DE10039488A1

DE10039488A1 - Verfahren - Metallische, thermisch gespritzte Schichten auf Naturstein, Tonwaren, Sanitär- und Tischkeramik und Gipsformen zum Verschleißschutz und Oberflächenveredelung

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Publication number: DE10039488A1
Application number: DE10039488A
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Priority date: 2000-08-08
Filing date: 2000-08-08
Publication date: 2002-02-28
Also published as: AU7852401A; WO2002012140A2

Abstract

Zur Produktion von Ton- und Keramikwaren werden Gipsformen eingesetzt, welche einem hohen Verschleiß unterliegen. Gips wird als Formmaterial verwendet, um bei glatter Oberfläche die erforderliche Porosität zum Abtrocknen des Schlickers zu gewährleisten. Durch bisher angewandte Verfahren war die Schaffung einer Verschleißschutzschicht unter Beibehaltung der erforderlichen Porosität nicht möglich. Weiterhin war es bisher nicht möglich, metallische - gebrauchsfähige Deckschichten zu Designzwecken in der gewünschten Schichtstärke und in jeder beliebigen, gestalterischen Form auf Naturstein, Tonwaren, Sanitär- und Tischkeramik aufzubringen. DOLLAR A Um das Verschleißverhalten an Gipsformen zu verbessern, werden metallische Schichten verwendet, welchen die erforderliche Grundporosität erhalten bleibt. Dies wird erreicht durch das Aufbringen der metallischen Schutzschicht mittels thermischer Spritzverfahren. DOLLAR A Metallische Deckschichten zu Designzwecken werden ebenfalls mittels thermischem Spritzen direkt aufgebracht. Es kann nahezu jedes Metall oder Legierung in Draht-, Stab- oder Pulverform aufgebracht werden. DOLLAR A Die Anwendung ermöglicht Verschleißschutz an Gipsformen. Ferner die Herstellung neuer Metalloberflächen auf Keramik-, Naturstein- oder Tonwaren zu Designzwecken.

Description

Bei der Herstellung von Keramik- und Tonprodukten werden bis heute überwiegend Gipsformen verwendet. Die Besonderheit dieser Formen ergibt sich aus der notwendigen Porosität, damit der eingefüllten Schlicker gleichmäßig abtrocknen kann.

Bedingt durch die Materialstruktur des Gipses ist eine hohe Verschleißhäufigkeit der Formen in der industriellen Fertigung gegeben.

Außer im handwerklichen Bereich - zum Beispiel Blattvergoldung - war es bisher nicht möglich, ganze metallische Schichten flächenmäßig auf Keramik- und Tonwerk- Stücke verschleißfest und dauerhaft aufzubringen, ohne das Risiko einzugehen, daß die Schicht wieder abplatzt und einer Beanspruchung nicht standhält. Die Ursache ist darin zu sehen, daß zwischen der tragenden Schicht aus Keramik, Ton oder Naturstein keine dauer hafte Verbindung zur Metallschicht hergestellt werden konnte, um ein Abplatzen zu vermeiden.

Mittels der thermischen Spritzverfahren Flamm-, Lichtbogen-, Plasma- und Hoch- Geschwindigkeitsflammspritzen ist es nunmehr möglich nahezu alle Metalle - auch Edelmetalle - und Legierungen flächenmäßig als Schicht direkt auf Keramik, Ton oder Naturstein aufzubringen. Hierbei ist die Form des Werkstückes unerheblich. Durch die mechanische Verkrallung der gespritzten Schicht mit dem Werkstück- Untergrund entsteht eine nicht abplatzende und verschleißfeste Oberfläche.

1. Verschleißschutz an Gipsformen mittels metallischer Schichten

Der Patentanspruch richtet sich auf das Aufbringen metallischer Schichten auf Gipsformen, um damit das Verschleißverhalten unter Beibehaltung der Porosität und der geringen Oberflächenrauhigkeit wesentlich zu verbessern. Die Schichten werden mittels der thermischen Spritzverfahren Flamm-, Lichtbogen-, Plasma- und Hochgeschwindigkeitsflammspritzen unmittelbar auf die Gipsform aufgebracht. Die Wahl des einzusetzenden metallischen Werkstoffes, der Gasgemische und des jeweiligen Spritzverfahrens richtet sich nach der geforderten Oberflächengüte. Durch die beim thermischen Spritzen entstehende mechanische Verkrallung des gespritzten Werkstoffes mit dem Trägermaterial-Untergrund ist die aufgetragene Schicht stark haftend, temperaturbeständig und verschleißfest.

Durch das Verfahren werden erhebliche Kostensenkungen durch geringeren Formen verschleiß erzielt. Bei den durchgeführten Versuchen wurden Standzeitverbesser ungen bis zum 3-fachen Wert der ursprünglichen Verschleißzeit erreicht.

Beispiel

Bei der Herstellung von Sanitärkeramik können mit einer Gipsform ca. 100 Werkstücke bis zum Erreichen der Verschleißgrenze gefertigt werden. Durch die metallische Beschichtung können bis zu 300 Werkstücken mit einer Form hergestellt werden.

