DE102007063552A1

DE102007063552A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Sandkernen

Info

Publication number: DE102007063552A1
Application number: DE200710063552
Authority: DE
Inventors: Christian GÖBBERT; Michael Hanisch; Volker Hofmann
Original assignee: Itn Nanovation AG
Current assignee: Itn Nanovation AG; ASK Chemicals GmbH
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2009-06-25

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Herstellung von Sandkernen für die Gießereitechnik mittels eines Formkastens aus zwei oder mehr Formteilen, die bei geschlossenem Formkasten mindestens ein sogenanntes Formnest in Form des zu fertigenden Sandkerns einschließen, wobei auf die Formteile vor ihrer Verwendung eine Zusammensetzung, die mindestens eine vernetzbare siliziumorganische Komponente und mindestens ein Lösungsmittel enthält, aufgebracht und ausgehärtet wird, so dass insbesondere in Bereichen, in denen die Formteile beim Einschießen des Formsands mit dem Formsand in Berührung treten können, eine Schicht oder Beschichtung gebildet wird. Des Weiteren wird die Verwendung einer Zusammensetzung enthaltend mindestens eine vernetzbare siliziumorganische Komponente und mindestens ein Lösungsmittel bei der Herstellung von Sandkernen für die Gießereitechnik beschrieben sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von Sandkernen, die mindestens ein Formteil aufweist, das mit einer gehärteten siliziumorganischen Schicht oder Beschichtung versehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Sandkernen für die Gießereitechnik sowie eine in diesem Verfahren verwendbare Vorrichtung und eine in dem Verfahren verwendbare Zusammensetzung.
Bei der Herstellung von Produkten mittels eines Gießverfahrens kann es erforderlich sein, Hohlräume im Inneren dieser Produkte zu erzeugen. Insbesondere beim Metallgießen kann dies mit Hilfe des sogenannten Kernschießverfahrens erreicht werden, bei dem ein Sandkern hergestellt wird, der im Anschluss an das Gießen wieder aus dem gegossenen Produkt entfernt werden kann.
Zur Herstellung von Sandkernen wird in der Regel mit Bindemittel versetzter Formsand mit einem definierten Schußdruck und bei einer definierten Schußtemperatur in einem Kernkasten (eine Vorrichtung, die in der Regel aus zwei Formteilen bzw. Formhälften besteht, die im Ge brauchszustand mindestens ein sogenanntes Formnest in Form des zu fertigenden Sandkerns einschliessen) in eine Form gepresst. Der entstehende Sandkern gibt dem herzustellenden Produkt die gewünschte Form und Struktur. Nach dem Gießvorgang und dem Aushärten der gegossenen Produkte wird der Sand herausgelöst und kann nach einer Aufbereitung, in der der Sand von Begleitstoffen (Binder, Harze) befreit wird, erneut zu Sandkernen verarbeitet werden. Da es nicht zu chemischen Reaktionen zwischen dem flüssigen Metall und dem Sandkern kommen darf, werden für Gießzwecke sehr hochwertige Sande benötigt, in der Regel reine Quarzsande. Die Korngröße der Formsande wird vorzugsweise so gewählt, dass die Oberflächen der gegossenen Produkte nicht zu rau werden.
