DE102020106043A1

DE102020106043A1 - Herstellung von (oxid-) keramischen Faserverbundwerkstoffen

Info

Publication number: DE102020106043A1
Application number: DE102020106043.2A
Authority: DE
Inventors: Michael Welter
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2020-03-05
Filing date: 2020-03-05
Publication date: 2021-09-09

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung 1 zur Herstellung von keramischen Faserverbundwerkstoffen, insbesondere oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffe, sogenannte ox-CMC sowie ein Verfahren zur Herstellung der Faserverbundwerkstoffe.

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Herstellung von keramischen Faserverbundwerkstoffen, insbesondere (oxid-) keramischen Faserverbundwerkstoffen, sogenannte ox-CMC, sowie ein Verfahren zur Herstellung der Faserverbundwerkstoffe.
Keramische Faserverbundwerkstoffe (engl. „ceramic matrix composites“ oder kurz „CMC“) bestehen grundsätzlich aus zwei Hauptkomponenten: einer keramischen Faserkomponente und einer keramischen Matrix, die die Fasern umgibt und zusammenhält. Durch die entsprechende Kombination dieser beiden Hauptkomponenten kann ein schadenstolerantes Versagen der ansonsten typischerweise spröden Keramiken erreicht werden.
Ein schadenstolerantes Versagen kann auf unterschiedliche Weise erreicht werden und ist unter anderem abhängig von dem verwendeten Matrixsystem.
Nicht-oxidische keramische Faserverbundwerkstoffe (non-ox CMC) sind zumeist „Weak Interface Composites“ (WIC) und sind typischerweise gekennzeichnet durch eine dichte Matrix und ein schwaches Interface, eine schwach ausgebildete Grenzfläche zwischen Faser und Matrix. Das entsprechende Interface muss in der Regel über aufwendige Beschichtungsverfahren auf die Fasern aufgebracht werden, um ein schadentolerantes Versagen zu erzielen.
Oxidkeramische Faserverbundwerkstoffe (ox-CMC) sind hingegen typischerweise „Weak Matrix Composites“ (WMC) und sind gekennzeichnet durch eine schwache, poröse Matrix. Die Matrix übernimmt hier eine ähnliche Funktion wie das Interface bei non-ox-CMCs, um ein vorteilhaftes Versagensverhalten zu erreichen, jedoch ohne die Notwendigkeit einer vorherigen Beschichtung der Fasern.
Sowohl non-ox-CMCs wie auch ox-CMCs können über eine Vielzahl verschiedener Verfahren hergestellt werden. Grundsätzlich kann jedoch ein Hauptunterschied festgestellt werden, der signifikanten Einfluss auf die Anwendbarkeit bestimmter Herstellungstechnologien hat: die Matrixsysteme beziehungsweise die zur Herstellung verwendeten Matrix-Vorstufen.
Non-ox-CMCs werden in der Regel über polymere Vorstufensysteme hergestellt, die erst nach der Infiltration der Fasern in anschließenden Prozessen pyrolisiert und keramisiert werden. Somit unterscheidet sich der erste Herstellungsschritt für non-ox-CMCs kaum von der Herstellung faserverstärkter Kunststoffe wie beispielsweise kohlefaserverstärkte Kunststoffe (CFK) und erlaubt die Anwendung entsprechender aus der Polymertechnik bekannter (Infiltrations-) Verfahren wie beispielsweise Resin Transfer Moulding (RTM) oder Vacuum Assisted Process (VAP).
Ox-CMCs werden hingegen zumeist auf Basis partikulärer, häufig wasserbasierter Schlickersysteme mit relativ hohen Feststoffgehalten hergestellt. Im Vergleich zu nicht-partikulären Polymersystemen erschwert die partikuläre Natur des Schlickers zum einen die vollständige und gleichmäßige Infiltration aller Faserbündel. Zum anderen muss das im Schlicker enthaltene Wasser bzw. Lösungsmittel/ Dispergiermittel durch Trocknung abgeführt werden, um einen trockenen, ausformbaren Grünkörper zu erhalten, während die meisten Polymere über Zeit und/oder Temperatur auch in geschlossenen Formen/ Systemen selbst aushärten.
Aus diesem Grund lassen sich die aus der Polymertechnik bekannten und etablierten Infiltrationsverfahren nicht ohne weiteres auf die Herstellung von ox-CMCs übertragen. Insbesondere hinsichtlich der flexiblen Anwendbarkeit und der automatisierbaren, endkonturnahen Herstellung komplexer Bauteile wäre es jedoch von großem Interesse, entsprechende Infiltrationsverfahren auch für die Herstellung von ox-CMC nutzbar zu machen.
Bekannte Technologien für die Herstellung langfaserverstärkter keramischer Faserverbundwerkstoffe umfassen beispielsweise mit allen bekannten Vor- und Nachteilen:

Handinfiltration- / Rakel-Verfahren und Hand-Laminierung (lay-up)
Prepreg Technologien
Wickeltechnologie (z.B. WHIPOX)
Vakuumsacktechnologie (Infiltrationsverfahren)

Gemäß DE 10 2016 007 652 A1 werden ein Prepreg für einen keramischen Verbundwerkstoff, ein Verfahren zur Herstellung eines Grünkörpers mit Hilfe des Prepregs, sowie ein Verfahren zur Herstellung des keramischen Verbundwerkstoffs aus dem erfindungsgemäß hergestellten Grünkörper beschrieben. Das Verfahren beinhaltet die folgenden Schritte: a) Imprägnieren einer Anordnung keramischer Fasern mit einem Schlicker, der die folgenden Bestandteile umfasst: 10 bis 40 Vol.%, bezogen auf das Gesamtvolumen des Schlickers, keramische Partikel, 21 bis 35 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der keramischen Partikel im Schlicker, Glycerin, und Wasser; b) Reduzieren des Wassergehalts des Schlickers in der imprägnierten Faseranordnung, um ein Prepreg für einen keramischen Verbundwerkstoff zu erhalten; c) Bereitstellen eines geformten Verbundmaterials aus einem oder mehreren der gemäß Schritt b) erhaltenen Prepregs; d) Konsolidieren des geformten Verbundmaterials durch Reduzieren des Wasser- und Glyceringehalts, so dass ein Grünkörper erhalten wird.
EP 1 734 024 B1 beschreibt einen oxidkeramischen Faserverbundwerkstoff und ein Verfahren zur Herstellung desselben. Ein Oxidkeramikpulver wird calciniert ohne die Fließeigenschaft zu beeinträchtigen. Ein Schlicker mit einer dynamischen Viskosität von 0,01 bis 0,15 Pa · s und einem Gehalt an Oxidkeramikpulver (50 bis 80 Gew.-%), einem Verflüssiger (0,2 bis 2 Gew.-%) und einem Rest, der Wasser enthält, wird durch Mischen hergestellt. Die oxidkeramischen Endlosfasern werden mit dem Schlicker infiltriert. Ein Grünling wird als Formkörper geformt, getrocknet und gesintert, um einen oxidkeramischen Faserverbundwerkstoff zu bilden.
G. Puchas, A. Held, W. Krenkel, Near-net shape manufacture process for oxide fibre composites (OFC), Materials Today: Proceedings 16 (2019) 49-58 beschreibt ein vakuum-unterstütztes einstufiges Slurry-Infiltrationsverfahren zur Herstellung von ox-CMCs. Keramische Fasern werden mit einer Aluminiumoxid-Zirkoniumoxid-Slurry unter Vakuum infiltriert.
Die zuvor beschriebenen gängigen Herstellungsverfahren und die dazu erforderlichen Vorrichtungen haben spezifische Vor- und Nachteile. Als grundsätzlicher Nachteil von Lay-up, Prepreg und Wickelverfahren kann die mehr oder weniger große Notwendigkeit manueller Prozessschritte zur Herstellung des geformten und getrockneten Grünkörpers festgestellt werden. Dies bedingt auch eine eingeschränkte Automatisierbarkeit und Reproduzierbarkeit bzw. Qualität. Diese Nachteile sind am ausgeprägtesten bei Handinfiltrations- und Lay-up Verfahren, die fast ausschließlich über manuelle Prozesse verwirklicht werden. Während die Infiltration von Faserhalbzeugen wie beispielsweise Geweben über entsprechende Methoden und Werkzeuge zumindest teilautomatisierbar und in Grenzen hochskalierbar ist, erfolgt die Herstellung geformter Formteile auch bei Prepreg-Verfahren meist nur über manuelle Lay-up Techniken. Das Wickelverfahren zeigt einen vergleichsweise hohen Automatisierungsgrad, allerdings nur für die Herstellung einfacher, rotationssymmetrischer Komponenten. Die Herstellung von einfachen Plattengeometrien oder anderen komplexer geformten Bauteilen erfordert auch beim Wickelverfahren das spätere Aufschneiden und manuelle Umformen des Wickelkörpers.
