EP0203333A2 - Method of producing moulds, patterns and tools on base of hard gypsum and/or cement - Google Patents

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EP0203333A2
EP0203333A2 EP86105033A EP86105033A EP0203333A2 EP 0203333 A2 EP0203333 A2 EP 0203333A2 EP 86105033 A EP86105033 A EP 86105033A EP 86105033 A EP86105033 A EP 86105033A EP 0203333 A2 EP0203333 A2 EP 0203333A2
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EP
European Patent Office
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wet
weight
cement
base layer
binder
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EP0203333B1 (en
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Fritz Fässle
Neville Henry Clubbs
Siegmund Stadler
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BK Giulini GmbH
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Giulini Chemie GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/52—Producing shaped prefabricated articles from the material specially adapted for producing articles from mixtures containing fibres, e.g. asbestos cement

Definitions

  • the present invention relates to a process for the production of molds, models and tools from glass fiber reinforced hard plaster and / or glass fiber reinforced cement, in particular molds, models and tools for the automotive, aircraft and shipbuilding industries and the sanitary sector.
  • fiberglass-reinforced materials are composite materials, which are the materials that are created by incorporating a basic material in the form of particles, whiskers, fibers, lamellas or braids into a second material - the matrix.
  • cement is used, for example, in the construction sector.
  • Their use in laminates in the production of molds, models and tools is not known.
  • plastic molds made of glass fiber reinforced epoxy resins or unsaturated polyester resins can also be used, light molds being provided with stiffening ribs.
  • the molds are backfilled with more stable materials e.g. with mixtures of epoxy resin and quartz sand.
  • Plastic molds are inexpensive compared to steel molds and are a useful addition to the economical production of prototypes.
  • Gypsum molds have probably not been used in this area until now because their strength is too low due to their high porosity and the expansion is too high. As a result, their dimensional accuracy and their ability to be demolded are inadequate.
  • European patent application 0 124 801 and German patent 77 796 describe the production of molds based on beta calcium sulfate hemihydrate and / or cement. It is characteristic of this and other known methods, however, that only porous forms arise that absorb moisture and are gas permeable. The mechanical properties of such molds do not meet the requirements imposed in vehicle and aircraft construction, even if particles are embedded in the castable molding compounds; For example, whiskers, glass fibers, etc., so that porous composite materials based on gypsum or cement are formed.
  • cement-based moldings are produced by first cooling a liquid resin layer consisting of epoxy resin and hardener in a mold to at least 30 ° C., and then pouring a cement-containing layer onto the viscous resin layer becomes. It is essential in this process that both layers solidify at the same time and thereby firmly bond to one another. Moldings produced in this way have a surface layer made of synthetic resin on the cement-containing base layer. However, this method is also unsuitable for the production of molds for large components or models.
  • the stated object is achieved in that at least one base layer of a binder is applied to the model to be molded, provided with a release agent, onto which a glass-fiber-reinforced molding composition consisting of 95 to 0% by weight alpha is wet-on-wet Calcium sulfate hemihydrate, 0 to 95% by weight of cement, 0.5 to 8% by weight of glass fibers and 0.5 to 4% by weight of adjusting agent and water, is applied, and the laminate formed is removed from the mold after setting.
  • the weight percentages above relate to the dry molding composition.
  • the water content of the molding compound is expediently chosen so that a kneadable compound suitable for backfilling molds made of plaster or plastics is produced.
  • the water content will be between 20 and 28% by weight, in particular 22 and 26% by weight, based on the dry mixture, but the subject matter of the invention is not restricted to the stated amounts of water.
  • the water / gypsum factor or water; cement factor is close to the stoichiometrically necessary water requirement, so that dense forms are created, the mechanical properties of which are further improved by the glass fiber content.
  • At least one base layer of a binder is applied to the model coated with release agent, but preferably two are applied.
  • the base layers are best applied with a brush to the separating layer, for example a layer of hard wax, whereby the first layer can be about 0.1 to 5 mm thick and the second layer, which is used for reinforcement, 1 to 6 mm.
  • the base layers are applied "wet on wet", i.e. the setting process of the layer already applied has not yet ended when the next layer is brushed on. This is the only way to ensure good adhesion between the layers of the laminate. If the setting process has already been completed, an adhesive agent must be used.
  • the binder of the base layers can be an epoxy surface resin.
  • the dry alpha-calcium sulfate hemihydrate and / or cement-containing molding compound which has not yet been mixed with glass fibers can also be used as a binder, which is then mixed with a little more water than the molding compound and thus becomes spreadable.
  • the amount of water added can e.g. between 26 and 31% by weight, based on the dry weight of the binder.
  • the second base layer essentially serves to reinforce the first base layer, which is suitable for molding difficult contours and makes it possible to produce shapes with smooth surfaces.
  • the glass fiber content of the molding composition is preferably between 2 and 4% by weight. Due to the glass fiber reinforced molding compound, the molded parts are backed in such a way that they can withstand even the heaviest loads, in particular higher pressures.
  • the glass fiber length should be 4 to 12 mm, in particular 5 to 8 mm, the diameter about 10 to 15 ⁇ m.
  • the molding compound containing glass fiber can also be applied "wet on wet" to the last base layer. Using an adhesion promoter, the molding compound can also be applied to the set base layer, but also in the wet-on-wet process.
  • the average grain size of the calcium sulfate hemihydrate crystals and the cement particles is preferably between 15 and 30 ⁇ m.
  • Adjustment means are understood here as mixtures which contain accelerators, retarders and plasticizers, possibly also pH regulators and expansion regulators.
  • Epo S 1, SW 404, SV 410 and SV 414 are suitable.
  • the last base layer consists of an epoxy surface resin that has already set, then after this layer has been roughened, an adhesion promoter must be applied, to which the molding composition according to the invention is then applied using the wet-on-wet method.
  • Surface resin can be applied, which can be identical to that of the base layer.
  • Example 1 As in Example 1, 5 kg were removed from this mixture and the remaining 10 kg were mixed with 0.3 kg of glass fiber chips and likewise mixed homogeneously. The further processing was carried out in the same way as in Example 1. Here, too, the entire process was completed after about 25 minutes. The demoulding could be carried out after 120 minutes. The following final strengths were measured:
  • Example 1 As in Example 1, 5 kg were first removed from this mixture and the remaining 105 kg were mixed with 0.3 kg glass fiber chips of 6 mm length and a maximum of 0.5 mm width for 10 minutes. The further processing of this material was carried out as in Example 1. The entire process was finished after 25 minutes. The demoulding could be carried out after 12 hours. The following final strengths were measured:

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Abstract

Verfahren zur Herstellung von Formen, Modellen und Werkzeugen auf Hartgips- und/oder Zementbasis, bei dem auf das abzuformende, mit einem Trennmittel versehene Modell mindestens eine Grundschicht aus einem Bindemittel aufgetragen wird, auf die im Naß-in-Naß-Verfahren eine glasfaserverstärkte Formmasse, bestehend aus 95 bis 0 Gew.% alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat, 0 bis 95 Gew.% Zement, 0,5 bis 8 Gew.% Glasfasern und 0,5 bis 4 Gew.% Stellmittel, bezogen auf das Trockengewicht, sowie Wasser aufgedrückt wird, und bei dem das gebildete Laminat nach Abbindung entformt wird.Process for the production of molds, models and tools based on hard gypsum and / or cement, in which at least one base layer of a binder is applied to the model to be molded and provided with a release agent, onto which a glass-fiber-reinforced molding compound is wet-on-wet , consisting of 95 to 0% by weight of alpha calcium sulfate hemihydrate, 0 to 95% by weight of cement, 0.5 to 8% by weight of glass fibers and 0.5 to 4% by weight of adjusting agent, based on the dry weight, and water is pressed, and in which the laminate formed is removed from the mold after setting.

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Formen, Modellen und Werkzeugen aus glasfaserverstärktem Hartgips und/ oder glasfaserverstärktem Zement, insbesondere Formen, Modelle und Werkzeuge für die Auto-, Flugzeug-und Schiffsbauindustrie sowie den Sanitärbereich.The present invention relates to a process for the production of molds, models and tools from glass fiber reinforced hard plaster and / or glass fiber reinforced cement, in particular molds, models and tools for the automotive, aircraft and shipbuilding industries and the sanitary sector.

Glasfaserverstärkter Gips und glasfaserverstärkter Zement sind bekannt. Gemäß dem Sprachgebrauch der Praxis sind glasfaserverstärkte Stoffe Verbundwerkstoffe, als welche solche Werkstoffe bezeichnet werden, die durch Einlagerung eines in Form von Partikeln, Whiskern, Fasern, Lamellen oder Geflechten vorliegenden Grundwerkstoffes in einen zweiten Stoff - die Matrix - entstehen. In diesem Sinne wird Zement beispielsweise im Bausektor verwendet. Nicht bekannt ist ihre Verwendung in Laminaten bei der Herstellung von Formen, Modellen und Werkzeugen.Glass fiber reinforced gypsum and glass fiber reinforced cement are known. According to the common usage in practice, fiberglass-reinforced materials are composite materials, which are the materials that are created by incorporating a basic material in the form of particles, whiskers, fibers, lamellas or braids into a second material - the matrix. In this sense, cement is used, for example, in the construction sector. Their use in laminates in the production of molds, models and tools is not known.

Ein wesentlicher und auch wirtschaftlich bedeutender Sektor beim Bau von Fahrzeugen, Schiffen und besonders Flugzeugen ist bekanntlich der Formenbau. Für die Herstellung von immer mehr und größeren Fahrzeugteilen werden heute Formen und Werkzeuge mit speziellen Eigenschaften benötigt. Neben Metallen, z.B. elektroplattiertem Nickel, werden hierzu Gewebe aus glas- oder kohlefaserverstärkten Epoxidharzen im besonderen Maße eingesetzt. Ur- und Kopiermodelle werden häufig aus mit Geweben verstärkten Epoxidharzen oder mit Geweben verstärkten ungesättigten Polyesterharzen hergestellt. Sie besitzen - wie die Formen - eine hohe Oberflächengüte und lassen sich wesentlich kostengünstiger herstellen als Metallmodelle.As is well known, an important and also economically important sector in the construction of vehicles, ships and especially aircraft is mold making. Molds and tools with special properties are required for the production of more and larger vehicle parts. In addition to metals, such as electroplated nickel, fabrics made of glass or carbon fiber reinforced epoxy resins are used to a particular extent. Master and copy models are often made from fabric-reinforced epoxy resins or fabric-reinforced unsaturated polyester resins. Like the molds, they have a high surface quality and are much cheaper to produce than metal models.