Je nach dem für das Aushärten des Sandes beigemengten Bindemittel kommen zur Herstellung von Sandkernen sogenannte Coldbox- oder Hotbox-Kernschießmaschinen zum Einsatz. Als Coldbox-Verfahren bezeichnet man allgemein alle Kernfertigungsverfahren, bei denen feuchte, schüttfähige Formstoffe in kalten Kernkästen in kurzen Zeiten bei Raumtemperatur gehärtet werden. Beim Hotbox-Verfahren wird dagegen in der Regel unter Verwendung flüssiger Phenol-, Furan-, und Aminoharze (oder Kombination daraus) und unter Zusatz eines Härters wie zum Beispiel Ammoniumstearat eine feuchte Kernsandmischung hergestellt. Diese wird nach dem Verschießen in heiße Kernkästen bei Temperaturen zwischen 200°C und 270°C in sehr kurzer Zeit ausgehärtet.
Bei beiden Verfahren kommt es jedoch häufig bereits nach der Herstellung der ersten Sandkerne an den verschiedensten Stellen des Formnestes, insbesondere im Bereich gegenüber der Sandeintrittsstelle, zu Anhaftungen des Sand/Harz-Gemisches. Über die Zeit kann so eine immer dicker werdende Anbackung entstehen, die dazu führt, dass es zu Formkörperungenauigkeiten kommt, die sich später in dem fertigen Produkt widerspiegeln.
Es ist bekannt, derartige Anhaftungen beziehungsweise Anbackungen mit Hilfe eines sogenannten Quickpads zu vermeiden. Bei einem Quickpad handelt es sich um einen Antihaftaufkleber, der beispielsweise auf einer Teflonschicht basieren kann. Er muss manuell in den Kernkasten eingeklebt werden und bei nachlassender Wirkung wieder entfernt werden, was mit relativ hohem Aufwand verbunden ist. Darüber hinaus können derartige Quickpads nur begrenzt eingesetzt werden, da die in manchen Bereichen der Formnester auftretenden sehr komplexen Konturen ihren Einsatz unmöglich machen.
Alternativ zum Quickpad ist es bekannt, Einmaltrennmittel, insbesondere auf Wachsbasis zu verwenden. Derartige Trennmittel legen sich als Flüssigkeitsfilm auf Wände der Formnester. Gerade in kritischen Bereichen bleiben sie jedoch häufig wirkungslos, da der unter hohem Druck in die Kernform eintretende Sand das Trennmittel mechanisch abwäscht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte technische Lösung zur Herstellung von Sandkernen bereitzustellen, bei der die oben genannten Probleme nicht auftreten.
Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, die Verwendung mit den Merkmalen des Anspruchs 5 sowie die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 21. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungemäßen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 4 definiert. Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verwendung sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung finden sich in den abhängigen Ansprüchen 6 bis 20 und 22 bis 26. Gegebenenfalls werden einige bevorzugte Merkmale im Folgenden nur im Rahmen der Beschreibung eines der erwähnten erfindungsgemäßen Gegenstände näher erläutert. Unabhängig davon soll die entsprechende Erläuterung jedoch für alle erfindungsgemäßen Gegenstän de gelten. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist zur Herstellung von Sandkernen für die Gießereitechnik vorgesehen. Es bedient sich dabei einer Vorrichtung, die aus mindestens einem, vorzugsweise aus zwei oder mehr Formteilen besteht, die im Gebrauchszustand mindestens ein sogenanntes Formnest in Form des zu fertigenden Sandkerns einschließen. Bei der Vorrichtung handelt es sich bevorzugt um einen üblichen Formkasten oder um eine übliche Formbüchse, wie sie dem Fachmann hinlänglich bekannt sind.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren umfasst stets die Schritte