Weitere Nachteile sind die Herstellungszeit und der erforderliche Arbeitsaufwand. Insbesondere manuelle Lay-up Verfahren sind, abhängig von der Komplexität des Bauteils, sehr zeit- und arbeitsintensiv. Aber auch der Wickelprozess selbst ist relativ zeitintensiv, da die Struktur durch die Ablage einzelner Faserbündel auf dem Wickelkern erst Umdrehung für Umdrehung aufgebaut werden muss. Durch den hohen Zeit- und Arbeitsaufwand sind auch die herstellbaren Stückzahlen limitiert.
Die Verfahren sind außerdem meist auf bestimmte Faserarchitekturen bzw. Faserpreformen beschränkt. So können über das Wickelverfahren nur einzelne endlos-Faserbündel verarbeitet werden. In Lay-up und Prepreg-Verfahren werden nahezu ausschließlich 2D Fasergewebe verarbeitet. Eine Anwendung des jeweiligen Herstellverfahrens auch für andere Faserarchitekturen, beispielsweise Fasergeflechte oder 3D-Faserpreformen, ist nur bedingt bis gar nicht umsetzbar.
Hinsichtlich existierender Infiltrationsverfahren über die Vakuumsacktechnik sind als Hauptnachteile der aufwendige Aufbau und die Ressourceneffizienz in Bezug auf Verbrauchsmaterialien (beispielsweise Vakuumfolie, Dichtband) zu sehen. Insbesondere für die Herstellung größerer Stückzahlen des gleichen Bauteils ist dieses Verfahren daher ebenfalls ineffizient. Weiterhin lassen sich die beiden Parameter Infiltrationsdruck (Vakuum-Unterdruck) und die daraus resultierende Komprimierung der Faserlagen durch den Vakuumsack nicht voneinander trennen. Dies kann zu Problemen führen, da auf der einen Seite ein niedriger Druck zwar eine bessere Infiltration mit einem Minimum an Lufteinschlüssen ermöglicht, aber gleichzeitig die vollständige Infiltration der Faserbündel durch die starke Komprimierung leidet.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer geeigneten Vorrichtung zur Herstellung von oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffen und eines effizienten Verfahrens.
Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Vorrichtung 1 für ein neues kontinuierliches und automatisierbares Vakuum/Druck Infiltrations- und Trocknungsverfahren für die Herstellung von ox-CMC in geschlossenen Formen.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird die vorgenannte Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung 1 zur Herstellung von Bauteilen aus oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffen durch Infiltration von Fasern 5 mit einem Wasser und/oder Lösungsmittel enthaltenden Schlicker 8 in einem Formhohlraum 4, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Werkzeug mit einer Oberform 2 und einer Unterform 3 im Wesentlichen geschlossen ist, jedoch im Bereich der Ober- und/oder Unterform 2,3 eine Einrichtung 6 zur Evakuierung des Formhohlraums 4 und zur Abführung des im Schlicker enthaltenen Wassers und/oder des Lösungsmittels und Mittel 9 zum Einbringen des Schlickers 8 umfasst.
Es wurde eine technologische Lösung gefunden, die sowohl die Infiltration als auch die Trocknung der infiltrierten ox-CMCs in einer im Wesentlichen geschlossenen Form ermöglicht. Die Infiltration und Trocknung laufen dabei in einem kontinuierlichen, automatisierten Prozess ohne manuelle Zwischenschritte ab. Am Ende des Prozesses kann ein fertig geformter und getrockneter Grünkörper ausgeformt werden.
In der 1 (ohne Fließhilfe) wird eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wiedergegeben:

