DE3342772A1

DE3342772A1 - Werkstoff und verfahren zur herstellung von formen fuer keramische gegenstaende

Info

Publication number: DE3342772A1
Application number: DE19833342772
Authority: DE
Inventors: Guido 8641 Tettau Rösler
Original assignee: ROESLER PORZELLAN und KERAMIK
Current assignee: ROESLER PORZELLAN und KERAMIK
Priority date: 1983-11-25
Filing date: 1983-11-25
Publication date: 1985-06-05

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkstoff sowie ein Verfahren
zur Herstellung von Formen für keramische Gegenstände.
Als Formenwerkstoff bei der Fertigung keramischer Gegenstände wird üblicherweise Gips verwendet, der die erforderliche hohe Wasseraufnahmefähigkeit besitzt. Die Nachteile der Verwendung von Gips als Formenwerkstoff bestehen vor allem darin, daß die Standfestigkeit von Gips formen zu wünschen übrig läßt und deshalb erhebliche Rüstzeiten für Formenwechsel, Formeneinstellung und Maschineneinstellung erforderlich sind, daß für das Trocknen der Gips formen vergleichsweise große Energiemengen erforderlich sind und daß der hohe Gipsverbrauch zu einem entsprechenden Abfallaufkommen führt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Formenwerkstoff zu schaffen, der die für den Formenwerkstoff Gips typischen Nachteile nicht mehr aufweist, eine wesentliche Erhöhung der Standfestigkeit der Formen erbringt, bei den unterschiedlichsten Fertigungsverfahren einsetzbar ist und eine Beschleunigung dieser Verfahren ermöglicht, sowie eine höhere Maßhaltigkeit der angefertigten Artikel erbringt.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Gemisch aus einem mittels eines Härters verfestigbaren Kunststoff und zumindest im wesentlichen kugelförmigen Mikro-Festkörpern sowie gegebenenfalls einer vorgebbaren Menge wenigstens eines kristallinen, insbesondere feinstkristallinen Salzes, das im Gegensatz zu den Mikro-Festkörpern in wählbarem Ausmaß aus dem verfestigten Gemisch heraus lösbar ist.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht somit darin, äußerst kleine bzw. Mikro-Festkörper von im wesentlichen kugelförmiger Gestalt mittels eines härtbaren Kunststoffs so zu verbinden, daß dieser Werkstoff eine Porösität vergleichbar der Porösität von Gips besitzt und damit auch eine entsprechende Wasseraufnahmefähigkeit gegeben ist. Die Wasseraufnahmefähigkeit wird durch die hohe Kapillarwirkung innerhalb dieses Werkstoffes erzielt, die sich aufgrund der Zwischenräume zwischen den miteinander verbundenen Festkörper-Kügelchen ergibt.
Durch die Beigabe von kristallinen bzw. feinstkristallinen Salzen kann die angestrebte Kapillarwirkung noch weiter verbessert und vor allem auch gezielt gesteuert vorgegeben werden, da die sich zwischen den Festkörperkügelchen befindlichen Salzkörnchen durch nachträgliche Behandlung in ihrer Größe beeinflußbar oder ganz heraus lösbar sind, was vor allem dadurch noch erleichtert werden kann, daß diese Salzkristalle vorab mit entsprechenden Trennmitteln benetzt werden.
Vorzugsweise besitzen die Mikro-Festkörper zumindest im wesentlichen gleiche Korngröße, so daß sich an den freiliegenden Flächen von mittels dieses Werkstoffs hergestellten Formen einheitliche und insbesondere für das Auge glatte Oberflächen ergeben und auch in dieser Hinsicht eine unmittelbare Vergleichbarkeit mit Gipsformen gegeben ist.
Als Mikro-Festkörper werden bevorzugt Glaskügelchen verwendet.
Der erfindungsgemäße Werkstoff läßt sich auch durch entsprechende Nachbehandlung in Wasser, in Chemikalien oder durch Wärme noch in seiner Kapillarwirkung sowie weiteren Eigenschaften gezielt verändern. Die erreichbare Porösität ist ausreichend groß, um beim Druckgießen die übliche Entwässerung des keramischen Schlickers zum Zwecke der Scherbenbildung sicherzustellen.