– Einschießen von Formsand durch mindestens eine Zufuhröffnung in das mindestens eine Formnest,
– Aushärten des Formsands und
– Entnahme des oder der Sandkerne aus dem Formkasten.

Besonders zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Verfahren dadurch aus, dass auf die Formteile vor ihrer Verwendung, vorzugsweise vor dem Schließen des Formkastens, auf jeden Fall aber vor dem Einschießen des Formsandes, eine Zusammensetzung enthaltend mindestens eine vernetzbare siliziumorganische Komponente und mindestens ein Lösungsmittel aufgebracht und anschließend ausgehärtet wird. Dies erfolgt insbesondere in Bereichen, in denen die Formteile beim Einschießen des Formsands mit dem Formsand in Berührung kommen können, so dass in diesen Bereichen eine feste Schicht oder Beschichtung gebildet wird.
Besonders bevorzugt wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Zusammensetzung derart aufgebracht, dass die Wände des Formnests nach dem Aushärten mindestens teilweise, vorzugsweise vollständig, mit der Schicht oder Beschichtung ausgekleidet sind. Dies gilt insbesondere für die Bereiche, die beim Einschießen des Formsandes mechanisch besonders stark belastet werden, insbesondere also die Bereiche, die der mindestens einen Zufuhröffnung gegenüberliegen.
Die so hergestellte Schicht oder Beschichtung hat eine hervorragende Trennfunktion, sie unterbindet wirksam einen unmittelbaren Kontakt des Formsandes zumindest mit den kritischen Wandbereichen des Formnestes. Die Schicht oder Beschichtung lässt sich daher auch als Trennschicht bezeichnen. Sie weist eine hohe Nicht-Benetzbarkeit auf. Darüber hinaus zeichnet sie sich insbesondere durch eine ausserordentlich hohe Abrasionsstabilität und sehr gute Haftungseigenschaften aus.
Das Aufbringen der Zusammensetzung auf die Formteile erfolgt bevorzugt durch Aufsprühen oder ein Tauchverfahren. Natürlich muss jeweils eine Zusammensetzung mit geeigneter Konsistenz verwendet werden. Die dafür benötigten sowie sonstige Eigenschaften der Zusammensetzung können durch Zugabe entsprechender Additive wie Verdicker, Rheologieadditive etc. eingestellt werden. Geeignete Additive sind dem Fachmann bekannt und benötigen an dieser Stelle keiner detaillierten Erläuterungen.
Vorzugsweise erfolgt das Aushärten der Zusammensetzung im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens thermisch, bevorzugt bei Temperaturen zwischen Raumtemperatur und 350°C, besonders bevorzugt zwischen 2°C und 300°C, insbesondere zwischen 30°C und 200°C.
Bevorzugt umfasst die Zusammensetzung in diesem Fall mindestens einen thermisch vernetzbaren Bestandteil. Bei diesem kann es sich insbesondere auch um die mindestens eine vernetzbare siliziumorganische Komponente handeln. Wenn bei Raumtemperaturen ausgehärtet wird, so kann dies mehrere Stunden bis mehrere Tage andauern. Bei höheren Temperaturen kann der Aushärtungsvorgang dagegen aber auch schon nach wenigen Sekunden abgeschlossen sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Aushärten auch mittels elektromagnetischer Strahlung erfolgen. Besonders bevorzugt ist dabei der Einsatz von Strahlung mit Wellenlängen im UV- und/oder IR-Bereich.
In diesem Fall umfasst die Zusammensetzung bevorzugt mindestens einen durch Strahlung vernetzbaren Bestandteil. So kann beispielsweise die mindestens eine vernetzbare siliziumorganische Komponente durch Strahlung vernetzbare Seitenketten (insbesondere mit ethylenischen Doppelbindungen) aufweisen.
Grundsätzlich ist es auch möglich, dass sowohl thermisch als auch mit Strahlung ausgehärtet wird. So können in der Zusammensetzung sowohl thermisch als auch durch Strahlung vernetzbare Komponenten enthalten sein, wobei es sich dann durchaus nicht bei allen Komponenten um siliziumorganische Komponenten handeln muss. So sind beispielsweise auch Polyesterharze als Bestandteil der Zusammensetzung gegebenfalls bevorzugt.