Das Werkzeug 1 umfasst eine Oberform 2 und eine Unterform 3 mit einem Formhohlraum 4. Die bewegliche Oberform 2 schließt den Formhohlraum 4 gegenüber der Atmosphäre ab. In dem Formhohlraum 4 befinden sich Fasern 5, beispielsweise in Form eines gewobenen oder geflochtenen Faserhalbzeugs. Die Fasern 5 liegen hier auf einer Unterlage 7, einer Gas- und/oder Wasserdampfdurchlässigen Schicht, beispielsweise einer semipermeablen Membran oder Gips. Oberhalb der Fasern 5 ist das Werkzeug durch die Oberform 2 abgeschlossen, so dass der Formhohlraum nahezu vollständig mit den Fasern 5 gefüllt ist. Der Schlicker 8 kann durch eine Öffnung 9 in der Oberform 2 eingebracht werden. Die Unterform 3 weist eine Einrichtung 6 zum Beispiel in Form einer Lochplatte oder eines Siebs mit entsprechendem Unterbau und Anschluss an eine Vakuumeinrichtung 10 auf. Durch Anlegen eines Vakuums kann der Formhohlraum 4 evakuiert und das im Schlicker 8 enthaltene Wassers und/oder Lösungsmittel aus dem Formhohlraum 4 abgeführt werden.

Die 2 (allgemein) zeigt einen leicht veränderten Aufbau der 1 mit einer eingegossenen Gipsform 7 anstelle einer Membran. Vorteile einer Gipsform gegenüber einer Membran können unter anderem die Wiederverwendbarkeit, Einsparung von Verbrauchsmaterial und eine bessere Oberflächenqualität sein.
3 zeigt eine ähnliche Vorrichtung wie in den 1 und 2, die jedoch eine Fließhilfe 11 zwischen den Fasern 5 und der Oberform 2 zur gleichmäßigeren Verteilung des einströmenden Schlickers 8 aufweist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Vlies zwischen Membran 7 und Lochplatte 6 zur gleichmäßigeren Verteilung des Unterdrucks verwendet.
Auch kann die erfindungsgemäße Vorrichtung weiterhin eine Heizeinrichtung, insbesondere zur Beschleunigung der Trocknung der infiltrierten Fasern 5 umfassen.
Besonders bevorzugt umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung Mittel zur Druckbeaufschlagung des Formhohlraums 4 und/oder Mittel (nicht in den Fig. dargestellt) zur Druckbeaufschlagung des Schlickers 8.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht in einem Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffen durch Infiltration von Fasern 5 mit einem Wasser und/oder Lösungsmittel enthaltenden Schlicker 8, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man

(a) die Fasern 5 in den Formhohlraum 4 eines Werkzeugs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 stromaufwärts der Einrichtung 6 zur Abführung des Wassers und/oder des Lösungsmittels einbringt,
(b) das Werkzeug schließt,
(c) Wasser und/oder Lösungsmittel enthaltenden Schlicker 8 in den Formhohlraum 4 einbringt und die Fasern 5 infiltriert,
(d) Wasser und/oder Lösungsmittel aus dem Formhohlraum 4 entfernt und
(e) den Grünkörper nach dem Trocknen entformt.

