DE102008008968A1 - Paper mold i.e. press mold, for manufacturing glass and plastic parts, has layer made of rough porous or foamed sintered ceramic material whose porosity is larger than porosity of fine pored layer - Google Patents

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    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/26—Producing shaped prefabricated articles from the material by slip-casting, i.e. by casting a suspension or dispersion of the material in a liquid-absorbent or porous mould, the liquid being allowed to soak into or pass through the walls of the mould; Moulds therefor ; specially for manufacturing articles starting from a ceramic slip; Moulds therefor
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Abstract

The paper mold has a layer (10) coming in contact with a material to be poured and made of fine pored, sintered ceramic material. The material has a porosity of 10x 10 power -1 meter to 30 micrometer, a porosity portion between 5 and 60 percent, and layer thickness greater than 2 millimeter. Another layer (11) arranged behind the layer (10) is made of a rough porous or foamed sintered ceramic material whose porosity is larger than the porosity of the fine pored layer (10). A temperature stable and heat conducting fabric (15) is introduced between the layers.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Arbeitsform zum Herstellen von keramischen Bauteilen im Hohl- oder Kernguss wie zum Beispiel Kannen, Figuren, Sanitärkeramik, Baukeramik, usw.The The invention relates to a working mold for producing ceramic Hollow or core cast components such as cans, figures, Sanitary ceramics, building ceramics, etc.

Stand der TechnikState of the art

Kannen, Figuren, Sanitärkeramik, Baukeramik und ähnliche Bauteile werden seit Jahrhunderten im Schlickergießverfahren hergestellt. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man den flüssigen Schlicker in eine teilbare Gipshohlform gießt und nach der Scherbenbildungszeit den restlichen Schlicker aus der Gipsform entfernt. Um die Scherbenbildungszeit zu verkürzen, wird in jüngster Zeit über Kanäle ein Unterdruck, oftmals auch als Vakuum bezeichnet, in der Gipsform angelegt und der Schlicker in der Hohlform von oben mit Druckluft beaufschlagt.cans, Figures, sanitary ware, building ceramics and the like Components have been in slip casting for centuries produced. This method is characterized in that pour the liquid slurry into a divisible plaster cavity mold and after the potting time the remaining slip from the Plaster mold removed. To shorten the shard formation time, is being introduced through channels recently Vacuum, often referred to as vacuum, in the plaster mold applied and the slip in the mold from above with compressed air applied.

Zwar wird damit die Scherbenbildungszeit und auch die Trocknungszeit der Gipsform verkürzt, aber das Hauptproblem der Gipsformen, nämlich die nicht vorhandene Abrasionsbeständigkeit über einen langen Zeitraum, bleibt bestehen.Though thus the body formation time and also the drying time become shortened the plaster mold, but the main problem of the plaster molds, namely the non-existing abrasion resistance a long period, remains.

Werden poröse Kunststoffformen eingesetzt, wird zwar die Standzeit der Arbeitsform deutlich verlängert, aber es kann sein, dass die Porosität nicht überall gleich ist und der Formenbau wird deutlich aufwändiger, da der poröse Kunststoff auch einen Schwund hat.Become used porous plastic molds, although the service life significantly extended the working form, but it may be that the porosity is not the same everywhere and mold making becomes significantly more complex, as the porous Plastic also has a fading.

Aus der EP 607 402 ist eine Methode offenbart, mit der Dachziegel und auch Schlickergussteile hergestellt werden. Das feinporige Material der mit dem zu verpressenden Material in Kontakt kommenden Schicht wird mit der darunter liegenden Schicht aus grobporigem Material oder Schaum gesintert. Die poröse Innenschicht hat eine Schichtdicke zwischen 0,1 bis 2 mm.From the EP 607 402 is a method disclosed, are produced with the roof tiles and also Schlickergussteile. The fine-pored material of the layer coming into contact with the material to be pressed is sintered with the underlying layer of coarsely porous material or foam. The porous inner layer has a layer thickness between 0.1 to 2 mm.

