RU2706616C2 - Способ послойного формирования форм и стержней посредством содержащего жидкое стекло связующего и содержащее жидкое стекло связующее - Google Patents

Способ послойного формирования форм и стержней посредством содержащего жидкое стекло связующего и содержащее жидкое стекло связующее Download PDF

Info

Publication number
RU2706616C2
RU2706616C2 RU2017124624A RU2017124624A RU2706616C2 RU 2706616 C2 RU2706616 C2 RU 2706616C2 RU 2017124624 A RU2017124624 A RU 2017124624A RU 2017124624 A RU2017124624 A RU 2017124624A RU 2706616 C2 RU2706616 C2 RU 2706616C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
binder
weight
less
layer
particularly preferably
Prior art date
Application number
RU2017124624A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2017124624A3 (ru
RU2017124624A (ru
Inventor
Хайнц ДЕТЕРС
Хеннинг ЦУПАН
Original Assignee
Аск Кемикалз Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Аск Кемикалз Гмбх filed Critical Аск Кемикалз Гмбх
Publication of RU2017124624A publication Critical patent/RU2017124624A/ru
Publication of RU2017124624A3 publication Critical patent/RU2017124624A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2706616C2 publication Critical patent/RU2706616C2/ru

Links

Classifications

    • 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
    • B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/18—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of inorganic agents
    • B22C1/186—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of inorganic agents contaming ammonium or metal silicates, silica sols
    • B22C1/188—Alkali metal silicates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/02—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers
    • 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
    • B28B1/001—Rapid manufacturing of 3D objects by additive depositing, agglomerating or laminating of material
    • 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
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/24—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for curing, setting or hardening
    • B28B11/241—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for curing, setting or hardening using microwave heating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3807—Resin-bonded materials, e.g. inorganic particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/44—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles
    • B29C33/448—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles destructible
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/44—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles
    • B29C33/54—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles made of powdered or granular material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/165—Processes of additive manufacturing using a combination of solid and fluid materials, e.g. a powder selectively bound by a liquid binder, catalyst, inhibitor or energy absorber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B18/00—Layered products essentially comprising ceramics, e.g. refractory products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/14—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/6303—Inorganic additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/6303—Inorganic additives
    • C04B35/6306—Binders based on phosphoric acids or phosphates
    • C04B35/6313—Alkali metal or alkaline earth metal phosphates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/6303—Inorganic additives
    • C04B35/6316—Binders based on silicon compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J1/00—Adhesives based on inorganic constituents
    • C09J1/02—Adhesives based on inorganic constituents containing water-soluble alkali silicates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3201—Alkali metal oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3409—Boron oxide, borates, boric acids, or oxide forming salts thereof, e.g. borax
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5427—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof millimeter or submillimeter sized, i.e. larger than 0,1 mm
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/602—Making the green bodies or pre-forms by moulding
    • C04B2235/6026—Computer aided shaping, e.g. rapid prototyping
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
    • C04B2235/667—Sintering using wave energy, e.g. microwave sintering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/70—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness
    • C04B2237/704—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness of one or more of the ceramic layers or articles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к связующему, которое содержит жидкое стекло и дополнительно фосфат или борат или оба, к способу послойного формирования форм и стержней (варианты). Способ содержит смесь конструкционного материала, которая по меньшей мере содержит огнеупорный основной формовочный материал и связующее с заданными свойствами. Для послойного получения форм и стержней посредством 3-D печати огнеупорный основной формовочный материал послойно наносят и выборочно послойно на нем печатают с применением связующего, формируя заготовку, соответствующую формам или стержням. Формы или стержни высвобождаются после удаления несвязанной смеси конструкционного материала. Технический результат, достигаемый при использовании группы изобретений, заключается в создании связующего на основе жидкого стекла или водного раствора силиката щелочного металла для использования при трехмерной печати. 3 н. и 24 з.п. ф-лы.

Description

Настоящее изобретение относится к способу послойного формирования форм и стержней, содержащих огнеупорный основной формовочный материал и связующее, содержащее по меньшей мере один водный раствор силиката щелочного металла и, кроме того, фосфат, или борат, или и то, и другое. С целью послойного получения форм и стержней с помощью 3-D печати необходимо послойно наносить огнеупорный основной формовочный материал и выборочно осуществлять печать каждого из слоев с применением связующего. Кроме того, настоящее изобретение относится к формам или стержням, полученным таким способом.