Auf die in einem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Zusammensetzung wird im folgenden ausführlich eingegangen.
Wie bereits erwähnt, umfasst die vorliegende Erfindung die Verwendung einer Zusammensetzung, die mindestens eine vernetzbare siliziumorganische Komponente und mindestes ein Lösungsmittel enthält, bei der Herstellung von Sandkernen für die Gießereitechnik, insbesondere auch zur Beschichtung von Formteilen in einem erfindungsgemäßen Verfahren.
Bei der mindestens einen vernetzbaren siliziumorganischen Komponente handelt es sich bevorzugt um mindestens ein Mitglied aus der Gruppe mit vernetzbaren Silanen, vernetzbaren Siloxanen und vernetzbaren Silikonen.
Als Silane sind erfindungsgemäß organofunktionelle Silane wie Amino-, Epoxy- und Methacryloxy- und Isocyanatosilane besonders geeignet. Bei Methacryloxysilanen handelt es sich um durch Strahlung vernetzbare Silane, die beispielsweise durch UV-Strahlung ausgehärtet werden können, wie es oben bereits angesprochen wurde.
Als Siloxane und Silikone sind beispielsweise Polysiloxane, Polyorganosiloxane, Epoxysilikone und Polyethersilikone geeignet.
Besonders bevorzugt umfasst die erfindungsgemäß verwendbare Zusammensetzung als mindestens eine vernetzbare siliziumorganische Komponente mindestens ein Alkoxysilan, insbesondere ein Triethoxysilan wie Trimethylethoxysilan.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann als mindestens eine vernetzbare siliziumorganische Komponente mindestens ein Silan mit fluorhaltigen Seitenketten zum Einsatz kommen. Besonders bevorzugt handelt es sich dabei um ein Alkoxysilan mit fluorhaltigen Seitenketten, insbesondere um Tridecafluor-1,1,2,2-tetrahydrooctyl-1-triethoxysilan.
Neben der mindestens einen vernetzbaren siliziumorganischen Komponente kann eine erfindungsgemäß einsetzbare Zusammensetzung auch mindestens eine weitere vernetzbare organische Komponente nicht-siliziumorganischer Natur, insbesondere eine Polyesterkomponente, umfassen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform liegen die mindestens eine vernetzbare siliziumorganische Komponente und die mindestens eine weitere vernetzbare organische Komponente in Form eines Silikonpolyesterharzes in der Zusammensetzung vor.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Zusammensetzung ein oder mehrere Trennmittel, insbesondere mindestens ein Trennöl, aufweist. Bevorzugt handelt es sich bei dem Trennmittel um ein lineares oder verzweigtes Polysiloxan, insbesondere ein Polysiloxan der Formel RO-[R'₂Si-O]_n-R, wobei R und R' unabhängig voneinander für einen Alkylrest mit 1 bis 8 C-Atomen oder einen aromatischen Rest mit 6 bis 20 C-Atomen stehen.
In weiteren bevorzugten Ausführungsformen können in der Zusammensetzung auch anorganische Partikel enthalten sein, insbesondere solche mit Korngrößen im Bereich Nanometer bis Mikrometer. Die Beschaffenheit der anorganischen Partikel ist grundsätzlich nicht kritisch, besonders bevorzugt handelt es sich dabei jedoch um Silikatpartikel. Überraschenderweise wurde gefunden, dass die Anwesenheit derartiger Partikel die Abrasionsstabilität der Trennschicht deutlich erhöht.
Als weitere Komponenten kann eine erfindungsgemäß einsetzbare Zusammensetzung als Vernetzer geeignete Komponenten aufweisen. Gängige Vernetzer sind dem Fachmann bekannt. Besonders bevorzugt wird vorliegend Triethoxysilan (TEOS) eingesetzt.
Zusätzlich zu dem Vernetzer oder alternativ dazu kann eine erfindungsgemäß verwendbare Zusammensetzung auch noch einen Katalysator, insbesondere mindestens einen Kondensationskatalysator, aufweisen. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Säure wie Salzsäure oder Schwefelsäure handeln.
