用于借助于具有涂覆有脱模剂的成型芯的工具模具由含铝材料制造金属泡沫产品的方法以及工具模具与流程

本发明涉及用于借助于具有至少分部段地涂覆有脱模剂的成型芯的工具模具由含铝材料制造金属泡沫产品的方法以及工具模具和金属泡沫产品。

背景技术：

1、由铝材料制成的金属泡沫产品日益得到广泛应用，因为其在材料耗费低的情况下是可负载的并且是吸能的，并且具有高导热性。此类金属泡沫产品的制造通过在供应热量的情况下借助于热活化脱模剂如ti2o使含铝材料发泡来进行。复杂的几何形状只能以高耗费来制造。

技术实现思路

1、因此，本发明所基于的目的在于，能够低成本且以较少耗费地制造具有复杂几何形状的金属泡沫产品。

2、根据本发明，所述目的通过用于制造具有预定形状的空腔的金属泡沫产品的方法来实现，所述金属泡沫产品具有由含铝材料制成的金属泡沫，所述方法包括如下方法步骤：

3、-提供具有具有预定形状的成型芯的工具模具；

4、-用脱模剂至少分部段地涂覆成型芯的面向模具内腔的对于金属泡沫能进入的部分的外面；

5、-用含铝材料和发泡剂填充工具模具的模具内腔；

6、-加热工具模具以及位于其中的材料和发泡剂，使得材料发泡；

7、-从金属泡沫产品中移除成型芯。

8、所述目的进一步通过用于由含铝材料制造具有预定形状的空腔的金属泡沫产品的工具模具来实现，其中，工具模具具有具有预定形状的成型芯，其中，成型芯的面向模具内腔的对于金属泡沫能进入的部分的外面至少分部段地涂覆有脱模剂。

9、这两种解决方案的优点在于，能够以简单且低成本的方式制造具有空腔的金属泡沫产品。通过此类空腔，金属泡沫产品的密度以及由此带来的生产成本得以降低。此外，根据本发明的金属泡沫产品具有高度的功能集成和广泛的潜在应用范围。例如，金属泡沫产品的空腔因此能够用于容纳电线或冷却管线。

10、借助于上述解决方案，还可行的是：直接在金属泡沫中制造通道。特别地，通道的壁由金属泡沫本身形成，由此能够节约材料。此外，所述设计方案实现通道与形成通道的金属泡沫之间在没有中间部件的情况下进行直接热交换。这提高了能量效率。

11、本发明能够通过以下各自本身有利且可任意彼此组合的改进的特征得到进一步改进。下面描述的特征在此能够不加区别地用于改进方法以及用于改进工具模具。

12、因此，在一个设计方案中，脱模剂能够具有氮化硼、石墨和/或陶瓷，特别是氧化铝或碳化物如碳化钨，或者由其构成。所述脱模剂是耐热的，并且可靠地防止金属泡沫和成型芯的结合。

13、工具模具优选是可重复使用的，或者被重复使用。这降低了制造成本。

14、为了简化工具模具的组装和拆卸，工具模具根据一个设计方案能够具有至少一个从工具模具外部对于成型芯能进入的容纳部，成型芯能够被至少分部段地容纳在所述容纳部中。成型芯能够穿过容纳部插入到工具模具中和/或从工具模具中取出。容纳在工具模具的容纳部中的成型芯能够从工具模具外部进入。

15、为了改善成型芯的能进入性，成型芯的至少一个部段能够布置在工具模具的包围模具内腔的部分的外部。成型芯能够由此从模具内腔向模具内腔外部延伸，例如延伸穿过工具模具的壁部，特别是工具模具的盖板或底板。

16、为了使生产进程更加节能，在一个设计方案中，用于加热工具模具和/或用于使材料发泡所需的能量能够至少部分地、根据另一个实施例甚至完全地经由成型芯引入。

17、为了进一步减少能量损失，根据一个设计方案，用于加热工具模具所需的能量，特别是热能，能够仅经由成型芯的布置在工具模具的包围模具内腔的部分外部的部段引入。

18、为了减少成型芯的质量进而减少生产成本，并且为了改善工具模具的可操作性，成型芯能够是中空的。成型芯能够具有开口，特别是贯穿开口，所述开口能够沿成型芯的纵向轴线延伸通过整个成型芯。在一个实施方案中，成型芯被设计为管状，优选设计为金属管。成型芯内部的空腔能够从工具模具外部进入。