Известный уровень техники
Литейные формы в основном состоят из стержней и форм, которые представляют собой негативные формы получаемой отливки. Такие стержни и формы состоят из огнеупорного материала, например, кварцевого песка, и подходящего связующего, которое придает необходимую механическую прочность литейной форме после удаления из формовочной головки. Следовательно, для получения литейных форм применяют огнеупорный основной формовочный материал, который покрыт подходящим связующим. Огнеупорный основной формовочный материал предпочтительно присутствует в сыпучей форме с целью обеспечения заполнения им соответствующей полой формы. Связующее образует жесткую связь между частицами/гранулами основного формовочного материала с достижением в литейной форме необходимой механической прочности.
Литейные формы должны удовлетворять различным требованиям. В самом процессе отливки они, во-первых, должны иметь достаточную стабильность и термостойкость для обеспечения возможности удержания жидкого металла в полости, образованной одной или более (частичными) литейными формами. После начала процесса затвердевания механическая прочность отливки обеспечивается слоем затвердевшего металла, который образуется вдоль стенок литейной формы. Теперь материал литейной формы должен разрушаться под влиянием тепла, отдаваемого металлом, с тем, чтобы она теряла свою механическую прочность, т. е. исчезала связь между отдельными частицами/гранулами огнеупорного материала. В идеальном случае литейная форма снова распадается, оставляя мелкий песок, который можно высыпать из литейной формы для литья.
Определение «быстрое создание опытного образца» включает различные известные способы получения трехмерных заготовок путем их послойного формирования. Преимуществом данных способов является возможность получения даже сложных цельных заготовок с поднутрениями и пустым пространством. С помощью стандартных способов данные заготовки будет необходимо собирать из нескольких отдельно составляемых частей. Следующее преимущество заключается в том, что способы позволяют получать заготовки без формовочных головок непосредственно по данным CAD.
В результате способов трехмерной печати к связующим, которые удерживают литейную форму вместе, предъявляются новые требования, если связующее или компонент связующего необходимо наносить посредством сопел печатающей головки. Связующие затем должны не только обеспечивать достаточный уровень прочности и хорошие свойства распада после отливки металла, а также иметь достаточную термостойкость и стабильность при хранении, но также теперь должны быть «пригодными для печати», т. е. сопла печатающей головки могут не блокироваться связующим, с другой стороны, связующее не должно быть способно вытекать наружу непосредственно из печатающей головки, а вместо этого образовывать отдельные капли.
Кроме того, все чаще и чаще необходимо, чтобы не возникало выбросов в форме CO2 или углеводородов в ходе получения литейных форм, а также в ходе отливки и охлаждения с целью сохранения окружающей среды и ограничения загрязнения окружающей среды запахом углеводородов, в основном ароматических углеводородов. С целью удовлетворения данных требований, были разработаны неорганические связующие системы или дополнительно усовершенствованы на протяжении последних лет; их применение приводит к предупреждению или по меньшей мере сведению к минимуму выбросов CO2 и углеводородов в ходе получения металлических форм.
В EP 1802409 B1 раскрыта система неорганических связующих, с помощью которой возможно получение форм с достаточной стабильностью. Тем не менее, система связующих особенно пригодна для термического отверждения в пескострельной стержневой машине, в которой предварительно соединенная смесь формовочного материала (смесь огнеупорного материала и связующего) подается в нагретую формовочную головку посредством давления.
В WO 2012/175072 A1 раскрыт способ послойного формирования моделей, при этом применяют систему неорганических связующих. Материал в форме частиц, который наносят послойно, содержит конструкционный материал в форме частиц и высушенный распылением раствор силиката щелочного металла. Селективную активацию отверждения осуществляют с помощью раствора, содержащего воду, который добавляют посредством печатающей головки. Раскрыты как чистая вода, так и модифицированная вода, содержащая реологические добавки. Упомянутые реологические добавки проиллюстрированы загустителями, такими как глицерин, гликоль или слоистые силикаты, при этом особенно отмечены слоистые силикаты. В WO 2012/175072 A1 не раскрыто применение водных растворов силикатов щелочных металлов. Связующее или раствор жидкого стекла не дозируют посредством печатающей головки, но они уже содержатся в материале в форме частиц, который наносят послойно. Выборочное смачивание или закрепление материала, наносимого послойно, посредством связующего обеспечивается в соответствии с WO 2012/175072 A1 только с отклонением и не непосредственно из водного раствора силиката щелочного металла. Способ, описанный в WO 2012/175072 A1 обеспечивает связующее, высушенный распылением раствор силиката щелочного металла, не только по назначению, но также в областях, в которых это не требуется. Таким образом, связующее потребляется без необходимости.