Bei dem Lösungsmittel in einer erfindungsgemäß verwendbaren Zusammensetzung handelt es sich vorzugsweise um ein organisches Lösungsmittel, insbesondere um mindestens einen Alkohol, Ether und/oder Ester. Die Beschaffenheit des Lösungsmittel ist jedoch grundsätzlich nicht erfindungswesentlich.
Die beschriebene Zusammensetzung lässt sich im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung bei der Herstellung von Sandkernen nicht nur wie beschrieben zur Beschichtung von Formteilen verwenden, vielmehr lassen sich mit der Zusammensetzung erfolgreich auch Anlagerungen und Anbackungen von Formsand an Kernschießaggregaten, Schießköpfen, Transportbehältnissen für Formsand wie Transportrinnen, Transportröhren und Transportrohre, Kernsandbunkern, Lagersilos und Auffangbehältern für Formsand, Kernsandmischern und anderen Behandlungsgeräten für Formsand verhindern. Von der vorliegenden Erfindung sind grundsätzlich alle diese Gegenstände umfasst, soweit sie eine Schicht oder Beschichtung aufweisen, die im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung hergestellt wurde.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Sandkernen weist zwei oder mehr Formteile auf, die im Gebrauchszustand mindestens ein sogenanntes Formnest in Form des zu fertigenden Sandkerns einschliessen. Sie zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie mindestens ein Formteil aufweist, das mit einer gehärteten siliziumorganischen Schicht oder Beschichtung derart versehen ist, dass die Wände des Formnests mindestens teilweise, vorzugsweise vollständig, mit der Schicht oder Beschichtung ausgekleidet sind.
Die Schicht oder Beschichtung ist vorzugsweise aus einer Zusammensetzung enthaltend mindestens eine vernetzbare siliziumorganische Komponente und mindestens ein Lösungsmittel hergestellt, wie sie oben bereits ausführlich beschrieben wurde.
In bevorzugten Ausführungsformen weist die Schicht oder Beschichtung eine Dicke zwischen 1 μm und 100 μm, insbesondere zwischen 1 μm und 20 μm, auf.
Das mindestens eine Formteil besteht vorzugsweise mindestens teilweise aus Metall und/oder aus Kunststoff. Besonders bevorzugt ist die Schicht oder Beschichtung permanent oder zumindest semi-permanent an das mindestens eine Formteil gebunden. Die Schicht oder Beschichtung bildet auf der Oberfläche des mindestens einen Formteils eine Matrix aus einer gehärteten siliziumorganischen Komponente aus, in die anorganische Partikel eingelagert sind.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Beispielen in Verbindung mit den Unteransprüchen. Hierbei können einzelne Merkmale jeweils für sich oder zu mehreren in Kombination miteinander bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein. Die beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen dienen lediglich zur Erläuterung und zum besseren Verständnis der Erfindung und sind in keiner Weise einschränkend zu verstehen.
Beispiel 1: Herstellung einer erfindungsgemäß verwendbaren Zusammensetzung A
In einem 1000 ml Kolben werden 500 g eines mit einer Trennsubstanz versetzten polyestermodifizierten Methyl-Phenyl-Polysiloxanharzes (beispielsweise ein handelsübliches, zur Entformung zuckerhaltiger Backware geeignetes polyestermodifiziertes Methyl-Phenyl-Polysiloxanharz) und 500 g Methoxypropylacetat als Lösungsmittel, (evtl. blau angefärbt mit Ultramarinblau extra dunkel) miteinander vermengt und eine Stunde bei RT gerührt. Je nach gewünschter Schichtdicke ist eine Verdünnung zwischen 2:1 und 1:2 möglich. Nach 4 h Rühren bei RT ist das Produkt einsatzbereit und kann durch Sprühen appliziert werden. Beispiel 2: Herstellung einer erfindungsgemäß verwendbaren Zusammensetzung B Zusammensetzung:

Rohstoff %

2-Propanol 93,8425

Silan mit fluorhaltigen Seitenketten 2,49

TEOS (Dynasyl A) Tetraethoxysilan 2,035

Trimethylethoxysilan 0,5775

Salzsäure 0,1 mol/l 1,055
Der Alkohol wird in einem 1000 ml Glaskolben vorgelegt. Mit einem Tropftrichter werden unter starkem Rühren nacheinander innerhalb einer Stunde das Silan mit fluorhaltigen Seitenketten (Tridecafluor-1,1,2,2-tetrahydrooctyl-1-triethoxysilan), das TEOS und das Trimethylexthoxysilan dazugegeben. Dann wird die Salzsäure dazugetropft. Nach 4 h Rühren bei Raumtemperatur ist das Hydrolyseprodukt einsatzbereit und kann appliziert werden. Beispiel 3: Herstellung einer erfindungsgemäß verwendbaren Zusammensetzung C

Rohstoff %

2-Propanol 93,76

Silan mit fluorhaltigen Seitenketten 2,55

Kolloide Silikatdispersion 3,59

Schwefelsäure conc 0,10
Der Alkohol wird in einem 1000 ml Glaskolben vorgelegt. Mit einem Tropftrichter werden unter starkem Rühren nacheinander innerhalb einer Stunde das Silan mit fluorhaltigen Seiten ketten (Tridecafluor-1,1,2,2-tetrahydrooctyl-1-triethoxysilan), und die kolloide Silikatdispersion (Silikatdispersion in Isopropanol mit einer Partikelgröße von ca. 13 nm und einem Feststoffgehalt von 30%) dazugegeben. Dann wird die Schwefelsäure dazugetropft. Nach 4 Rühren bei RT ist das Produkt einsatzbereit und kann appliziert werden.
Beispiel 4: Verarbeitung der Zusammensetzung A
Zur Vorbereitung werden die zu beschichtenden Teile (Edelstahl-Prüfplatten mit einer Größe von 5 cm mal 15 cm als Testsubstrate) mit Isopropanol gereinigt. Alternativ oder zusätzlich können die Teile auch durch Sandstrahlen gereinigt werden.
Das Produkt A aus Beispiel 1 wird mittels einer Sprühpistole (z. B. SATA minijet 4 HVLP mit Düse 0,8) bei 2 bar aufgetragen. Die erreichten Schichtdicken liegen zwischen 3 μm und 75 μm. Die Aushärtung erfolgt (im Trockenschrank) bei 150°C bis 230°C innerhalb einer Zeitspanne von 1 bis 4 h.
Beispiel 5: Verarbeitung der Zusammensetzungen B und C
Die Produkte B und C aus den Beispielen 2 und 3 werden mit einem Tuch (vorzugsweise Reinraumtuch, z. B. Betawype TX 2009 der Fa Texwype) aufgetragen und eingerieben (poliert). Die thermische Fixierung erfolgt bei 200°C mittels Heißluftfön innerhalb 1 bis 3 min, vorzugsweise 90 s oder (im Trockenschrank) innerhalb 1–4 h bei 150–190°C, vorzugsweise 2 h bei 190°C.
Beispiel 6:
In einer Automotive-Giesserei wurde eine Kernbüchse mit 20 Gravuren mit dem Produkt A behandelt. Dabei wurden die kritischen Bereiche (Stellen gegenüber den Einschussdüsen für den Kernformstoff) mit dem Produkt behandelt. Das Produkt wurde aufgebracht und man ließ es über 24 Stunden bei Raumtemperatur aushärten. Danach kam die Kernbüchse in den Serieneinsatz. Es wurde festgestellt, dass die Zeit bis zur kritischen Anbackung von Kernformstoff verdreifacht werden konnte.
Beispiel 7:
In einer Automotive-Giesserei wurde ein Formkasten aus Metall mit 2 Gravuren mit dem Produkt A behandelt. Dabei wurden bei einer Gravur die kritischen Bereiche (Stellen gegenüber den Einschussdüsen für den Kernformstoff) mit dem Produkt behandelt. Das Produkt wurde aufgebracht und man ließ es über 24 Stunden bei Raumtemperatur aushärten. Die zweite Gravur wurde mit Quickpads (Klebefolie mit Antihafteffekt) beklebt. Danach kam die Form in den Serieneinsatz. Es wurde festgestellt, dass die Zeit bis zur kritischen Anbackung von Kernformstoff für beide Verfahren identisch ist.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Sandkernen für die Gießereitechnik mittels eines Formkastens aus zwei oder mehr Formteilen, die bei geschlossenem Formkasten mindestens ein sogenanntes Formnest in Form des zu fertigenden Sandkerns einschliessen, umfassend die Schritte – Einschießen von Formsand durch mindestens eine Zufuhröffnung in das mindestens eine Formnest, – Aushärten des Formsands und – Entnahme des oder der Sandkerne, wobei auf die Formteile vor ihrer Verwendung eine Zusammensetzung, die mindestens eine vernetzbare siliziumorganische Komponente und mindestens ein Lösungsmittel enthält, aufgebracht und ausgehärtet wird, so dass insbesondere in Bereichen, in denen die Formteile beim Einschießen des Formsands mit dem Formsand in Berührung treten können, eine Schicht oder Beschichtung gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aushärten thermisch, insbesondere bei einer Temperatur zwischen 20 °C und 300°C, vorzugsweise zwischen 30°C und 200°C, erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung derart aufgebracht wird, dass die Wände des Formnests nach dem Aushärten mindestens teilweise, vorzugsweise vollständig, mit der Schicht oder Beschichtung ausgekleidet sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aushärten mit elektromagnetischer Strahlung, insbesondere im UV- und/oder IR-Bereich, erfolgt.