Die Infiltration kann über Vakuum, Druck oder eine Kombination aus beiden erfolgen. Durch einen zusätzlich auf den Schlicker 8 aufgebrachten äußeren Druck bei angelegtem Vakuum im Bereich des Formhohlraums 4 kann ein besseres Infiltrationsergebnis gegenüber einem reinen Vakuumverfahren erreicht und etwaige Lufteinschlüsse minimiert werden. Das Aufbringen von Druck auf den Schlicker 8 ist mit klassischen Vakuumsacktechniken nicht ohne weiteres möglich.
Die Herstellungszeit und der Arbeitsaufwand kann gegenüber dem Stand der Technik deutlich verringert werden. Die vorbereitete Infiltrationsform muss lediglich mit Fasern und etwaigen Hilfsmitteln wie beispielsweise Abreißgewebe oder Fließhilfe bestückt werden. Der Infiltrationsprozess selbst dauert in der Regel nur wenige Minuten, die anschließende Trocknungszeit einige Stunden, abhängig von den eingestellten Prozessparametern und der Materialdicke.
Die Verwendung einer festen Form und die automatisierbare Herstellung versprechen eine gleichbleibende Qualität und eine hohe Reproduzierbarkeit. Dies ist besonders für die Produktion größerer Stückzahlen des gleichen Produkts von großem Interesse.
Die Materialdicke bzw. die Komprimierung der Faserlagen (Faservolumengehalt) kann über den Spalt zwischen Oberform 2 und Unterform 3 nach Wunsch eingestellt werden. Im Vergleich zu Infiltrationsverfahren über die Vakuumsacktechnik können Infiltrationsdruck und Faserkomprimierung so unabhängig voneinander eingestellt werden, um ein optimales Ergebnis zu erzielen.
Durch die Verwendung einer festen, wiederverwendbaren Form ist der Prozessaufbau zur Herstellung nicht nur schneller, einfacher und weniger fehleranfällig, sondern auch ressourceneffizienter, da Verbrauchsmaterialien wie Vakuumfolie und Dichtband entfallen.
Das Verfahren ist flexibel und vielseitig für verschiedenste Faserarchitekturen und Faserpreformen wie beispielsweise 2D- oder 3D-Gewebe, Geflechte oder auch Kurzfaserfilze anwendbar.
Das Verfahren kann gleichermaßen auf die Herstellung komplexerer Bauteile angewendet werden. Limitierender Faktor ist lediglich die Komplexität des Formenbaus. Weitere Anwendungen finden sich in der industriellen Herstellung von ox-CMC, insbesondere von größeren Serien des gleichen Bauteils zum Beispiel in der Luft- und Raumfahrt, der Energietechnik und industriellen Hochtemperaturanwendung, beispielsweise im Industrieofenbau.
Der erfindungsgemäße Infiltrationsprozess baut im Allgemeinen auf einem ähnlichen Konzept auf wie die Vakuumsackmethode (kombiniert mit einigen anderen Technologien), löst aber einige ihrer Nachteile. Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind unter anderem:

■ Kontinuierlicher, hoch automatisierbarer Infiltrations- und Trocknungsprozess
■ Kein umständliches und zeitaufwendiges Einrichten des Vakuumsacks
■ Das Einrichten und Betreiben des Prozesses erfordert nicht (so viel) technologisches Expertenwissen
■ Keine oder deutlich weniger Verbrauchsmaterialien
■ Aus den ersten vier Aufzählungspunkten: Erhöhte Ressourcen- und Zeiteffizienz sowie höhere Reproduzierbarkeit
■ Wiederverwendbarkeit von Formen
■ Anwendbar für die endkonturnahe Serienproduktion desselben Bauteils
■ Hohe Variabilität in Bezug auf die Verwendung verschiedener Faservorformen (z.B. Fasergewebe, Geflechte, Kurzfaserfilze) im gleichen Prozess
■ Möglichkeit, die Probendicke / den Faservolumengehalt (d.h. die Kompression des Faser-Vorformlings) und den Infiltrationsdruck unabhängig voneinander einzustellen
■ Einlegen von Faserpreformen in die Form grundsätzlich auch automatisierbar mittels Roboter