Es ist weiterhin bekannt, daß zur Herstellung kleiner Serien im Naßpreß-, Spritzguß- und Vakuumziehverfahren ebenfalls Kunststofformen aus mit Glasfasergeweben verstärkten Epoxidharzen oder ungesättigten Polyesterharzen angewandt werden können, wobei leichte Formen mit Versteifungsrippen versehen werden. Bei Anwendung hoher Drücke werden die Formen mit stabileren Werkstoffen hinterfüttert z.B. mit Mischungen aus Epoxidharz und Quarzsand. Formen aus Kunststoff sind im Vergleich zu Stahlformen preiswert und eine sinnvolle Ergänzung zur wirtschaftlichen Erstellung von Prototypen.It is also known that for the production of small series in the wet pressing, injection molding and vacuum drawing processes, plastic molds made of glass fiber reinforced epoxy resins or unsaturated polyester resins can also be used, light molds being provided with stiffening ribs. When using high pressures, the molds are backfilled with more stable materials e.g. with mixtures of epoxy resin and quartz sand. Plastic molds are inexpensive compared to steel molds and are a useful addition to the economical production of prototypes.

Gipsformen sind auf diesem Gebiet wohl deshalb bis jetzt nicht eingesetzt worden, weil ihre Festigkeit infolge ihrer hohen Porosität zu niedrig und die Expansion zu hoch ist. Das hat zur Folge, daß ihre Maßgenauigkeit und ihre Entformbarkeit unzureichend sind.Gypsum molds have probably not been used in this area until now because their strength is too low due to their high porosity and the expansion is too high. As a result, their dimensional accuracy and their ability to be demolded are inadequate.

In der europäischen Patentanmeldung 0 124 801 und der deutschen Patentschrift 77 796 wird die Herstellung von Formen auf Basis von beta-Calciumsulfat-Halbhydrat und/oder Zement beschrieben. Kennzeichnend für diese und andere bekannte Verfahren ist jedoch, daß ausschließlich poröse Formen entstehen, die Feuchtigkeit absorbieren und gasdurchlässig sind. Die mechanischen Eigenschaften derartiger Formen genügen nicht den im Fahrzeug-und Flugzeugbau gestellten Anforderungen, und zwar auch dann nicht, wenn in die gußfähigen Formmassen Partikel eingelagert sind; z.B. Whisker, Glasfasern u.a., so daß poröse Verbundwerkstoffe auf Gipsbasis bzw. Zementbasis entstehen.European patent application 0 124 801 and German patent 77 796 describe the production of molds based on beta calcium sulfate hemihydrate and / or cement. It is characteristic of this and other known methods, however, that only porous forms arise that absorb moisture and are gas permeable. The mechanical properties of such molds do not meet the requirements imposed in vehicle and aircraft construction, even if particles are embedded in the castable molding compounds; For example, whiskers, glass fibers, etc., so that porous composite materials based on gypsum or cement are formed.

Gipsgebundene bzw. zementgebundene Formmassen konnten deshalb bis heute nicht in der gleichen Weise wie die kunstharzgebundenen Formmassen im Werkzeug-, Formen- und Modellbau eingesetzt werden.So far, gypsum-bonded or cement-bound molding compounds could not be used in the same way as the resin-bonded molding compounds in tool, mold and model making.

Nach der GB - PS 1 119 585 werden Formkörper auf Zementbasis in der Weise hergestellt, daß zunächst eine flüssige Harzschicht, bestehend aus Epoxidharz und Härter, in einer Form auf mindestens 30°C abgekühlt wird, und anschließend auf die viskose Harzschicht eine zementhaltige Schicht gegossen wird. Wesentlich bei diesem Verfahren ist, daß beide Schichten zur gleichen Zeit erstarren und sich dabei miteinander fest verbinden. So hergestellte Formkörper tragen auf der zementhaltigen Grundschicht eine Oberflächenschicht aus Kunstharz. Zur Herstellung von Formen für große Bauteile oder Modelle ist jedoch auch dieses Verfahren nicht geeignet.According to GB - PS 1 119 585, cement-based moldings are produced by first cooling a liquid resin layer consisting of epoxy resin and hardener in a mold to at least 30 ° C., and then pouring a cement-containing layer onto the viscous resin layer becomes. It is essential in this process that both layers solidify at the same time and thereby firmly bond to one another. Moldings produced in this way have a surface layer made of synthetic resin on the cement-containing base layer. However, this method is also unsuitable for the production of molds for large components or models.