Aus der DE 40 12 044 ist bekannt, einen Kern aus einer feinteiligen Masse bestehend aus hochwertigem Formengips, aus einem saugfähig eingestelltem Calciumsilikathydrat-Körper, aus einem saugfähigem Kunststoffkörper oder aus einem porösen keramischen oder metallischem Körper herzustellen. Dieser saugfähige Kern wird in eine Schutzschicht aus Formengips, aus Calciumsilikathydrat, aus einem kunstharzvergütetem anorganischen Bindemittel oder aus einem saugfähigen Kunstharz eingebettet.From the DE 40 12 044 It is known to produce a core of a finely divided mass consisting of high-quality molding plaster, of an absorbent adjusted calcium silicate hydrate body, of an absorbent plastic body or of a porous ceramic or metallic body. This absorbent core is embedded in a protective layer of mold plaster, calcium silicate hydrate, a resin-cured inorganic binder, or an absorbent resin.

Für den besseren Abtransport des Wassers vom Kern wird die äußere Schutzschicht zusätzlich mit wassergängigen Poren oder Kanäle versehen.For the better removal of the water from the core becomes the outer one Protective layer additionally with water-permeable pores or channels.

Gipsformen für das Schlickergießen von keramischen Produkten müssen nach einer oder mehreren Abformungen getrocknet werden. Das Wasser und die harten Partikel im Schlicker greifen den Gips an und zersetzten ihn. Ein weiterer Grund für die Erneuerung der Gipsformen besteht darin, dass sich die Konturen verwischen und Gesichter, Ornamente u. ä. nicht mehr so detailgetreu abgebildet werden.plaster molds for slip casting of ceramic products must be dried after one or more impressions become. The water and the hard particles in the slip grip the plaster and decomposed it. Another reason for The renewal of plaster molds is that the contours blur and faces, ornaments u. not anymore be reproduced in detail.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Arbeitsform (1 und 2) zum Herstellen von keramischen Bauteilen im Schlickergussverfahren zu schaffen, die schwundfrei und porös ist und eine sehr hohe Verschleißfestigkeit und Haltbarkeit aufweist.The object of the invention is therefore to provide a working form ( 1 and 2 ) to produce ceramic components in the slip casting process, which is shrinkage-free and porous and has a very high wear resistance and durability.

Bei der erfindungsgemäßen Form besteht die mit dem zu schlickernden Material in Kontakt kommenden Schicht (10) aus feinporiger und gesinterter Keramik, die eine Dicke von > 2 mm hat.In the mold according to the invention, the layer coming into contact with the material to be slipped ( 10 ) of fine-pored and sintered ceramic, which has a thickness of> 2 mm.

Da die erfindungsgemäße keramische Arbeitsform sowohl nach dem Trocknen als auch nach dem Brennen schwundfrei ist, kann sie auf eine Siliconform gegossen werden. Das deutlich preiswertere Herstellungsverfahren ist jedoch, die erfindungsgemäße Keramik direkt auf die Kunststoffform, mit der üblicherweise die Gipsformen hergestellt werden, zu gießen und darauf aushärten zu lassen.There the ceramic working mold according to the invention both after drying and after firing without shrinkage, can they are poured onto a silicone mold. The significantly cheaper However, production process is the inventive Ceramic directly on the plastic mold, with the usual the plaster molds are made to pour and onto it to harden.

