das generativ gefertigte Formenteil (7, 9, 10, 11 , 31 , 32, 35) zumindest bereichsweise antihaftend ist.
7. Formenteil (7, 9, 10, 11, 31, 32, 35) nach einem der vorhergehenden An sprüche, das einen Hinterschnitt (29) aufweist.
8. Formenteil (7, 9, 10, 11, 31, 32, 35) nach einem der vorhergehenden An sprüche, das einen Flohlraum aufweist. 9. Formenteil (7,
9, 10, 11, 31, 32, 35) nach einem der vorhergehenden An sprüche, das beheizbar ist.
10. Formenteil (7, 9, 10, 11, 31, 32, 35) nach einem der vorhergehenden An Sprüche, wobei der generativ gefertigte Bereich (17, 19, 21) ein Randbereich des For menteils (7, 9, 10, 11 , 31 , 32, 35) ist.
11. Formenteil (7, 9, 10, 11, 31, 32, 35) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der erste Bereich (17) ein Randbereich des Formenteils ist.
12. Formenteil (9, 35) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das eine Druckplatte (9) oder ein Schwert (35) ist.
13. Formenteil (9, 35) nach Anspruch 12, wobei der generativ gefertigte Bereich (17, 19) einen Druckplattenspiegel (27) oder eine Fase (15, 16) oder einen Schwertspiegel (27) oder eine Schwertspit ze (37) ausbildet.
14. Formenteil (9, 35) nach Anspruch 12, wobei der generativ gefertigte Bereich (17, 19) einen Druckplattenspiegel (27) oder eine Fase (15, 16) oder einen Schwertspiegel (27) oder eine Schwertspit ze (37) ausbildet.
EP21729476.8A 2020-06-02 2021-05-27 Formenteil Pending EP4157601A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020114658.2A DE102020114658A1 (de) 2020-06-02 2020-06-02 Formenteil
PCT/EP2021/064148 WO2021244929A1 (de) 2020-06-02 2021-05-27 Formenteil

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4157601A1 true EP4157601A1 (de) 2023-04-05

Family

ID=76250328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP21729476.8A Pending EP4157601A1 (de) 2020-06-02 2021-05-27 Formenteil

Country Status (5)

Country Link
US (1) US12427694B2 (de)
EP (1) EP4157601A1 (de)
CA (1) CA3185716A1 (de)
DE (1) DE102020114658A1 (de)
WO (1) WO2021244929A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115749055B (zh) * 2022-10-24 2026-04-24 金鹏装配式建筑有限公司 一种预制边缘构件及其生产设备

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2064205A2 (es) * 1992-07-01 1995-01-16 Lizarazu Alberto Echeverria Plancha para la formacion de camaras de moldeo de materiales abrasivos.
US20090127428A1 (en) * 2005-06-01 2009-05-21 Kvm Industrimaskiner A/S Self-Supporting Interior Wall for Use in Concrete Casting Equipment Used in Concrete Casting Machines
EP3053678A1 (de) * 2015-02-05 2016-08-10 Berkenhoff GmbH Metallteile mit profilierter oberfläche, insbesondere verschleissblech für paketierpressen
WO2017168019A1 (es) * 2016-03-30 2017-10-05 Llorente Herrero David Sistema modular de construccion para la realizacion de elementos constructivos
DE102017109810A1 (de) * 2016-05-13 2017-11-16 Ford Motor Company Prägematrizeneinstellverfahren
RU180772U1 (ru) * 2018-02-26 2018-06-22 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" Универсальная форма для изготовления модульных фасадных блоков
US20180345616A1 (en) * 2017-05-31 2018-12-06 The Boeing Company Press assembly having a press tool
WO2018225803A1 (ja) * 2017-06-07 2018-12-13 住友電工焼結合金株式会社 金型部品の製造方法、及び金型部品
JP2019098694A (ja) * 2017-12-07 2019-06-24 日本ヒューム株式会社 型枠設計装置、型枠製造方法、コンクリート成形品製造方法、型枠設計システム、及び型枠設計方法
JP2019136708A (ja) * 2018-02-06 2019-08-22 株式会社Subaru 金型改造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5062610A (en) * 1989-09-28 1991-11-05 Block Systems Inc. Composite masonry block mold for use in block molding machines
DE10146344A1 (de) 2001-09-20 2003-04-10 Kobra Formen Gmbh Form zur Herstellung von Formkörpern
US11048829B2 (en) 2013-03-15 2021-06-29 Kemeera Llc 3D printing systems and methods for fabricating injection molds
DE102014011236A1 (de) 2014-08-02 2016-02-04 Voxeljet Ag Verfahren und Gussform,insbesondere zur Verwendung in Kaltgussverfahren
DE102016002435A1 (de) 2016-03-01 2017-09-07 Rampf Formen Gmbh Formrahmen mit verlagerbarer Formwand, Verwendung des Formrahmens sowie ein Formwandsystem mit verlagerbarer Formwand