Es stellte sich somit die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von Modellen, Formen und Werkzeugen zu finden, das gegenüber den zum Stand der Technik gehörenden Verfahren vor allem den Vorteil der kürzeren Herstellungsdauer und geringeren Kosten aufweist.It was therefore the task to find a process for the production of models, molds and tools that was compared to that of the prior art belonging processes above all has the advantage of shorter production time and lower costs.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf das abzuformende, mit einem Trennmittel versehene Modell mindestens eine Grundschicht aus einem Bindemittel aufgetragen wird, auf die im Naß-in-Naß-Verfahren eine glasfaserverstärkte Formmasse, bestehend aus 95 bis 0 Gew.% alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat, 0 bis 95 Gew.% Zement, 0,5 bis 8 Gew.% Glasfasern und 0,5 bis 4 Gew.% Stellmittel sowie Wasser, aufgebracht wird, und das gebildete Laminat nach Abbindung entformt wird. Die vorstehenden Gewichtsprozente beziehen sich auf die trockene Formmasse.The stated object is achieved in that at least one base layer of a binder is applied to the model to be molded, provided with a release agent, onto which a glass-fiber-reinforced molding composition consisting of 95 to 0% by weight alpha is wet-on-wet Calcium sulfate hemihydrate, 0 to 95% by weight of cement, 0.5 to 8% by weight of glass fibers and 0.5 to 4% by weight of adjusting agent and water, is applied, and the laminate formed is removed from the mold after setting. The weight percentages above relate to the dry molding composition.

Der Wassergehalt der Formmasse wird zweckmäßigerweise so gewählt, daß eine knetbare, zur Hinterfütterung von Formen aus Gips oder Kunststoffen geeignete Masse entsteht. In den vorstehenden Mischungen wird der Wassergehalt zwischen 20 und 28 Gew.%, insbesondere 22 und 26 Gew.%, bezogen auf die trockene Mischung, liegen, jedoch ist der Erfindungsgegenstand nicht auf die angegebenen Wassermengen beschränkt. In der Regel liegt der Wasser/Gipsfaktor bzw. Wasser;Zementfaktor nahe dem stöchiometrisch notwendigen Wasserbedarf, so daß dichte Formen entstehen, deren mechanische Eigenschaften durch den Glasfasergehalt noch zusätzlich verbessert werden.The water content of the molding compound is expediently chosen so that a kneadable compound suitable for backfilling molds made of plaster or plastics is produced. In the above mixtures, the water content will be between 20 and 28% by weight, in particular 22 and 26% by weight, based on the dry mixture, but the subject matter of the invention is not restricted to the stated amounts of water. As a rule, the water / gypsum factor or water; cement factor is close to the stoichiometrically necessary water requirement, so that dense forms are created, the mechanical properties of which are further improved by the glass fiber content.

Zur Vermeidung von Lufteinschlüssen und Luftblasen wird auf das mit Trennmittel beschichtete Modell mindestens eine Grundschicht aus einem Bindemittel aufgetragen, vorzugsweise werden jedoch zwei aufgetragen. Die Grundschichten werden am besten mit einem Pinsel auf die Trennschicht, beispielsweise Schicht aus Hartwachs, aufgebracht, wobei die erste Schicht etwa 0,1 bis 5 mm dick sein kann und die zweite, die zur Verstärkung dient, 1 bis 6 mm. Wesentlich hierbei ist, daß die Grundschichten "naß in naß" aufgetragen werden, d.h. der Abbindevorgang der bereits aufgetragenen Schicht bei der Aufpinselung der nächsten Schicht noch nicht beendet ist. Nur so wird eine gute Haftfestigkeit zwischen den Schichten des Laminats gewährleistet. Ist der Abbindevorgang bereits beendet, muß mit einem Haftvermittler gearbeitet werden.To avoid air inclusions and air bubbles, at least one base layer of a binder is applied to the model coated with release agent, but preferably two are applied. The base layers are best applied with a brush to the separating layer, for example a layer of hard wax, whereby the first layer can be about 0.1 to 5 mm thick and the second layer, which is used for reinforcement, 1 to 6 mm. It is essential here that the base layers are applied "wet on wet", i.e. the setting process of the layer already applied has not yet ended when the next layer is brushed on. This is the only way to ensure good adhesion between the layers of the laminate. If the setting process has already been completed, an adhesive agent must be used.

Das Bindemittel der Grundschichten kann ein Epoxid-Oberflächenharz sein. Es kann als Bindemittel jedoch auch die noch nicht mit Glasfasern versetzte trockene alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat und/oder Zement enthaltende Formmasse eingesetzt werden, die dann mit etwas mehr Wasser versetzt wird als die Formmasse und damit streichbar wird. Die zugesetzte Wassermenge kann z.B. zwischen 26 und 31 Gew.%, bezogen auf das Trockengewicht des Bindemittels, liegen. Die zweite Grundschicht dient im wesentlichen zur Verstärkung der ersten Grundschicht, welche zur Abformung schwieriger Konturen geeignet ist und die Herstellung von Formen mit glatten Oberflächen möglich macht.The binder of the base layers can be an epoxy surface resin. However, the dry alpha-calcium sulfate hemihydrate and / or cement-containing molding compound which has not yet been mixed with glass fibers can also be used as a binder, which is then mixed with a little more water than the molding compound and thus becomes spreadable. The amount of water added can e.g. between 26 and 31% by weight, based on the dry weight of the binder. The second base layer essentially serves to reinforce the first base layer, which is suitable for molding difficult contours and makes it possible to produce shapes with smooth surfaces.