2. Metallische Oberflächen auf Keramik- und Tonflächen

Gekennzeichnet durch dieses Verfahren wird die metallische Beschichtung von Keramik- und Tonwerkstücken möglich und lässt hierdurch völlig neue - bisher unbekannte Designformen zu. Nahezu alle Metalle - auch Edelmetalle - und deren Legierungen können als Oberfläche auf Keramik und Ton direkt aufgebracht werden. Die durch die Herstellung der Keramik- oder Tonwerkstücke gegebene Rauhigkeit der Oberfläche ist ausreichend, um direkt die metallischen Schichten mittels der thermischen Spritzverfahren aufzubringen.

Durch die beim thermischen Spritzen entstehende mechanische Verkrallung des gespritzten Werkstoffes mit dem Trägermaterial - Untergrund ist die aufgetragene Schicht stark haftend, temperaturbeständig und verschleißfest. Die beschichteten Werkstücke können sowohl im Innen - und Außenbereich eingesetzt werden.

Es werden in sich geschlossene und gebrauchsfähige Metalloberflächen möglich - auch Schrift- und Sonderzeichen. Die gespritzten Metallflächen können geschliffen und poliert werden und lassen jedes Metalldesign zu.

Beispiele

Beschichtung von Waschbecken, Wand- oder Bodenfliesen, Tonfiguren Und andere Gebrauchsgegenstände aus Keramik oder Ton - mit Messing, Aluminiumlegierungen, Kupfer, Gold oder anderen Edelmetallen.

3. Metallische Oberflächen auf Naturstein

Gekennzeichnet durch dieses Verfahren wird auch die metallische Beschichtung von Naturstein möglich. Hierdurch werden Schriftzüge, Sonderzeichen und Ornamente auf jedem Naturstein mittels metallischer, thermisch gespritzter Schichten möglich. Der Bearbeitungszustand der Natursteinfläche muß eine Mindestrauhtiefe von 50 µm aufweisen, um die metallische Schicht direkt auftragen zu können. Die gespritzte Metallschicht kann geschliffen und poliert werden, so daß jeder metallische Effekt erreicht wird.

Durch die beim thermischen Spritzen entstehende mechanische Verkrallung des gespritzten Werkstoffes mit dem Trägermaterial-Untergrund ist die aufgetragene Schicht stark haftend, temperaturbeständig und verschleißfest.

Die beschichteten Werkstücke können sowohl im Innen- und Außenbereich eingesetzt werden.

Bedingt durch dieses Verfahren wird eine industriell einsetzbare und kosten günstige Alternative zu Steinmetz- oder Bildhauerarbeiten geschaffen. Eine Anwendung in Großserien ist möglich.

Beispiel

Beschriftung von Grabsteinen, Firmenlogos und Sonderzeichen in Steinfassaden, Natursteinböden, Natursteintischen, Hinweistafel aus Naturstein usw.

Claims

1. Es ist bekannt, daß Gipsformen bedingt durch ihre Materialstruktur sehr verschleißanfällig sind. Hierdurch ist besonders in der industriellen Fertigung nur ein begrenzter Einsatzzeitraum bzw. Gießvorgänge möglich; dadurch gekennzeichnet, daß eine Verschleißreduzierung an den Gipsformen erfolgen soll, wobei die Porosität, gleichbleibende Abtrockenzeit und geringe Oberflächenrauhigkeit erhalten bleiben muß, werden metallische Schichten mittels der thermischen Spritzverfahren Flamm-, Lichtbogen-, Plasma- und Hochgeschwindigkeits flammspritzen aufgebracht und damit die Nutzungsdauer der Gipsform um die ca. dreifache Zeit verlängert.

2. Die Oberflächen von Keramik, als auch Tonware konnten bisher nicht zu gestalterischen Zwecken - Design - mit einer gebrauchsfähigen und verschleiß armen metallischen Schichten im Rahmen der industriellen Fertigung versehen werden; dadurch gekennzeichnet, daß neue Produktlinien und neues Industriedesign mit metallischen Schichten zu realisieren sind, werden Keramik- und Tonwerkstücke mittels der thermischen Spritzverfahren Flamm-, Lichtbogen-, Plasma- und Hochgeschwindigkeits- Flammspritzen mit metallischen Oberflächen versehen. Hiermit können nahezu alle Metalle - auch Edelmetalle - und Legierungen auf Ton- und Keramikwerk stücke aufgebracht und in Großserien gefertigt werden.

3. Natursteine konnten bisher nur in handwerklicher Form beschriftet oder mit Sonderzeichen versehen werden. Dies erfordert einen hohen Zeitaufwand und handwerkliches Können; dadurch gekennzeichnet, werden mittels der thermischen Spritzverfahren Flamm-, Lichtbogen-, Plasma- und Hochgeschwindigkeitsflammspritzen Schrift- und Sonderzeichen auf den Naturstein aufgetragen. Hierzu kann nahezu jedes Metall - auch Edelmetalle - und Legierungen verwendet werden. Maschinelle Fertigung in Großstückzahlen wird dadurch ermöglicht.