Der Werkstoff nach der Erfindung eignet sich für das Eindrehverfahren und das Uberformverfahren in Taktstraßen, für den Einsatz in Druckgußmaschinen, für das RAM-Preßverfahren auf entsprechenden RAM-Pressen sowie für die Verwendung in Henkelpressen, wobei entweder im Druckgußverfahren gearbeitet oder auch direkt plastische Masse verpreßt werden kann. Durch diese Formgebungsverfahren erschließen sich bei Verwendung des Werkstoffes nach der Erfindung neue Einsatzgebiete in der Herstellung keramischer Artikel, und zwar verbunden mit einer wirtschaftlicheren Gestaltung und einer Erhöhung des der Produktivität jeweiligen Formgebungs- bzw. Fertigungsverfahrens.
Ein Verfahren zur Herstellung von Formen für keramische Gegenstände mittels des erfindungsgemäßen Werkstoffes zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß das Gemisch aus Kunststoff, Mikro-Festkörpern, kristallinen Salzen und Härtern mittels eines Vibrations- oder Rotationsmischers in einen viskosen Zustand gebracht, anschließend in vorgefertigte Modelle, insbesondere Kunststoffmodelle gegossen und dort aufgrund der Wirkung des Härters verfestigt wird. Um eine gute Vergießbarkeit in den Modellen zu erreichen, wird der Formenwerkstoff bevorzugt durch Vibration in die jeweiligen Modelle eingebracht.
Zur besseren Verdichtung des Formenwerkstoffs kann das Einbringen des Gemischs in das jeweilige Modell in einer Vakuumkammer erfolgen.
Von besonderem Vorteil ist, daß die Aushärtezeit der jeweiligen Form durch gezielte Zugabe von Härtermaterial einstellbar ist und daß - wie bereits erwähnt - auch das Porenvolumen innerhalb der Form durch entsprechende Zugabe von Mikro-Festkörpern, insbesondere Mikro-Glasperlen sowie durch ebenfalls gesteuerte Zugabe von kristallinen Salzen exakt einstellbar ist.
Eine weitere Besonderheit der Erfindung besteht darin, daß die fertige Form durch Nachbehandlungsvorgänge mittels Wasser, Chemikalien in Form von Säuren oder Laugen und/oder Wärme in ihren-Eigenschaften, insbesondere in ihrer Kapillarwirkung verändert werden kann und daß diese Nachbehandlung sogar während des Einsatzes der jeweiligen Formen vorgenommen werden kann.
Insbesondere im Vergleich zu den herkömmlichen Gips formen ergeben sich durch die Erfindung folgende Vorteile: 1. Durch die hohe Kapillarwirkung des Formenwerkstoffs nach der Erfindung ist es möglich, keramische Artikel im Gießverfahren unter Verwendung von Vakuum wesentlich schneller herzustellen. Gleichzeitig läßt sich durch den Einsatz dieses Formenwerkstoffes eine wesentlich höhere Produktivität in der Fertigung erzielen, da die Standfestigkeit einer erfindungsgemäßen Form die Standfestigkeit einer Gipsform um ein Vielfaches übertrifft.
2. Durch die hohe Standfestigkeit ist auch eine wesentliche Erhöhung der Ausbringung in den Maschinenanlagen möglich, wodurch wiederum Kosten eingespart werden, da zusätzliche Rüstzeiten für Formenwechsel, Formeneinstellung und Maschineneinstellung entfallen.
3. Aufgrund der Verwendbarkeit des erfindungsgemäßen Formenwerkstoffs beim Druckgußverfahren ergibt sich eine Erweiterung des Einsatzgebietes, wobei eine direkte Filterung des Wassers von der Feststoffsuspension erzielt wird.
4. Da das Trocknen der herkömmlichen Gips formen entfällt, ergibt sich eine erhebliche Energieeinsparung.
5. Aufgrund der größeren Standfestigkeit wird das bei Gipsformen störend hohe Abfall aufkommen entscheidend verringert.
6. Es läßt sich eine höhere Maßhaltigkeit der angefertigten Artikel und damit auch eine Qualitätsverbesserung erreichen.
Der prinzipielle Grundaufbau eines Werkstoffes nach der Erfindung ist schematisch und stark vergrößert in der beigefügten Zeichnung dargestellt.
Die schematische Zeichnung zeigt mehrere Glaskügelchen 1, die mittels eines ausgehärteten Kunststoffs 2 fest miteinander verbunden sind. Zwischen den einzelnen Kügelchen befinden sich Hohlräume 3, welche die angestrebte hohe Kapillarwirkung des Formenwerkstoffes verursachen und die erforderliche Wasseraufnahmefähigkeit des Formenwerkstoffs gewährleisten.
Ferner sind im Bereich dieser Hohlräume 3 zumindest teilweise Salzkristalle 4 angeordnet, die durch nachträgliche Behandlung mittels Wasser, Chemikalien oder Wärme in ihrer Größe beeinflußbar oder ganz heraus lösbar sind, um auf diese Weise die Porösität des Formenwerkstoffs zu beeinflussen.