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2064205A2 (es) * 1992-07-01 1995-01-16 Lizarazu Alberto Echeverria Plancha para la formacion de camaras de moldeo de materiales abrasivos.
US20090127428A1 (en) * 2005-06-01 2009-05-21 Kvm Industrimaskiner A/S Self-Supporting Interior Wall for Use in Concrete Casting Equipment Used in Concrete Casting Machines
EP3053678A1 (de) * 2015-02-05 2016-08-10 Berkenhoff GmbH Metallteile mit profilierter oberfläche, insbesondere verschleissblech für paketierpressen
WO2017168019A1 (es) * 2016-03-30 2017-10-05 Llorente Herrero David Sistema modular de construccion para la realizacion de elementos constructivos
DE102017109810A1 (de) * 2016-05-13 2017-11-16 Ford Motor Company Prägematrizeneinstellverfahren
US20180345616A1 (en) * 2017-05-31 2018-12-06 The Boeing Company Press assembly having a press tool
WO2018225803A1 (ja) * 2017-06-07 2018-12-13 住友電工焼結合金株式会社 金型部品の製造方法、及び金型部品
JP2019098694A (ja) * 2017-12-07 2019-06-24 日本ヒューム株式会社 型枠設計装置、型枠製造方法、コンクリート成形品製造方法、型枠設計システム、及び型枠設計方法
JP2019136708A (ja) * 2018-02-06 2019-08-22 株式会社Subaru 金型改造方法
RU180772U1 (ru) * 2018-02-26 2018-06-22 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" Универсальная форма для изготовления модульных фасадных блоков

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2021244929A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021244929A1 (de) 2021-12-09
US12427694B2 (en) 2025-09-30
US20230191657A1 (en) 2023-06-22
DE102020114658A1 (de) 2021-12-02
CA3185716A1 (en) 2021-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008031925B4 (de) Duales Herstellungsverfahren für Kleinserienprodukte
DE68911665T2 (de) Filter.
DE202010013735U1 (de) Walzenpresse
DE19508152A1 (de) Rüttelform
DE102019135427A1 (de) Vorrichtung zur Herstellung von Betonsteinen
EP1009255A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen von borstenfeldern sowie damit hergestelltes borstenfeld
WO2021244929A1 (de) Formenteil
DE537839C (de) Gesenk, insbesondere zum Pressen von Blechteilen
EP2055457A2 (de) Verfahren zum Herstellen eines Bausteins aus Beton und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens
DE112004001226T5 (de) Vibrationstisch für Betongießmaschinen
EP1063443A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Bremsbelags
EP4496686B1 (de) Verfahren zur herstellung von bodenbelagselementen aus beton sowie bodenbelagselement aus beton
EP2177303A1 (de) Trennwerkzeug und Herstellverfahren
DE102006059205B4 (de) Pflasterstein mit Natursteinoptik sowie Vorrichtung zu deren Herstellung
DE102020134667B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Beton-Pflastersteinen sowie Beton-Pflasterstein
DE19745283C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus Pulvern
DE2840386C2 (de) Verfahren zum Herstellen abriebfester Lochplattensiebe
DE19601352C2 (de) Vorrichtung zum Verdichten von erdfeuchtem Beton
DE102017205903B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils aus mindestens zwei unterschiedlichen Materialien durch Drucken im Pulverbettverfahren
DE3615127A1 (de) Drucksinterverfahren zur herstellung metallgebundener diamantwerkzeuge und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE1928531A1 (de) Wandabdeckteile
DE816671C (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Zement- oder anderweitig gebundenen Platten
DE10229296A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines Formlings
EP1733825A1 (de) Verfahren zur Befüllung von Presswerkzeugen zur Herstellung von asymmetrischen Gießkernen aus einem kompressiblen Material
DE102020114657A1 (de) Verfahren zur Reparatur oder Modifikation einer modularen Betonsteinform

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20230102

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20240918