Hinter die Schicht aus feinporigem keramischem Material (10) wird bei der bevorzugten Ausgestaltung der Arbeitsform ein Schaum (11) angeformt, der mit keramischem Material getränkt wird. Nach dem Trocknen kann dieser keramische Schaum gebrannt werden und es entstehen keramische Stege und Strukturen, die einerseits die feinporige keramische Schicht stützen und andererseits offene Kanäle herstellen. Alternativ können statt des keramischen Schaums auch keramisch gebundene Mineralkugeln z. B. aus Leichtbaustoffen verwendet werden. Dadurch kann ein Vakuum an die feinporige Keramik angelegt werden und das Wasser wird durch die feinporige keramische Schicht in die dahinterliegende Struktur gesaugt und wird nach außen abgeleitet.Behind the layer of fine-pored ceramic material ( 10 ) is in the preferred embodiment of the working form a foam ( 11 ), which is impregnated with ceramic material. After drying, this ceramic foam can be fired and there are ceramic webs and structures, on the one hand support the fine-pored ceramic layer and on the other hand produce open channels. Alternatively, instead of the ceramic foam and ceramic bonded mineral spheres z. B. be used from lightweight materials. As a result, a vacuum can be applied to the fine-pore ceramic and the water is sucked through the fine-pored ceramic layer into the underlying structure and is discharged to the outside.

Hinter diese Schicht (11) kann nochmals eine Schicht (12) aus einem keramischen Material gegossen werden, mit dem der keramische Schaum bzw. die keramisch gebundenen Mineralkugeln abgedeckt werden, damit ein Vakuum möglich ist.Behind this layer ( 11 ), another layer ( 12 ) are cast from a ceramic material, with which the ceramic foam or the ceramic bonded mineral balls are covered, so that a vacuum is possible.

Werden jetzt alle 3 Schichten gemeinsam gebrannt versintern sie zu einer Einheit.Become now all 3 layers burned together they sinter to one Unit.

Nach dem Brennen der Schichten (10) (11) und (12) kann hinter die Schicht aus keramischem Material (12) eine Schicht aus Kunststoff o. ä. Material (13) gegossen werden, damit ein Vakuum möglich ist oder es wird die Abdeckschicht (12) aus keramischen Material vakuumdicht ausgeführt. Es ist auch möglich, die Schicht (12) nicht herzustellen, sondern die Abdeckschicht (13) direkt auf den keramischen Schaum (12) zu gießen.After firing the layers ( 10 ) ( 11 ) and ( 12 ) can be behind the layer of ceramic Material ( 12 ) a layer of plastic o. Ä. Material ( 13 ) are poured so that a vacuum is possible or it is the cover layer ( 12 ) made of ceramic material vacuum-tight. It is also possible to use the layer ( 12 ), but the covering layer ( 13 ) directly onto the ceramic foam ( 12 ) to pour.

In einer weniger bevorzugten Ausgestaltung der Arbeitsform kann Schaum oder ein ähnliches organisches Material (11), ohne mit einem keramischen Material getränkt zu sein, hinter die Schicht aus feinporigem keramischen Material (10) angeformt werden. Hinter diese Schicht aus Schaum kann nochmals eine Schicht aus einem keramischen Material gegossen werden, mit der der Schaum abgedeckt wird.In a less preferred embodiment of the working mold, foam or a similar organic material ( 11 ), without being impregnated with a ceramic material, behind the layer of fine-pored ceramic material ( 10 ) are formed. Behind this layer of foam can be poured again a layer of a ceramic material, with which the foam is covered.

Werden jetzt alle 3 Schichten gebrannt, brennt der Schaum (11) heraus und es entsteht ein Hohlraum, mit dem ein Vakuum möglich ist, über den das Wasser aus der feinporigen Schicht abgesaugt werden kann und nach außen abgeleitet werden kann.If now all 3 layers are fired, the foam burns ( 11 ) and it creates a cavity with which a vacuum is possible, through which the water can be sucked out of the fine-pored layer and can be discharged to the outside.

Nach dem Brennen der Schichten (10) (11) und 12 kann hinter die Schicht aus keramischem Material (12) eine Schicht aus Kunststoff o. ä. Material (13) gegossen werden, damit ein Vakuum möglich ist oder es wird die Abdeckschicht (12) aus keramischen Material vakuumdicht ausgeführt.After firing the layers ( 10 ) ( 11 ) and 12 can be behind the layer of ceramic material ( 12 ) a layer of plastic o. Ä. Material ( 13 ) are poured so that a vacuum is possible or it is the cover layer ( 12 ) made of ceramic material vacuum-tight.

