DE102020004788A1

DE102020004788A1 - Form zum Pressen von Formlingen zur Herstellung künstlicher Steine aus keramischen Material

Info

Publication number: DE102020004788A1
Application number: DE102020004788.2A
Authority: DE
Inventors: Jörg Schille; Udo Löschner; Matthias Horn; Siegfried Schille
Original assignee: Hochschule Mittweida FH
Current assignee: Hochschule Mittweida FH
Priority date: 2020-07-24
Filing date: 2020-07-24
Publication date: 2022-01-27

Abstract

Die Erfindung betrifft Formen zum Pressen von Formlingen zur Herstellung künstlicher Steine aus keramischen Material, wobei die Form einen Formkörper mit einer Auflage oder Einlage aufweist. Diese zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass das beim Pressen des Formlings austretende Wasser sicher und schnell ableitbar ist. Dazu ist die Auflage oder die Einlage eine offenporige schichtweise im 3D-Druck hergestellte und mit Laserstrahlen gesinterte Auflage oder Einlage aus einem Metall und/oder Keramik. Weiterhin ist die Auflage oder die Einlage mit dem Formkörper verbunden oder lose verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft Formen zum Pressen von Formlingen zur Herstellung künstlicher Steine aus keramischen Material, wobei die Form einen Formkörper mit einer Auflage oder Einlage aufweist.
Bekannterweise werden Keramikdachziegel hergestellt, indem zunächst eine lehmhaltige/tonhaltige, leicht feucht und dadurch formbare Platte durch einen Pressvorgang in die gewünschte Dachziegelform gebracht und anschließend gebrannt wird. Die formgebenden Druckplatten werden oberflächlich mit einer Gipsschicht versehen. Diese dient dabei dazu, den beim Pressvorgang austretenden Wasserfilm aufzunehmen. Die beim fortlaufenden Pressen entstehende größere Wassermenge wird durch innenliegende Kanäle abgeführt. Problem dabei ist, dass die Gipsoberfläche nach einer gewissen Zeit verschlissen ist und damit die Maßhaltigkeit der Dachziegel nicht mehr gegeben ist. So müssen in relativ kurzen Zeitintervallen die Pressformen ausgetauscht werden. Auch entstehen durch die zyklische Wiederaufbereitung der Gipsformen erhebliche Aufwändungen.
Durch die Druckschrift DE 100 12 196 A1 ist eine Pressform zur Herstellung von Formlingen aus keramischem Material bekannt. Deren formbestimmende, mit dem keramischen Material in direkten Kontakt kommende Pressfläche aus einem offenporigen Sintermetall gebildet ist. Dazu ist die Pressform eine Sintermetall-Pressform. Die Formgebung kann in einem Sintervorgang bei merklich niedrigeren Temperaturen im Vergleich zu einem Keramikbrand durchgeführt werden.
Der in den Patentansprüchen 1 und 11 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das beim Pressen des Formlings austretende Wasser sicher und schnell ableitbar ist.
Diese Aufgabe wird mit den in den Patentansprüchen 1 und 11 aufgeführten Merkmalen gelöst.
Die Formen zum Pressen von Formlingen zur Herstellung künstlicher Steine aus keramischen Material, wobei die Form einen Formkörper mit einer Auflage oder Einlage aufweist, zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass das beim Pressen des Formlings austretende Wasser sicher und schnell ableitbar ist.
Dazu ist die Auflage oder die Einlage eine offenporige schichtweise im 3D-Druck hergestellte und mit Laserstrahlen gesinterte Auflage oder Einlage aus einem Metall und/oder Keramik. Weiterhin ist die Auflage oder die Einlage mit dem Formkörper verbunden oder lose verbunden.