В DE 102011053205 A1 раскрыт способ получения компонента в технологии осаждения, в которой, среди прочего, помимо многих других вариантов в качестве печатающей жидкости применяют жидкое стекло. Соответственно, жидкое стекло можно дозировать посредством печатающей головки и наносить на предварительно определенную часть соответственно поверхностного слоя. Тем не менее, в DE 102011053205 A1 не представлена информация относительно того, какие композиции жидкого стекла можно применять. Специалисту в данной области также не представлено какой-либо информации о физических свойствах применяемого жидкого стекла, которые могли бы указать на химическую композицию. Только в описанном известном уровне техники в довольно общем смысле упоминаются неорганические связующие (такие как, например, сыпучее жидкое стекло), которые в целом содержат значительные количества влаги - например, упоминается только до 60% по весу воды. Считается, что значительные количества воды (например, до 60% по весу воды) не являются преимущественными, поскольку они сложны в обращении.
Специалисту в данной области в DE 102011053205 A1 не представлено какой-либо информации относительно того, какие композиции жидкого стекла пригодны для 3-D печати.
В WO 2013/017134 A1 раскрыт водный раствор силиката щелочного металла с вязкостью 45 мПа·с или менее при 20°C, который характеризуется содержанием твердых веществ 39% по весу относительно силиката щелочного металла. Отношение между SiO2 и M2O (M2O представляет собой Na2O и/или K2O) представлено в виде весового отношения. Самые ограниченные пределы данного весового отношения составляют от 1,58 до 3,30. В разделе примеров WO2013/017134 A1 раскрыт способ, с помощью которого возможно снизить вязкость связующих на основе жидкого стекла посредством шаровой мельницы. Тем не менее, такой способ является очень сложным и дорогостоящим.
Цель настоящего изобретения
Таким образом, авторы настоящего изобретения определили цель, которая заключается в разработке связующего на основе жидкого стекла или водного раствора силиката щелочного металла, которые подходят для трехмерной печати литейных форм, т. е. связующее на основе жидкого стекла можно выборочно дозировать непосредственно через печатающую головку без блокирования или засорения сопел или элемента конструкции печатающей головки. Кроме того, связующее необходимо наносить как можно больше тонко, точечно и в точно определенной дозе. Более того, применение жидкого стекла согласно настоящему изобретению обеспечивает положительные свойства полученной из него формы.
Краткое описание изобретения
Данную цель достигают с помощью связующего, характеризующегося свойствами из независимых пунктов. Преимущественные дополнительные разработки способа согласно настоящему изобретению представляют собой объекты зависимых пунктов или описаны ниже. Способ послойного формирования заготовок включает по меньшей мере следующие стадии:
a) обеспечение огнеупорного основного формовочного материала в качестве компонента смеси конструкционного материала;
b) распределение тонкого слоя смеси конструкционного материала с толщиной слоя смеси конструкционного материала от 0,05 мм до 3 мм, предпочтительно от 0,1 мм до 2 мм и особенно предпочтительно от 0,1 мм до 1 мм;
c) осуществление печати на выбранных областях тонкого слоя с применением связующего, при этом связующее содержит:
- жидкое стекло в форме раствора силиката щелочного металла и
- по меньшей мере один фосфат, или по меньшей мере один борат, или фосфат и борат, предпочтительно в растворенной форме по меньшей мере в частично водном растворе, в частности, в полностью водном растворе; и
d) многократное повторение стадий b) и c).
Если применяют связующее на основе жидкого стекла согласно настоящему изобретению, то полученные из него литейные формы характеризуются следующими свойствами:
1. хорошая прочность, особенно после термического отверждения;
2. достаточная термостойкость, особенно пригодная для отливки металла, для предотвращения деформации литейной формы в ходе процесса отливки;
3. хорошая стабильность при хранении;
4. хорошие свойства распада после отливки металла;
5. отсутствие выбросов CO2 или других органических продуктов пиролиза в ходе процесса отливки и охлаждения, если органические добавки не присутствуют в материале в форме частиц, который наносят послойно, или в связующем на основе жидкого стекла.
Неожиданно было обнаружено, что связующее согласно настоящему изобретению в значительной степени «пригодно для печати», т. е. сопла печатающей головки не блокируются быстро связующим. В то же время, связующее можно наносить очень тонким слоем. Засорение сопел печатающей головки будет приводить к неудовлетворительным результатам печати. Этого избегают с помощью связующего согласно настоящему изобретению.