In 2 ist eine Methode dargestellt, mit der in einem alternativen Verfahren Schlickergussformen aus einer Keramik hergestellt werden.In 2 is a method shown in an alternative method Schlickergussformen be prepared from a ceramic.

Bei der erfindungsgemäßen Form besteht die mit dem zu schlickernden Material in Kontakt kommenden Schicht (20) wieder aus feinporiger und gesinterter Keramik, die eine Dicke von > 2 mm hat.In the mold according to the invention, the layer coming into contact with the material to be slipped ( 20 ) again of fine-pored and sintered ceramic, which has a thickness of> 2 mm.

Hinter die Schicht aus feinporigem keramischem Material (20) kann eine zweite Schicht (21), bestehend aus feinporigem oder grobporigem keramischen Material gegossen werden. In diese Schicht (21) können Kanäle (22) eingebracht werden, welche über Anschlüsse mit Unterdruck oder Druckluft beaufschlagt werden können.Behind the layer of fine-pored ceramic material ( 20 ), a second layer ( 21 ), consisting of fine-pored or coarse-pored ceramic material. In this layer ( 21 ) channels ( 22 ) are introduced, which can be acted upon by connections with negative pressure or compressed air.

Dadurch kann ein Vakuum an die feinporige Keramik angelegt werden und das Wasser wird durch die fein- und grobporige keramische Schicht nach außen abgeleitet.Thereby a vacuum can be applied to the fine-pore ceramic and the Water is lost through the fine and coarse-pored ceramic layer derived outside.

Nach dem Brennen der Schichten (20) und (21) kann hinter die Schicht aus keramischem Material (20) oder (21) eine Schicht aus Kunststoff o. ä. Material (23) gegossen werden, damit ein Vakuum möglich ist. Soll die Form nicht mit Vakuum betrieben werden so kann die Abdeckschicht (23) entfallen und eine Trocknung in der bekannten Form ist damit möglich.After firing the layers ( 20 ) and ( 21 ) behind the layer of ceramic material ( 20 ) or ( 21 ) a layer of plastic o. Ä. Material ( 23 ) are poured so that a vacuum is possible. If the mold should not be operated with vacuum then the cover layer ( 23 ) and drying in the known form is thus possible.

Schlickergussformen werden im Regelfall mehrteilig hergestellt, damit die Bauteile entformt werden können. Dabei ist es wichtig, dass die Kontaktflächen (14) der mehrteiligen Formen planparallel zueinander ausgeführt werden, damit der Schlicker nur in die Hohlräume eintritt. Bei keramischen Formen ist das nicht immer absolut parallel möglich. Daher wird vorgeschlagen, bei der Herstellung der feinporigen keramischen Schicht an den Kontaktflächen der mehrteiligen Formen einen Hohlraum zu schaffen. Nach dem Brennen der mehrschichtigen Arbeitsform kann in einem separaten Arbeitsgang dieser Hohlraum (14) mit Harz oder ähnlichen Materialien so ausgegossen werden, dass diese Kontaktflächen bei mehrteiligen Arbeitsformen planparallel zueinander stehen.Slip molds are usually made in several parts, so that the components can be removed from the mold. It is important that the contact surfaces ( 14 ) of the multi-part molds are performed plane-parallel to each other, so that the slip enters only into the cavities. This is not always possible in parallel with ceramic forms. It is therefore proposed to create a cavity in the production of the fine-pored ceramic layer at the contact surfaces of the multi-part molds. After firing of the multilayered working mold, this cavity can be removed in a separate operation ( 14 ) are poured with resin or similar materials so that these contact surfaces are parallel to each other in multi-part working forms.