Der Glasfasergehalt der Formmasse liegt vorzugsweise zwischen 2 und 4 Gew.%. Durch die glasfaserverstärkte Formmasse werden die Formteile derart hinterfüttert, daß sie auch stärksten Belastungen, insbesondere höheren Drücken, standhalten. Die Glasfaserlänge sollte 4 bis 12 mm, insbesondere 5 bis 8 mm, betragen, der Durchmesser etwa 10 bis 15 µm. Auch die glasfaserhaltige Formmasse kann "naß in naß" auf die letzte Grundschicht aufgetragen werden. Unter Verwendung eines Haftvermittlers kann die Formmasse auch auf die abgebundene Grundschicht aufgetragen werden, allerdings ebenfalls im Naß-in-Naß-Verfahren.The glass fiber content of the molding composition is preferably between 2 and 4% by weight. Due to the glass fiber reinforced molding compound, the molded parts are backed in such a way that they can withstand even the heaviest loads, in particular higher pressures. The glass fiber length should be 4 to 12 mm, in particular 5 to 8 mm, the diameter about 10 to 15 µm. The molding compound containing glass fiber can also be applied "wet on wet" to the last base layer. Using an adhesion promoter, the molding compound can also be applied to the set base layer, but also in the wet-on-wet process.

Die mittlere Korngröße der Calciumsulfat-Halbhydratkristalle und der Zementpartikel liegt vorzugsweise zwischen 15 und 30 µm.The average grain size of the calcium sulfate hemihydrate crystals and the cement particles is preferably between 15 and 30 μm.

Unter Stellmittel werden hier Gemische verstanden, die Beschleuniger, Verzögerer und Plastifizierer, gegebenenfalls auch pH-Regler und Expansionsregler enthalten.Adjustment means are understood here as mixtures which contain accelerators, retarders and plasticizers, possibly also pH regulators and expansion regulators.

Als Epoxid-Oberflächenharze wurden die auf dem Markt erhältlichen eingesetzt, z.B. solche der Firma Lechler, Stuttgart, oder der Fa. Ciba-Geigy. Geeignet sind beispielsweise Epo S 1, SW 404, SV 410 und SV 414.The epoxy surface resins used are those available on the market, e.g. those from Lechler, Stuttgart, or from Ciba-Geigy. For example, Epo S 1, SW 404, SV 410 and SV 414 are suitable.

Geeignete Haftvermittler können Gipskleber, bestehend aus etwa 95 Gew.% alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat, 0,5 - 2 Gew.% Stellmittel und 1 bis 4,5 Gew.% Polyvinylacetat (EPV) sein. Zu diesem Gemisch kommen noch 20 bis 28 Gew.% Wasser, bezogen auf die trockene Klebemischung.Suitable adhesion promoters can be gypsum adhesives consisting of approximately 95% by weight alpha calcium sulfate hemihydrate, 0.5-2% by weight adjusting agent and 1 to 4.5% by weight polyvinyl acetate (EPV). To this mixture there are still 20 to 28% by weight of water, based on the dry adhesive mixture.

Besteht die letzte Grundschicht aus einem Epoxid-Oberflächenharz, das bereits abgebunden ist, so muß nach Aufrauhung dieser Schicht ein Haftvermittler aufgetragen werden, auf den dann im Naß-in-Naß-Verfahren die erfindungsgemäße Formmasse aufgebracht wird.Als Haftvermittler kann hier ein Epoxid-Oberflächenharz aufgetragen werden, das mit dem der Grundschicht identisch sein kann.If the last base layer consists of an epoxy surface resin that has already set, then after this layer has been roughened, an adhesion promoter must be applied, to which the molding composition according to the invention is then applied using the wet-on-wet method. Surface resin can be applied, which can be identical to that of the base layer.

Beispiel 1example 1

15 kg feinkristallines alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat mit einer mittleren KomgröBe von ca. 25µm wurden zur Einstellung der notwendigen Verarbeitungszeit von mindestens 30 Minuten mit15 kg of finely crystalline alpha calcium sulfate hemihydrate with an average grain size of approx. 25 µm were used to set the necessary processing time of at least 30 minutes