Ausführungsbeispiel
Das Verfahren wurde am Beispiel der Herstellung einer oxidkeramischen, faserverstärkten Platte demonstriert.
Als Faserpreform wurden 8 Lagen Nextel® 610 Gewebe, Typ DF-19 (3M) verwendet. Die Gewebe wurden vor der weiteren Verarbeitung in einem Ofen an Luft bei 800°C und 1 h Haltezeit ausgeheizt, um die anhaftende Schlichte auszubrennen. Der verwendete wasser-basierte Al₂O₃-Schlicker mit einem Feststoffgehalt von 70 Gew.% wurde auf Basis des zuvor bei 1.300 °C calcinierten Ausgangspulvers Pural SB^® (Sasol) mit 1 Gew.% Verflüssiger Dolapix^® CE64 (Zschimmer & Schwarz) und 5 Gew-% Glycerin (jeweils bezogen auf den Feststoffgehalt) in einer Ringspaltkugelmühle hergestellt.
Eine zwischen Rahmen und Lochplatte eingeklemmte semipermeable Membran wurde als Luft- / Dampf-durchlässige jedoch Schlicker-undurchlässige Sperrschicht verwendet. Die Faserpreform und eine Fließhilfe zur besseren Verteilung des Schlickers wurden in die Infiltrationsform eingelegt und der Formdeckel fest verschlossen. Die seitlichen Anschlüsse im Boden der Infiltrationsform wurden mit einer Vakuumpumpe verbunden. Der Anschluss im Formdeckel wurde über einen zunächst abgeklemmten Schlauch mit einem Schlicker-Vorratsbehälter verbunden.
Die Infiltrationsform wurde zunächst auf einen Druck von 50 mbar evakuiert. Die Infiltration erfolgte mit dem Öffnen der Schlauchklemme. Durch den anliegenden Unterdruck wurde der Schlicker in die Form gesogen und infiltrierte auf diese Weise die Faserpreform. Nach Abschluss des Infiltrationsprozesses wurde der Druck auf 10 mbar reduziert, um ein Trocknen des Schlickers in der geschlossenen Form zu ermöglichen. Nach 20 h bei Raumtemperatur (20°C) wurde die Form belüftet und der getrocknete Grünkörper ausgeformt. Die abschließende Sinterung erfolgte im Sinterofen bei 1.300 °C und 1 h Haltezeit an Luft.
Der Faservolumengehalt der Platte betrug knapp 50%. Die 3-Punkt-Biegefestigkeit betrug 288 +/- 24 MPa und der E-Modul 121 +/- 6 GPa.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016007652 A1 [0011]
EP 1734024 B1 [0012]

Claims

Vorrichtung (1) zur Herstellung von Bauteilen aus oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffen durch Infiltration von Fasern (5) mit einem Wasser und/oder Lösungsmittel enthaltenden Schlicker (8) in einem Formhohlraum (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug mit einer Oberform (2) und einer Unterform (3) im Wesentlichen geschlossen ist, jedoch im Bereich der Ober- und/oder Unterform (2,3) eine Einrichtung (9) zum Einbringen des Schlickers (8) und eine Einrichtung (6,7) zur Rückhaltung des partikulären Schlickeranteils und zur Abführung des enthaltenen Wassers und/oder des Lösungsmittels umfasst.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (6) zur Abführung des Wassers und/oder des Lösungsmittels gas- und/oder flüssigkeitsdurchlässige Mittel (7) umfasst, die jedoch undurchlässig für die Fasern (5) und den Feststoff des Schlickers (8) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (6) zur Abführung des Wassers und/oder des Lösungsmittels und das gas- und/oder flüssigkeitsdurchlässige Mittel (7) eine Art Lochplatte (6) und/oder eine semipermeable Membran und/oder Gips und/oder ein anderes (mikro-) poröses, gas- und/oder flüssigkeitsdurchlässiges Material umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine Heizeinrichtung, insbesondere zur Trocknung der infiltrierten Fasern (5) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zur Druckbeaufschlagung des Formhohlraums (4) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zur Druckbeaufschlagung des Schlickers (8) umfasst.
Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffen durch Infiltration von Fasern (5) mit einem Wasser und/oder Lösungsmittel enthaltenden Schlicker (8), dadurch gekennzeichnet, dass man (a) die Fasern (5) in den Formhohlraum (4) eines Werkzeugs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 stromaufwärts der Einrichtung (6) zur Abführung des Wassers und/oder des Lösungsmittels einbringt, (b) das Werkzeug schließt, (c) Wasser und/oder Lösungsmittel enthaltenden Schlicker (8) in den Formhohlraum (4) einbringt und die Fasern (5) infiltriert, (d) Wasser und/oder Lösungsmittel aus dem Formhohlraum (4) entfernt und (e) den Grünkörper nach dem Trocknen entformt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass man als Fasern (5) ein Lang- und oder Kurzfaser-Halbzeug oder eine Faser-Preform einsetzt.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass man vor dem Einbringen des Schlickers (8) in den Formhohlraum (4) eine Fließhilfe (11) auf die freiliegende Oberfläche der Fasern (5) aufbringt.