Weiter wird vorgeschlagen, in eine Schicht oder zwischen zwei beliebige Schichten der Form ein temperaturstabiles und wärmeleitendes Gewebe (15), z. B. Metallgewebe, einzulegen und dieses mit zu sintern. Wird dieses Gewebe im Betrieb erwärmt, kann der Schlicker von innen her aufgeheizt und somit schneller getrocknet werden.It is further proposed that in a layer or between any two layers of the mold a temperature-stable and heat-conducting fabric ( 15 ), z. As metal fabric, insert and sinter this with. If this fabric is heated during operation, the slurry can be heated from the inside and thus dried faster.

Ein Deckel (nicht dargestellt) mit einem Druckluftanschluss kann den Schlicker vom Luftdruck abschließen und ermöglicht somit die Beaufschlagung des Schlickers mit Druckluft.One Cover (not shown) with a compressed air connection can the Completing slip of the air pressure and allows thus the admission of the slip with compressed air.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - EP 607402 [0005] - EP 607402 [0005]
  • - DE 4012044 [0006] - DE 4012044 [0006]

Claims (19)

Arbeitsform zum Gießen keramischer Artikel im Hohl- oder Kernguss dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem zu vergießenden Material in Kontakt kommende Schicht (10) der 1 bzw. (20) der 2 aus feinporigem, gesinterten Keramikmaterial besteht, das eine Porosität von 10 Á (10·10–10 m) bis 30 μm, einen Porositätsanteil in Abhängigkeit von dem zu vergießenden Material zwischen 5% und 60% und eine Schichtdicke > 2 mm hat und dass die dahinter angeordnete Schicht (11 der 1) bzw. (21 der 2) aus einem grobporigen oder geschäumten gesinterten Keramikmaterial besteht, deren Porosität größer ist als die Porosität der feinporigen Schicht (10) der 1 bzw. (20) der 2.Working mold for casting ceramic articles in hollow or core casting characterized in that a coming into contact with the material to be cast in contact ( 10 ) of the 1 respectively. ( 20 ) of the 2 consists of fine-pored, sintered ceramic material having a porosity of 10 Á (10 × 10 -10 m) to 30 microns, a porosity depending on the material to be cast between 5% and 60% and a layer thickness> 2 mm and that the behind layer ( 11 of the 1 ) respectively. ( 21 of the 2 ) consists of a coarse-pored or foamed sintered ceramic material whose porosity is greater than the porosity of the fine-pored layer ( 10 ) of the 1 respectively. ( 20 ) of the 2 , Form nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das feinporige gesinterte Keramikmaterial der Schicht (10) der 1 bzw. (20) der 2 aus Korund, Mullit, Zirkondioxid, Siliziumcarbid oder Siliziumnitrid oder aus Mischungen davon besteht.Mold according to claim 1, characterized in that the fine-pored sintered ceramic material of the layer ( 10 ) of the 1 respectively. ( 20 ) of the 2 consists of corundum, mullite, zirconium dioxide, silicon carbide or silicon nitride or mixtures thereof. Form nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (11) der 1 bzw. (21) der 2 aus geschäumten oder grobporigem Keramikmaterial aus Korund, Mullit, Zirkondioxid, Siliziumcarbid oder Siliziumnitrid oder aus Mischungen davon oder aus gebundenen oder losen Mineralkugeln besteht.Mold according to claim 2, characterized in that the layer ( 11 ) of the 1 respectively. ( 21 ) of the 2 made of foamed or coarsely porous ceramic material of corundum, mullite, zirconium dioxide, silicon carbide or silicon nitride or of mixtures thereof or of bound or loose mineral spheres. Form nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass bei Bedarf hinter die Schicht (11) eine nicht geschäumte Schicht (12), vorzugsweise aus Keramik, aufgebracht wird.Mold according to claim 3, characterized in that, if necessary, behind the layer ( 11 ) a non-foamed layer ( 12 ), preferably made of ceramic, is applied. Form nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (11) teilweise entfallen kann und dadurch ein Hohlraum entsteht oder mehrere Hohlräume entstehen.Mold according to claim 4, characterized in that the layer ( 11 ) can be partially eliminated and thereby creates a cavity or multiple cavities arise. Form nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (11) entfallen kann und kein Hohlraum entsteht, wenn die die Schicht (12) direkt auf die Schicht (10) aufgebracht wird.Mold according to claim 4, characterized