19、根据一个设计方案，成型芯能够至少分部段地是柱形的。这种成型芯能够简单地且以高精度制造。成型芯当然也能够被设计为完全是柱形的。此外，成型芯能够被设计为至少分部段地是棱柱形的、锥形的和/或中空柱形的。特别地通过成型芯的锥形状，能够简化成型芯在模具内腔中的插入和/或从模具内腔中的移除。

20、在另一实施例中，成型芯能够具有铸铝材料或由其构成。通过铸铝材料的高导热性，确保了经由成型芯引入的热能经由成型芯的外面均匀分布，并且以低损耗传导给模具内腔。成型芯当然也能够替代地或累积地具有其他金属材料或由其构成。

21、为了不损害所制造的金属泡沫产品的稳定性，成型芯能够延伸至模具内腔的不同侧面。因此，成型芯在其处邻接于工具模具的面向模具内腔的内面处的部位能够分别位于模具内腔的不同侧面处。不同的侧面能够是工具模具的模具内腔的彼此相对的、特别是彼此平行布置的侧面。

22、成型芯能够是单件的或多件的，进而例如由各个区段组装，使得能够在金属泡沫产品中制造具有不同几何形状的空腔。各个区段能够彼此独立地涂覆有或被涂覆有脱模剂。例如，至少一个区段能够保持未涂覆，使得其与金属泡沫形成结合并成为复合结构的一部分。所述区段当然不是可重复使用的，而是为金属泡沫产品的一部分。

23、区段能够由不同材料制造。例如，能够使用具有不同导热性的材料。以这种方式，模具内腔中的热量输入能够受区段的组合影响。由此能够补偿通过熔炉预设的不均匀的热量输入，或者能够针对性地对各个区域中金属泡沫的结构施加影响。根据另一设计方案，成为金属泡沫产品一部分（因为它们与金属泡沫结合）的部段也能够由与留在工具模具中的区段不同的材料制成。

24、工具模具能够被设计用于制造具有多个相交或互穿的空腔的金属泡沫产品。空腔在此能够特别由成型芯的不同区段限定，所述区段能够分别具有不同的横截面或空间形状。成型芯能够具有多个、例如彼此成直角或锐角延伸的支撑部或分支部，所述支撑部或分支部确定待制造的金属泡沫产品中的空腔。成型芯当然也能够被设计用于制造多个不相交或不互穿的空腔，例如彼此平行布置的空腔。

25、通过成型芯的形状和位置，能够影响在工具模具加热和/或冷却时热能在成型芯与材料或发泡剂之间传递的方向。如果在其后来的使用中，用所述工具模具制造的金属泡沫产品应当具有冷却或加热装置，特别是伸展通过空腔的冷却管线，则类似地，冷却管线与金属泡沫产品之间的热传递或热释放的方向能够受到空腔的形状和位置的影响。

26、所述目的进一步通过由含铝材料制成的金属泡沫构成的金属泡沫产品来实现，所述金属泡沫产品具有空腔，其中，平均泡孔尺寸朝向空腔的紧密包围空腔的边界面减小。这种金属泡沫产品同时是能负载的并且轻。

27、在朝向空腔的紧密包围空腔的边界面的方向上，金属泡沫产品的材料密度能够因此增加。特别地，密度分布朝向边界面能够呈抛物线状增加。金属泡沫产品或金属泡沫能够在边界面处具有闭合的泡沫表面，并且特别是完全光滑的。

28、金属泡沫能够是整皮泡沫，或者金属泡沫产品能够由整皮泡沫构成。术语“整皮泡沫”能够指代如下金属泡沫：所述金属泡沫的泡孔结构朝向边界面变得更致密，并且在边界面处具有外皮，所述外皮优选是闭合的和/或光滑的。