Die Überlegungen zum Formenbau umfassen mehrere Faktoren, die eine effiziente Produktion hochwertiger Teile bei gleichzeitiger Minimierung der Kosten und möglicher Fehler gewährleisten. Zu diesen Überlegungen gehören:
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Kraftverteilung: Die Formen sollten so konstruiert sein, dass die Kräfte über große Flächen verteilt werden, um lokale Spannungskonzentrationen zu vermeiden. Dies trägt dazu bei, Zugspannungen zu minimieren und Materialversagen zu verhindern.
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Geometrie und Spannungsumwandlung: Bei der Konstruktion sollten scharfe Ecken und Kanten vermieden werden, die zu Spannungskonzentrationen führen können. Es ist vorteilhaft, Zugspannungen durch geeignete Konstruktionstechniken, einschließlich Druckvorspannung, in Druckspannungen umzuwandeln, um die Haltbarkeit des Teils zu erhöhen.
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Materialfluss und Verdichtung: Die Form sollte eine gute Materialverdichtung ermöglichen und plötzliche Querschnittsänderungen vermeiden, die den Materialfluss behindern und zu einer ungleichmäßigen Materialverteilung führen können. Dies ist entscheidend für die Erhaltung der strukturellen Integrität des Teils.
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Fertigstellung und maschinelle Bearbeitung: Wenn die Grünbearbeitung der Endbearbeitung vorgezogen wird, können die Gesamtfertigungskosten und -zeiten gesenkt werden. Die Konstruktion sollte nur kleine und begrenzte bearbeitete Flächen zulassen und unbearbeitete Rundungen und Fasen definieren, um die Effizienz zu erhalten.
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Besonderheiten der Herstellung: Die spezifischen Anforderungen der verschiedenen Fertigungsschritte wie Nass- und Trockenpressen, Strangpressen, Sintern und Glasieren sollten berücksichtigt werden. Dadurch wird sichergestellt, dass die Form mit dem Herstellungsprozess kompatibel ist und die Teile effizient hergestellt werden können.
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Entnahme aus der Form: Das Design sollte eine einfache Entnahme aus der Form ermöglichen, um Schäden am Teil zu vermeiden. Es ist wichtig, dünne Wände zu vermeiden, da sie sich beim Entnehmen verformen oder brechen können.
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Spezielle Herstellungsverfahren: Für Verfahren wie CIP (Cold Isostatic Pressing) sollte die Form skalierbar und flexibel sein, um die Serienproduktion und unterschiedliche Teileformen und -größen zu ermöglichen. Die Verwendung von wiederverwendbaren Werkzeugen bei CIP kann die Kosten im Vergleich zu Verfahren wie P-HIP erheblich senken.
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Überlegungen zum Sintern: Während des Sinterns können Probleme wie Verformung und Durchbiegung auftreten. Um diese Probleme zu vermeiden, sollten die Formen mit Abstandshaltern, Stützrippen und speziellen Setzern ausgestattet sein.
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Materialeigenschaften: Die Form sollte unter Berücksichtigung der Materialeigenschaften wie Feuchtigkeitsaufnahme, Fließfähigkeit und Zersetzungsneigung entworfen werden. Bei Materialien, die zur Zersetzung neigen und korrosive Gase erzeugen, sollte die Form beheizt und das Anschnittsystem so gestaltet werden, dass es einen geringen Widerstand gegen den Materialfluss aufweist.
Durch die Berücksichtigung dieser Faktoren können Formenkonstrukteure effiziente und effektive Formen entwerfen, die qualitativ hochwertige Teile produzieren und gleichzeitig Kosten und potenzielle Fehler minimieren.
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