Claims

Werkstoff und Verfahren zur Herstellung von Formen für keramische Gegenstände 1. Werkstoff zur Herstellung von Formen für keramische Gegenstände, g e k e n n z e i c h n e t durch ein Gemisch aus einem mittels eines Härters verfestigbaren Kunststoff und zumindest im wesentlichen kugelförmigen Mikro-Festkörpern sowie gegebenenfalls einer vorgebbaren Menge wenigstens eines kristallinen, insbesondere feinstkristallinen Salzes, das im Gegensatz zu den Mikro-Festkörpern in wählbarem Ausmaß aus dem verfestigten Gemisch herauslösbar ist.
2. Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -net, daß die Mikro-Festkörper zumindest im wesentlichen gleiche Korngröße besitzen.
3. Werkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Mikro-Festkörper aus Glaskugeln bestehen.
4. Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß ein zur Benetzung der kristallinen Salze dienendes Trennmittel vorgesehen ist.
5. Werkstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Anteil an Mikro-Festkörpern und/oder an kristallinen Salzen in Abhängigkeit von dem geforderten Porenvolumen des verfestigten Gemischs gewählt ist.
6. Verfahren zur Herstellung von Formen für keramische Gegenstände mittels eines Werkstoffes nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß das Gemisch aus Kunststoff, Mikro-Festkörpern, kristallinen Salzen und Härter insbesondere mittels eines Vibrations- oder Rotationsmischers in einen viskosen Zustand gebracht, anschließend in vorgefertigte Modelle, insbesondere Kunststoffmodelle gegossen und dort aufgrund der Wirkung des Härters verfestigt wird.
7. Verfahren zur Herstellung von Formen für keramische Gegenstände mittels eines Werkstoffes nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Einbringung des viskosen Gemisches in die Modelle durch Vibrationswirkung unterstützt wird.
8. Verfahren zur Herstellung von Formen für keramische Gegenstände mittels eines Werkstoffes nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Verbesserung der Verdichtung des Gemisches das Befüllen des Modells in einer Vakuumkammer vorgenommen wird.
9. Verfahren zur Herstellung von Formen für keramische Gegenstände mittels eines Werkstoffes nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die fertige Form durch Nachbehandlungsvorgänge mittels Wasser, Chemikalien in Form von Säuren oder Laugen und/oder Wärme in ihren Eigenschaften, insbesondere in ihrer Kapillarwirkung verändert wird.
10. Verfahren zur Herstellung von Formen für keramische Gegenstände mittels eines Werstoffes nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Nachbehandlung während des Einsatzes der Form vorgenommen wird.