Verwendung einer Zusammensetzung enthaltend mindestens eine vernetzbare siliziumorganische Komponente und mindestens ein Lösungsmittel bei der Herstellung von Sandkernen für die Gießereitechnik, insbesondere zur Beschichtung von Formteilen in einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine vernetzbare siliziumorganische Komponente mindestens ein Mitglied aus der Gruppe mit vernetzbaren Silanen, Siloxanen und Siliconen umfasst.
Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine vernetzbare siliziumorganische Komponente mindestens ein Alkoxysilan, insbesondere ein Triethoxysilan wie Trimethylethoxysilan, umfasst.
Verwendung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine vernetzbare siliziumorganische Komponente mindestens ein Silan mit fluorhaltigen Seitenketten, besonders bevorzugt mindestens ein Alkoxysilan mit fluorhaltigen Seitenketten, umfasst.
Verwendung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Silan mit fluorhaltigen Seitenketten Tridecafluor-1,1,2,2-tetrahydrooctyl-1-triethoxysilan ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung neben der mindestens ei nen vernetzbaren siliziumorganischen Komponente mindestens eine weitere vernetzbare organische Komponente nicht-siliziumorganischer Natur, insbesondere eine Polyesterkomponente, umfasst.
Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine vernetzbare siliziumorganische Komponente und die mindestens eine weitere vernetzbare organische Komponente in Form eines Siliconpolyesterharzes in der Zusammensetzung enthalten sind.
Verwendung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung mindestens ein Trennmittel, insbesondere mindestens ein Trennöl, aufweist.
Verwendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung als Trennmittel ein lineares oder verzweigtes Polysiloxan, insbesondere ein Polysiloxan der Formel RO-[R'₂Si-O]_n-R, wobei R und R' unabhängig voneinander für einen Alkylrest mit 1 bis 8 C-Atomen oder einen aromatischen Rest mit 6 bis 20 C-Atomen stehen, aufweist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung anorganische Partikel aufweist, insbesondere mit Partikelgrößen im nanoskaligen Bereich.
Verwendung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Partikeln um Silikatpartikel handelt.
Verwendung nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung mindestens eine als Vernetzer geeignete Komponente aufweist.
Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung als Vernetzer Triethoxysilan (TEOS) aufweist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung mindestens einen Katalysator, insbesondere mindestens einen Kondensationskatalysator, aufweist.
Verwendung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung als Katalysator mindestens eine Säure, insbesondere Salzsäure und/oder Schwefelsäure, aufweist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 5 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung mindestens ein organisches Lösungsmittel aufweist.
Vorrichtung zur Herstellung von Sandkernen aus zwei oder mehr Formteilen, die im Gebrauchszustand mindestens ein sogenanntes Formnest in Form des zu fertigenden Sandkerns einschliessen, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein Formteil aufweist, das mit einer gehärteten siliziumorganischen Schicht oder Beschichtung derart versehen ist, dass die Wände des Formnests mindestens teilweise, vorzugsweise vollständig, mit der Schicht oder Beschichtung ausgekleidet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht oder Beschichtung aus einer Zusammensetzung enthal tend mindestens eine vernetzbare siliziumorganische Komponente und mindestens ein Lösungsmittel hergestellt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass Schicht oder Beschichtung zwischen 1 μm und 100 μm, insbesondere zwischen 1 μm und 20 μm, dick ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Formteil mindestens teilweise aus Metall und/oder aus Kunststoff besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht oder Beschichtung chemisch an das mindestens eine Formteil gebunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht oder Beschichtung eine Matrix aus einer gehärteten siliziumorganischen Komponente aufweist, in die anorganische Partikel eingelagert sind.