Быстрое засорение сопел или быстрое образование пленки в элементе конструкции печатающей головки связано с повышенной реакционной способностью связующего. Реакционная способность связующего можно контролировать с помощью его химической композиции, а также термической стабильности связующего. Учитывая применение в области способа 3-D печати, с одной стороны, низкая реакционная способность связующего необходима во избежание повреждения печатающей головки и для контроля отверждения связующего, но с другой стороны, высокая термостойкость также необходима с целью предотвращения деформации полученных литейных форм в ходе процесса отливки и, таким образом, обеспечивая в результате низкую способность сохранять размеры отливки. Термостойкость и реакционная способность связующего зависят аналогичным образом от химической композиции связующего, т. е. чем выше реакционная способность, тем выше термостойкость. Объектом настоящего изобретения является раскрытие подходящей композиции связующего, которая обеспечивает достаточно высокую термостойкость литейных форм при достаточно низкой реакционной способности связующего.
Подробное описание изобретения
Представлено связующее согласно настоящему изобретению для трехмерной печати литейных форм. Связующее выступает в качестве печатающей жидкости, посредством которой послойно наносят материал, такой как, например, огнеупорный основной формовочный материал (например, кварцевый песок), и необязательно выборочно печатают одну или более добавок, совместно называемых смесью конструкционного материала. Смесь конструкционного материала все еще не содержит связующее. Как правило, процесс выборочной печати следует за послойным нанесением смеси конструкционного материала – данный процесс повторяют до тех пор, пока полностью не завершится процесс печати и не будет получена литейная форма.
Отверждение связующего можно осуществлять обычными способами. Таким образом, с одной стороны, возможно добавлять одно или более средств для отверждения жидкого стекла к смеси конструкционного материала, которую наносят послойно, что обеспечивает немедленное отверждение напечатанного содержащего жидкое стекло связующего с помощью химических средств.
Также возможно отверждать нанесенное жидкое стекло посредством кислотных газов, таких как CO2, но данный вариант является менее предпочтительным.
С другой стороны, также может иметь место термическое отверждение. Например, возможно осуществлять термическое отверждение после завершения процесса печати (непосредственно перед, в ходе нанесения или после нанесения следующего слоя смеси конструкционного материала), путем облучения смеси конструкционного материала и связующего средства, например, инфракрасным излучением. При данном послойном отверждении инфракрасный луч, например, в виде точки, может следовать за печатающей головкой.
Разумеется, возможно также осуществлять данный тип термического отверждения шаг за шагом после нанесения нескольких слоев. Также возможно осуществлять термическое отверждение прежде всего после завершения последнего процесса печати; стадии «нанесения слоя смеси конструкционного материала» и последующего «процесса печати» чередуют до тех пор, пока не будет напечатан последний слой, который необходим для полного получения литейной формы. С этой целью нанесенные и частично нанесенные слои остаются, например, в так называемом «рабочем поле», которое затем можно переносить в микроволновую печь для обеспечения возможности осуществления термического отверждения.
Термическое отверждение является предпочтительным, в частности, с высушиванием посредством микроволнового излучения и предпочтительно после завершения всего процесса печати в микроволновой печи.
В качестве огнеупорных основных формовочных материалов для получения литейных форм можно применять обычные и известные материалы. Пригодными материалами являются, например, кварц, цирконий или песок хромовой руды, оливин, вермикулит, боксит, огнеупорная глина, а также искусственные основные формовочные материалы, в частности, более 50% по весу кварцевого песка в пересчете на огнеупорный основной формовочный материал. С целью снижения затрат содержание кварцевого песка в огнеупорном основном формовочном материале составляет более 70% по весу, предпочтительно более 80% по весу и особенно предпочтительно более 90% по весу. Тем не менее, нет необходимости применять исключительно новый песок. С точки зрения экономии ресурсов и во избежание затрат на сохранение ресурсов, даже преимущественным является применение высокого содержания регенерированного старого песка, получаемого из использованных форм путем повторного применения.
Считается, что огнеупорный основной формовочный материал означает вещества, имеющие высокую точку плавления (температуру плавления). Точка плавления огнеупорного основного формовочного материала предпочтительно составляет более 600°C, предпочтительно более 900°C, особенно предпочтительно более 1200°C и наиболее предпочтительно более 1500°C.