Die Auflage oder die Einlage ist vorteilhafterweise speziell wasserabführend ausgelegt. Mittels der definiert offenporigen Gestaltung wird eine wasseraufnehmende und wasserabführende Wirkung erreicht. Dazu kann eine gewünschte oder geforderte Porosität mit Hilfe des 3D-Drucks (Lasersintern) definiert eingestellt werden. Die spezielle Funktionalität kann an Pressformen oder Druckplatten Anwendung finden, wie sie beispielsweise für die Herstellung von Keramik-Dachziegeln eingesetzt werden. Weiterhin sind diese dort einsetzbar, wo lehmhaltige und/oder tonhaltige Profile oder Platten durch Pressen in ihre gewünschte Form gebracht werden. Das betrifft insbesondere jede Art von Ziegelsteinen. Die poröse lasergesinterte Auflage oder Einlage befindet sich auf oder in dem Formkörper, der wiederum Kanäle zum Abführen des beim Pressvorgang entstehenden Wassers aufweist.
Die so zweiteilige Ausführung der Form als Formkörper mit der Auflage oder Einlage führt vorteilhafterweise dazu, dass die formgebende poröse Auflage oder Einlage dünn ausgelegt werden kann und bei Beschädigung oder Verschleiß einfach austauschbar ist. Damit ist eine lange Standzeit des Formkörpers gegeben.
Die Auflage oder Einlage wird in Verbindung mit dem Formkörper der Form zum Pressen von Formlingen zur Herstellung künstlicher Steine aus keramischen Material verwendet.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 10 und 12 angegeben.
Der Formkörper kann in einer Ausführungsform wenigstens einen Auslass für das aus dem Formling austretende Wasser besitzen. Das austretende Wasser ist so gezielt abführbar.
Auf der der Seite der Auflage oder der Einlage für den Formling gegenüberliegenden Seite befindet sich optional im Formkörper wenigstens ein Kanal zur Aufnahme und Ableitung von Wasser des Formlings.
In der für den Formling sich gegenüberliegenden Seite der Auflage oder Einlage kann sich in einer Ausführungsform wenigstens ein Kanal zur Aufnahme und Ableitung von Wasser befinden. Der Kanal kann durch eine Vertiefung in der Auflage oder der Einlage und/oder durch Erhöhungen der Auflage oder der Einlage ausgebildet sein.
Die Auflage oder die Einlage ist in einer Ausführungsform eine plattenförmige Auflage oder Einlage, wobei die Auflage oder die Einlage ein offenporiger Sinterkörper mit der Form des Formkörpers ist.
Wenigstens die zum Formling weisende Oberfläche der Auflage oder der Einlage besitzt in einer Ausführungsform eine Negativform des Formlings.
Die Poren der offenporigen Auflage oder Einlage können vorteilhafterweise in Abhängigkeit der Partikelgrößen des beim 3D-Druck verwendeten pulverförmigen Stoffs aus dem Metall und/oder der Keramik einstellbar und damit bestimmt. Die Poren können entsprechend ihrer Größe auch über die Auflage oder Einlage verschieden verteilt ausgebildet sein, so dass das Wasser aus Bereichen des Formlings mit erhöhtem oder geringem Wassergehalt gleichzeitig abführbar ist.
Die Größe der Poren der offenporigen Auflage oder Einlage können vorteilhafterweise gleich/größer 1 µm und kleiner/gleich 1 mm sein.
Die zum Formling weisende Oberfläche der Auflage oder der Einlage kann optional Erhöhungen und/oder Vertiefungen besitzen.
In Ausführungsformen können die Erhöhungen und/oder Vertiefungen im Querschnitt der Erhöhungen und/oder Vertiefungen und/oder im Querschnitt parallel zur Oberfläche der Auflage oder Einlage die Form wenigstens einer ebenen Figur besitzen. Damit können leicht Funktionsoberflächen mit bestimmten Strukturen realisiert werden. Weiterhin können Oberflächen mit verbesserten Hafteigenschaften für auf den Formling aufzutragende Schichten erzeugt werden.
Die die Auflage oder Einlage aufweisende Form kann vorteilhafterweise zum Pressen von Formlingen zur Herstellung von Dachziegeln oder Ziegeln verwendet werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:

1 eine Form mit einem Formkörper und einer Auflage,
2 eine Auflage auf einem Formköper mit Kanälen und
3 eine Auflage mit Erhöhungen.

Eine Form zum Pressen von Formlingen zur Herstellung künstlicher Steine aus keramischen Material besteht im Wesentlichen aus einem Formkörper 1 und einer Auflage 2.
Die 1 zeigt eine Form mit einem Formkörper 1 und einer Auflage 2 in einer prinzipiellen Darstellung.
Die Auflage 2 ist eine offenporige schichtweise im 3D-Druck hergestellte und mit Laserstrahlen gesinterte Auflage 2 aus einem Metall und/oder Keramik. Die Laserstrahlen können von wenigstens einem Laser erzeugt werden. Dazu kann wenigstens ein cw-Laser (cw für continuous wave) und/oder wenigstens ein Pulslaser verwendet werden. Die Auflage 2 kann mit dem Formkörper 1 lose verbunden sein, wobei die Auflage 2 auf dem Formkörper 1 aufliegt. Die Größe der Poren der offenporigen Auflage 2 ist gleich/größer 1 µm und kleiner/gleich 1 mm. Die Poren der offenporigen Auflage 2 können in Abhängigkeit der Partikelgrößen des beim 3D-Druck verwendeten pulverförmigen Stoffs aus dem Metall und/oder der Keramik eingestellt und damit bestimmt werden. Weiterhin kann die zum Formling weisende Oberfläche der Auflage 2 Erhöhungen 3 und/oder Vertiefungen 4 entsprechend der Form des Formlings aufweisen.
Die Auflage 2 kann insbesondere plattenförmig ausgebildet sein und als offenporiger Sinterkörper die Form des Formkörpers aufweisen.
In einer Ausführungsform kann wenigstens die zum Formling weisende Oberfläche der Auflage 2 eine Negativform des Formlings besitzen.
Die 2 zeigt eine Auflage 2 auf einem Formköper 1 mit Kanälen 4 in einer prinzipiellen Darstellung.
Auf der der Seite der Auflage 2 für den Formling gegenüberliegenden Seite können sich in einer Ausführungsform Kanäle 5 zur Aufnahme und Ableitung von Wasser des Formlings im Formkörper befinden. In einer weiteren Ausführungsform können sich die Kanäle 5 in der Auflage befinden, so dass die Oberfläche für die Auflage 2 des Formkörpers 1 eben ausbildbar ist.
Die 3 zeigt eine Auflage 2 mit Erhöhungen 3 in einer prinzipiellen Darstellung.
Die Erhöhungen 4 können im Querschnitt der Erhöhungen 4 eine Form wenigstens einer ebenen Figur besitzen. Die 3 zeigt dazu beispielhaft Erhöhungen 4 mit der Form eines Rechtecks 6, eines Dreiecks 7 und eines Kreissektors 8.
Die Auflage 2 wird in Verbindung mit dem Formkörper 1 der Form zum Pressen von Formlingen zur Herstellung künstlicher Steine aus keramischen Material verwendet. Die Formlinge können beispielsweise Formlinge zur Realisierung von Dachziegeln sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10012196 A1 [0003]

Claims

Form zum Pressen von Formlingen zur Herstellung künstlicher Steine aus keramischen Material, wobei die Form einen Formkörper (1) mit einer Auflage (2) oder Einlage aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (2) oder die Einlage eine offenporige schichtweise im 3D-Druck hergestellte und mit Laserstrahlen gesinterte Auflage (2) oder Einlage aus einem Metall und/oder Keramik ist und dass die Auflage (2) oder die Einlage mit dem Formkörper (1) verbunden oder lose verbunden ist.
Form nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper (1) wenigstens einen Auslass für das aus dem Formling austretende Wasser besitzt.
Form nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf der der Seite der Auflage (2) oder der Einlage für den Formling gegenüberliegenden Seite des Formkörpers (1) wenigstens ein Kanal (5) zur Aufnahme und Ableitung von Wasser des Formlings befindet.
Form nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der für den Formling gegenüberliegenden Seite der Auflage (2) oder Einlage wenigstens ein Kanal zur Aufnahme und Ableitung von Wasser befindet.
Form nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (2) oder die Einlage eine plattenförmige Auflage (2) oder Einlage ist und dass die Auflage (2) oder die Einlage ein offenporiger Sinterkörper mit der Form des Formkörpers ist.
Form nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die zum Formling weisende Oberfläche der Auflage (2) oder der Einlage eine Negativform des Formlings besitzt.
Form nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Poren der offenporigen Auflage (2) oder Einlage in Abhängigkeit der Partikelgrößen des beim 3D-Druck verwendeten pulverförmigen Stoffs aus dem Metall und/oder der Keramik einstellbar und damit bestimmt sind.
Form nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Poren der offenporigen Auflage (2) oder Einlage gleich/größer 1 µm und kleiner/gleich 1 mm ist.
Form nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Formling weisende Oberfläche der Auflage (2) oder der Einlage Erhöhungen (3) und/oder Vertiefungen (4) aufweist.
Form nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhungen (3) und/oder Vertiefungen (4) im Querschnitt der Erhöhungen (3) und/oder Vertiefungen (4) und/oder im Querschnitt parallel zur Oberfläche der Auflage (2) oder Einlage die Form wenigstens einer ebenen Figur besitzen.
Verwendung einer Auflage (2) oder Einlage nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die offenporige schichtweise im 3D-Druck hergestellte und mit Laserstrahlen gesinterte Auflage (2) oder Einlage in Verbindung mit dem Formkörper (1) der Form zum Pressen von Formlingen zur Herstellung künstlicher Steine aus keramischen Material verwendet wird.
Verwendung nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die die Auflage (2) oder Einlage aufweisende Form zum Pressen von Formlingen zur Herstellung von Dachziegeln oder Ziegeln verwendet wird.