Figure imgb0001
5 kg dieser Mischung wurden dem Mischer entnommen. Der verbleibende Rest von etwa 11 kg wurde mit 0,3 kg Glasfaserschnitzeln von 6 mm Länge und maximal 13 mm Breite vermischt, wozu etwa 10 Minuten benötigt wurden. Das abzuformende Modell, das zur besseren Entformung mit einer Hartwachsemulsion behandelt worden ist, wurde anschliessend mit 2 Grundschichten versehen. Dazu wurden die 5 kg der abgestellten Hartgipsmischung mit 1,35 1 Wasser intensiv vermischt. Von der streichfähigen Masse wurde auf das Modell zunächst eine dünne Schicht aufgepinselt. Nachdem die Schicht oberflächlich matt zu werden begann, wurde mit der gleichen Masse eine zweite ca. 5 mm dicke Schicht aufgetragen. Unmittelbar danach erfolgte das Anmischen der Glasfaserschnitzel enthaltenden Gipsmischung mit 2,5 1 Wasser. Die entstandene Paste wurde naß in naB, d.h. vor dem Abbinden der bereits aufgetragenen Gmundschichten in einer Dicke von ca. 15 mm aufgebracht.
Figure imgb0001
 5 kg of this mixture were removed from the mixer. The remaining 11 kg was mixed with 0.3 kg glass fiber chips 6 mm long and 13 mm wide, which took about 10 minutes. The model to be molded, which was treated with a hard wax emulsion for better demoulding, was then provided with 2 base layers. For this purpose, the 5 kg of the hard gypsum plaster mixture was mixed intensively with 1.35 l of water. A thin layer of the spreadable mass was first brushed onto the model. After the layer began to become matt on the surface, a second, approximately 5 mm thick layer was applied with the same composition. Immediately afterwards, the gypsum mixture containing glass fiber chips was mixed with 2.5 l of water. The resulting paste was applied wet in wet, ie before the setting of the previously applied layers of the mouth, in a thickness of approx. 15 mm.

Der Arbeitsvorgang am Modell war nach ca. 25 Minuten beendet. Die Entformung konnte bereits nach 120 Minuten durchgeführt werden. Folgende Endfestigkeiten wurden gemessen:

Figure imgb0002
The work on the model was finished after about 25 minutes. The demolding could be carried out after only 120 minutes. The following final strengths were measured:
Figure imgb0002

Beispiel 2Example 2

10,5 kg feinkristallines alpha-Ralbhydrat mit einer mittleren Korngröße von ca. 25/um und 4,5 kg Zement (Dyckerhoff weiß) wurden zur Einstellung der notwendigen Verarbeitungsseit von mindestens 30 Minuten mit

  • 90 g Verzögerer (Calciumsalz einer N-Polyoxymethylen-Aminosäure)
  • 500 g Kaliumsulfat (Expansionssteuerung) sowie mit
  • 15 g Plastifizierer in Form von Methylcellulose

in einem Schneckenmischer 30 Minuten homogen gemischt.10.5 kg of finely crystalline alpha-Ralbhydrat having an average grain size of about 25 / um and 4.5 kg of cement (Dyckerhoff white) were to adjust the necessary Verarbeitungsseit of at least 30 minutes
  • 90 g retarder (calcium salt of an N-polyoxymethylene amino acid)
  • 500 g of potassium sulfate (expansion control) and with
  • 15 g of plasticizer in the form of methyl cellulose

mixed homogeneously in a screw mixer for 30 minutes.

Von dieser Mischung wurden wie im Beispiel 1 5 kg entnommen und die restlichen 10 kg mit 0,3 kg Glasfaserschnitzeln versetzt und ebenfalls homogen gemischt. Die Weiterverarbeitung erfolgte analog der Arbeitsweise wie im Beispiel 1. Auch hier war der gesamte Arbeitsvorgang nach etwa 25 Minuten beendet. Die Entformung konnte nach 120 Minuten durchgeführt werden. Folgende Endfestigkeiten wurden gemessen:As in Example 1, 5 kg were removed from this mixture and the remaining 10 kg were mixed with 0.3 kg of glass fiber chips and likewise mixed homogeneously. The further processing was carried out in the same way as in Example 1. Here, too, the entire process was completed after about 25 minutes. The demoulding could be carried out after 120 minutes. The following final strengths were measured:

Figure imgb0003
Figure imgb0003

Beispiel 3Example 3

10,5 kg Zement (Dyckerhoff weiß) und 4,5 kg feinkristallines alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat mit einer mittleren Korngröße von ca. 25µm wurden zur Einstellung der not- wendigen Verarbeitungszeit von mindestens 30 Minuten mit

  • 50 g Verzögerer (Calciumsalz einer N-Polyoxymethylen-Aminosäure)
  • 500 g Kaliumsulfat (Expansionssteuerung) sowie mit
  • 15 g Plastifizierer in Form von Methylcellulose

in einem Schneckenmischer 30 Minuten homogen gemischt.10.5 kg of cement (Dyckerhoff white) and 4.5 kg of finely crystalline alpha-calcium sulfate hemihydrate with an average grain size of approx. 25 µm were used to set the required processing time of at least 30 minutes
  • 50 g retarder (calcium salt of an N-polyoxymethylene amino acid)
  • 500 g of potassium sulfate (expansion control) and with
  • 15 g of plasticizer in the form of methyl cellulose

mixed homogeneously in a screw mixer for 30 minutes.