Огнеупорный основной формовочный материал предпочтительно составляет более 80% по весу, в частности, более 90% по весу, особенно предпочтительно более 95% по весу смеси конструкционного материала.
Пригодный огнеупорный основной формовочный материал описан, например, в WO 2008/101668 A1 (= US 2010/173767 A1). Подобным образом пригодными являются регенерированные продукты, которые получают путем промывания и последующего высушивания измельченных использованных форм. Как правило, регенерированные продукты могут составлять по меньшей мере приблизительно 70% по весу огнеупорного основного формовочного материала, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 80% по весу и особенно предпочтительно более 90% по весу.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения преимущественным является применение регенерированных продуктов, которые были получены путем полностью механической обработки. Считается, что механическая обработка подразумевает, что по меньшей мере часть связующего, оставшегося в старом песке, удаляется с частиц песка по принципу размола или ударной нагрузки. Данные регенерированные продукты можно применять по необходимости. Содержание данных регенерированных продуктов может составлять, например, более 5% по весу, предпочтительно более 20% по весу, более предпочтительно более 50% по весу, особенно предпочтительно более 70% по весу и наиболее предпочтительно более 80% по весу огнеупорного основного формовочного материала. Такие регенерированные продукты применяют, например, для осуществления (предварительного или частичного) отверждения нанесенного связующего.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения преимущественным является применение солей в качестве основного формовочного материала. Считается, что соли означают галогениды щелочных металлов и галогениды щелочноземельных металлов. Галогениды щелочных металлов являются предпочтительными, при этом хлориды щелочных металлов являются более предпочтительными. Особенно предпочтительно применение хлорида натрия. Содержание солей или соли может составлять, например, более 5% по весу, предпочтительно более 20% по весу, более предпочтительно более 50% по весу, более предпочтительно более 80% по весу огнеупорного основного формовочного материала. В данном варианте осуществления особенно предпочтительно в качестве огнеупорного основного формовочного материала применять только соль. Соли применяют, например, если литейная форма предназначена для удаления после отливки металла посредством воды.
Средний диаметр частиц огнеупорного основного формовочного материала в основном составляет от 50 мкм до 600 мкм, предпочтительно от 70 мкм до 400 мкм, предпочтительно от 80 мкм до 300 мкм и особенно предпочтительно от 100 мкм до 200 мкм. Диаметр зерен можно определять, например, путем просеивания в соответствии со стандартом DIN ISO 3310. Особенно предпочтительными являются формы частиц/зерен, имеющих отношение наибольшей протяженности по длине и наименьшей протяженности по длине (под прямым углом друг к другу и в каждом случае во всех направлениях пространства) от 1:1 до 1:5 или от 1:1 до 1:3, т. е., например, те которые не являются волокнистыми.
Огнеупорный основной формовочный материал находится в сыпучем состоянии.
Связующее согласно настоящему изобретению содержит жидкие стекла, которые получают, например, путем растворения стекловидных силикатов лития, натрия и/или калия в воде. Предпочтительными жидкими стеклами являются стекла, которые содержат по меньшей мере силикаты натрия.
Отношение Na2O/M2O в связующем составляет предпочтительно более 0,4, предпочтительно более 0,5, более предпочтительно более 0,6 и особенно предпочтительно более 0,7, при этом M2O представляет собой сумму весовых количеств лития, натрия и калия, рассчитанных в виде оксида в связующем.
В соответствии с настоящим изобретением количества щелочных металлов, рассчитанные в виде оксидов M2O, рассчитаны исключительно в пересчете на молярные количества аморфных силикатов щелочных металлов, оксидов щелочных металлов, гидроксидов щелочных металлов, фосфатов щелочных металлов и боратов щелочных металлов, содержащихся в связующем. Это означает, что какие-либо дополнения, такие как хлорид щелочного металла или карбонаты щелочных металлов, к раствору жидкого стекла не включены в расчет M2O (M2O в каждом случае является таким, как определено в предыдущем абзаце).
Жидкое стекло имеет молярный модуль SiO2/M2O более 1,4, предпочтительно более 1,6, предпочтительно более 1,8, более предпочтительно более 1,9 и особенно предпочтительно более 2,0. Жидкое стекло предпочтительно имеет молярный модуль SiO2/M2O менее 2,8, предпочтительно менее 2,6, предпочтительно менее 2,5, особенно предпочтительно менее 2,4. В данном контексте неожиданным для специалиста в данной области техники является то, что такие низкие молярные отношения SiO2/M2O растворов жидкого стекла согласно настоящему изобретению обеспечивают достаточно высокую термостойкость литейной формы, в частности, при отливке металла.