in that the layer ( 11 ) can be omitted and no cavity is formed when the layer ( 12 ) directly on the layer ( 10 ) is applied. Form nach den Ansprüchen 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten (10), (11) und (12) einzeln oder gemeinsam gesintert werden.Mold according to claims 5 or 6, characterized in that the layers ( 10 ) 11 ) and ( 12 ) are sintered individually or together. Form nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Schichten (10) und (11) oder innerhalb der Schichten bei Bedarf ein temperaturstabiles und wärmeleitendes Gewebe (15) eingebracht wird.Mold according to claim 7, characterized in that between the layers ( 10 ) and ( 11 ) or within the layers, if necessary, a temperature-stable and heat-conducting tissue ( 15 ) is introduced. Form nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass bei Bedarf die Form mit einem vakuumdichten Material (13 und/oder 14) ummantelt wird. Die Arbeitsfläche der Schicht (10) ist dabei freizulassen.Mold according to Claim 8, characterized in that, if required, the mold is provided with a vacuum-tight material ( 13 and or 14 ) is sheathed. The working surface of the layer ( 10 ) is to be released. Form nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Vakuum oder Druck in der Arbeitsform und mit Druck in der Schlickermasse beaufschlagt werden kann.Mold according to claim 9, characterized in that They use vacuum or pressure in the working mold and with pressure in the Sludge mass can be applied. Form nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten (20) und (21) einzeln oder gemeinsam gesintert werden.Mold according to claim 2, characterized in that the layers ( 20 ) and ( 21 ) are sintered individually or together. Form nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (21) entfallen kann und das gesamte Bauteil aus dem Material der Schicht (20) besteht.Mold according to claim 2, characterized in that the layer ( 21 ) and the entire component of the material of the layer ( 20 ) consists. Form nach den Ansprüchen 11 und 12 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Schichten (20) und (21) oder innerhalb der Schichten bei Bedarf ein temperaturstabiles und wärmeleitendes Gewebe (15) eingebracht wird.Mold according to claims 11 and 12, characterized in that between the layers ( 20 ) and ( 21 ) or within the layers, if necessary, a temperature-stable and heat-conducting tissue ( 15 ) is introduced. Form nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Form mit eingegossenen Kanälen (22), welche sich knapp unter dem Formbereich befinden, versehen ist.Mold according to claim 13, characterized in that the mold is cast with channels ( 22 ), which are located just below the molding area, is provided. Form nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (22) mit Vakuum oder Druck beaufschlagt werden können.Mold according to claim 14, characterized in that the channels ( 22 ) can be applied with vacuum or pressure. Form nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, dass bei Bedarf die Form mit einem vakuumdichten Material (23 und/oder 14) ummantelt wird. Die Arbeitsfläche der Schicht (20) ist dabei freizulassen.Mold according to claim 15, characterized in that, if required, the mold is provided with a vacuum-tight material ( 23 and or 14 ) is sheathed. The working surface of the layer ( 20 ) is to be released. Form nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Vakuum oder Druck in der Arbeitsform und mit Druck in der Schlickermasse beaufschlagt werden kann.Mold according to claim 16, characterized in that They use vacuum or pressure in the working mold and with pressure in the Sludge mass can be applied. Form nach den Ansprüchen 10 und 17 dadurch gekennzeichnet, dass jeder Teil der Form mit einem Vakuum- oder Druckanschluss versehen ist.Mold according to claims 10 and 17 characterized characterized in that each part of the mold with a vacuum or Pressure port is provided. Verwendung der Form nach den Ansprüchen 1 bis 18 auch als Pressform, beim Metallguss, bei der Herstellung von Gläsern oder Kunststoffteilen mit oder ohne Vakuumbeaufschlagung.Use of the mold according to claims 1 up to 18 also as a mold, during metal casting, during production of glasses or plastic parts with or without vacuum.
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