Von dieser Mischung wurden wie im Beispiel 1 zunächst 5 kg entnommen und die restlichen 105kg mit 0,3 kg Glasfasenchnitzelnvon 6 mm Länce und maximal 0,5 mm Breite 10 Minuten gemischt. Die Weiterverarbeitung dieses Materials erfolgte wie in Beispiel 1. Der gesamte Arbeitsvorgang war nach 25 Minuten beendet. Die Entformung konnte nach 12 Stunden durchgeführt werden. Folgende Endfestigkeiten wurden gemessen:As in Example 1, 5 kg were first removed from this mixture and the remaining 105 kg were mixed with 0.3 kg glass fiber chips of 6 mm length and a maximum of 0.5 mm width for 10 minutes. The further processing of this material was carried out as in Example 1. The entire process was finished after 25 minutes. The demoulding could be carried out after 12 hours. The following final strengths were measured:

Figure imgb0004
Figure imgb0004

Beispiel 4Example 4

  • 10 kg feinkristallines alpah-CaIciumsulfat-Halbhydrat mit einer mittleren Kormgröße von ca. 25µm wurden zur Einstellung der notwendigen Verarbeitungszeit von mindestans 30 Minuten mit
  • 150 g Verzögerer (Calciumsalz einer N-Polyokymethylen-Aminosäure)
  • 750 g Kaliumsulfat (Expansionssteuerung) sowie mit
  • 15 g Plastifizierer in Form von Methylcellulose und zur pH-Wertsregulierung auf pH 7 - 8 mit
  • 12 g Weißkalk sowie unter Zusatz von
  • 0,3 kg Glasfaserschnitzelh von 6 mm Länge und maximal 0,5 mm Breite

in einem Schneckenmischer 30 Minuten homogen gemischt.
  • 10 kg of finely crystalline alpah calcium sulfate hemihydrate with an average size of approx. 25 µm were used to set the necessary processing time of at least 30 minutes
  • 150 g retarder (calcium salt of an N-polyokymethylene amino acid)
  • 750 g of potassium sulfate (expansion control) and with
  • 15 g of plasticizer in the form of methyl cellulose and for pH adjustment to pH 7-8 with
  • 12 g of white lime and with the addition of
  • 0.3 kg glass fiber chips 6 mm long and 0.5 mm wide

mixed homogeneously in a screw mixer for 30 minutes.

Auf das abzuformende Modell wurde nach sorgfältigem Auftragen des Trennmittels eine 1 mm dicke Epoxid-Oberflächenharzschicht aufgetragen. Auf die angelierte, noch klebrige Epoxidharz-Oberfläche wurde eine 2., ebenfalls 1 mm dicke Schicht des selben Harzes aufgebracht. Nach dem Auftragen der zweiten Harzschicht wurde die eingangs vorbereitete Pulvermischung von 11 kg mit 2,5 1 Wasser angeteigt. Diese knetbare Masse wurde auf die zweite Harzschicht naß in naß aufgetragen bis eine Dicke von 10 - 15 mm erreicht war. Der gesamte Arbeitsvorgang war nach etwa 35 Minuten beendet. Die Gipsüberformung konnte nach Erwärmung auf 40°C nach 4 Stunden abgehoben werden. Folgende Endfestiqkeiten wurden qemessen:

Figure imgb0005
After careful application of the release agent, a 1 mm thick epoxy surface resin layer was applied to the model to be molded. A second, also 1 mm thick layer of the same resin was applied to the gelled, still sticky epoxy resin surface. After the second resin layer had been applied, the powder mixture of 11 kg prepared at the outset was pasted with 2.5 l of water. This kneadable mass was applied wet on wet to the second resin layer until a thickness of 10-15 mm was reached. The whole process was finished after about 35 minutes. After heating to 40 ° C, the plaster overmolding could be removed after 4 hours. The following final strengths were measured:
Figure imgb0005

Beispiel 5Example 5

Herstellen der Pulvermischung wie im Beispiel 2 mit 3% Glasfaserzusatz. Epoxidharzbeschichtungen wie im Beispiel 4, danach Aufbringen der angeteigten Gipsmasse wie im Beispiel 4. Der gesamte Arbeitsvorgang war nach 35 Min. beendet. Die Entformung konnte nach ca. 120 Min. durchgeführt werden. Folgende Endfestigkeiten wurden gemessen:Preparation of the powder mixture as in Example 2 with 3% glass fiber additive. Epoxy resin coatings as in Example 4, then application of the pasted gypsum mass as in Example 4. The entire process was finished after 35 minutes. The demolding could be carried out after approx. 120 minutes. The following final strengths were measured:

Figure imgb0006
Figure imgb0006

Beispiel 6Example 6

Herstellen der Pulvermischung wie im Beispiel 3. Aufbringen der Epoxidharzbeschichtungen wie im Beispiel 4. Anteigung der Gipsmischung wie im Beispiel 3 und Beschichtung. Der gesamte Arbeitsvorgang war nach 35 Min. beendet. Die Entformung konnte nach ca. 12 Stunden durchgeführt werden. Folgende Endfestigkeiten wurden gemessen:Preparation of the powder mixture as in Example 3. Application of the epoxy resin coatings as in Example 4. Increase in the gypsum mixture as in Examples 3 and Coating. The entire process was finished after 35 minutes. The demoulding could be carried out after approx. 12 hours. The following final strengths were measured:

Figure imgb0007
Figure imgb0007

Claims (13)

1. Verfahren zur Herstellung von Formen, Modellen und Werkzeugen auf Hartgips- und/oder Zementbasis, dadurch gekennzeichnet, daß auf das abzuformende, mit einem Trennmittel versehene Modell mindestens eine Grundschicht aus einem Bindemittel aufgetragen wird, auf die im Naß-in-Naß-Verfahren eine glasfaserverstärkte Formmasse, bestehend aus 95 bis 0 Gew.% alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat, 0 bis 95 Gew.% Zement, 0,5 bis 8 Gew.% Glasfasern und 0,5 bis 4 Gew.% Stellmittel, bezogen auf das Trockengewicht, sowie Wasser, aufgebracht wird, und daß das gebildete Laminat nach Abbindung entformt wird.1. A process for the production of molds, models and tools based on hard gypsum and / or cement, characterized in that at least one base layer of a binder is applied to the model to be molded and provided with a release agent, onto which the wet-on-wet Process a glass fiber reinforced molding composition consisting of 95 to 0 wt.% Alpha calcium sulfate hemihydrate, 0 to 95 wt.% Cement, 0.5 to 8 wt.% Glass fibers and 0.5 to 4 wt.% Adjusting agent, based on the Dry weight, as well as water, is applied, and that the laminate formed is removed from the mold after setting. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Modell 2 Grundschichten aus dem gleichen Bindemittel im Naß-in-Naß-Verfahren aufgetragen werden.2. The method according to claim 1, characterized in that 2 base layers of the same binder are applied to the model in the wet-on-wet method. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Grundschicht ein Bindemittel, bestehend aus 99,5 bis 0 Gew.% alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat, 0 bis 99,5 Gew.% Zement und 0,5 bis 4 Gew.% Stellmittel, bezogen auf das Trockengewicht, sowie Wasser aufgestrichen wird.3. Process according to claims 1 and 2, characterized in that a binder consisting of 99.5 to 0% by weight of alpha-calcium sulfate hemihydrate, 0 to 99.5% by weight of cement and 0.5 to 4 is used as the base layer % By weight, based on the dry weight, and water is spread. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bindemittel aufgestrichen wird, dessen Wassergehalt 26 bis 31 Gew.%, bezogen auf das trockene Bindemittel, beträgt.4. The method according to claim 3, characterized in that a binder is spread, the water content of 26 to 31 wt.%, Based on the dry binder. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die glasfaserverstärkte Formmasse unmittelbar vor Abbindeende der Grundschicht auf die Grundschicht aufgebracht wird.5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the glass fiber reinforced molding compound is applied to the base layer immediately before the end of the setting layer of the base layer. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die glasfaserverstärkte Formmasse nach Abbindeende der Grundschicht auf die mit einem Haftvermittler versehene Grundschicht im Naß-in-Naß-Verfahren aufgebracht wird.6. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the glass fiber reinforced molding composition is applied after the setting end of the base layer on the base layer provided with an adhesion promoter in the wet-on-wet method. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Formmasse aufgebracht wird, deren Wassergehalt zwischen 20 und 28 Gew.%, insbesondere zwischen 22 und 26 Gew.%, bezogen auf die trockene Mischung, liegt.7. Process according to claims 1 to 6, characterized in that a molding composition is applied, the water content of which is between 20 and 28% by weight, in particular between 22 and 26% by weight, based on the dry mixture. 8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Formmasse aufgebracht wird, deren Gehalt an alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat 90 bis 10 Gew.% und an Zement 0 bis 80 Gew.% beträgt.8. The method according to claims 1 to 7, characterized in that a molding composition is applied, the content of alpha-calcium sulfate hemihydrate is 90 to 10 wt.% And cement 0 to 80 wt.%. 9. Verfahren nach den Ansprüchen 1,2, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bindemittel, bestehend aus Epoxid-Oberflächenharz und Härter, aufgestrichen wird.9. The method according to claims 1,2, 7 and 8, characterized in that a binder consisting of epoxy surface resin and hardener is spread. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die glasfaserverstärkte Formmasse auf die mit einem Haftvermittler versehene Grundschicht im Naß-in-Naß-Verfahren aufgebracht wird.10. The method according to claim 9, characterized in that the glass fiber reinforced molding compound is applied to the base layer provided with an adhesion promoter in the wet-on-wet method. 11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat und/oder ein Zement mit einer mittleren Korngröße von 15 bis 30 µm eingesetzt wird.11. The method according to claims 1 to 10, characterized in that an alpha calcium sulfate hemihydrate and / or a cement with an average grain size of 15 to 30 microns is used. 12. Formen, Modelle und Werkzeuge, hergestellt nach den Ansprüchen 1 bis 11.12. Molds, models and tools, manufactured according to claims 1 to 11. 13. Verwendung der nach den Ansprüchen 1 bis 11 hergestellten Formen, Modellen und Werkzeugen in der Auto-, Flugzeug- und Schiffsbauindustrie sowie im Sanitärbereich.13. Use of the molds, models and tools produced according to claims 1 to 11 in the automotive, aircraft and shipbuilding industries and in the sanitary sector.
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