Связующее характеризуется содержанием твердых частиц менее 40% по весу, предпочтительно менее 38% по весу, предпочтительно менее 36% по весу, особенно предпочтительно менее 35% по весу. Остаток связующего предпочтительно состоит из воды.
Связующее характеризуется содержанием твердых частиц более 22% по весу, предпочтительно более 24% по весу, предпочтительно более 26% по весу, особенно предпочтительно более 28% по весу, наиболее предпочтительно более 29% по весу и особенно предпочтительно более 29,5%.
Содержание твердых частиц определяют путем осторожного выпаривания жидкости, высушивания связующего, а затем нагревания его при 600°C в течение 1 ч в воздушной атмосфере. Оставшийся оксидный материал взвешивают для определения содержания твердых частиц.
Независимо от этого, количество материала SiO2 и M2O (рассчитанное в виде мол. %) в связующем составляет менее 16 мол. %, предпочтительно менее 15 мол. %, предпочтительно менее 14 мол. %, особенно предпочтительно менее 13,5 мол. %. Кроме того, данное количество материала составляет более 7 мол. %, предпочтительно более 8 мол. %, предпочтительно более 9 мол. %, особенно предпочтительно более 10 мол. % и наиболее предпочтительно более 10,5 мол. %.
Вязкость связующего не должна быть слишком низкой и слишком высокой. Динамическую вязкость измеряют с использованием ротационного вискозиметра Brookfield. При температуре 25°C связующее согласно настоящему изобретению имеет вязкость менее 25 мПа·с, предпочтительно менее 20 мПа·с, предпочтительно менее 18 мПа·с и особенно предпочтительно менее 16 мПа·с. При температуре 25°C связующее имеет вязкость более 1 мПа·с, предпочтительно более 2 мПа·с, предпочтительно более 3 мПа·с и особенно предпочтительно более 4 мПа·с.
Связующее согласно настоящему изобретению должно быть прозрачным раствором и, если возможно, не содержать крупных частиц, которые в их наибольшей протяженности имеют размер от нескольких микрометров до нескольких миллиметров и могут возникать, например, вследствие примесей. Коммерчески доступные растворы жидкого стекла обычно содержат данные крупные частицы.
Размеры частиц или зерен определяют посредством динамического рассеяния света в соответствии с DIN/ISO 13320 (например, Horiba LA 950).
При этом установленное значение D90 (причем в каждом случае в пересчете на объем) является показателем частиц большего размера, оно означает, что 90% частиц имеют меньший размер, чем установленное значение. Жидкое стекло согласно настоящему изобретению характеризуется значением D90 (определенным путем динамического рассеяния света или лазерной дифрактометрии) менее 70 мкм, предпочтительно менее 40 мкм, предпочтительно менее 30 мкм, особенно предпочтительно менее 25 мкм и наиболее предпочтительно менее 20 мкм.
Независимо от этого, жидкое стекло согласно настоящему изобретению характеризуется значением D100 (причем в каждом случае в пересчете на объем) менее 250 мкм, предпочтительно менее 120 мкм, предпочтительно менее 50 мкм, более предпочтительно менее 40 мкм, особенно предпочтительно менее 35 мкм и наиболее предпочтительно менее 30 мкм.
Описанные выше связующие, содержащие жидкие стекла, можно получать, например, путем подходящей фильтрации; например, пригодны фильтры с диаметром сита 50 мкм, предпочтительно 25 мкм, предпочтительно 10 мкм и особенно предпочтительно 5 мкм. Предпочтительным является связующее, которое не содержит частиц с размером по меньшей мере 1 мкм.
В одном варианте осуществления связующее согласно настоящему изобретению может содержать доли ионов лития. Молярное отношение Li2O/M2O может варьировать в широких диапазонах, например, от 0,01 до 0,3. Предпочтительно, отношение находится в диапазоне от 0,03 до 0,17, предпочтительно от 0,035 до 0,16 и особенно предпочтительно от 0,04 до 0,14.
В одном варианте осуществления связующее согласно настоящему изобретению может содержать доли ионов калия. Молярное отношение K2O/M2O может варьировать в широких диапазонах, например, от 0,01 до 0,3. Предпочтительно, отношение находится в диапазоне от 0,01 до 0,17, предпочтительно от 0,02 до 0,16 и особенно предпочтительно от 0,03 до 0,14.
Неожиданно было установлено, что добавление структурообразующих средств, отличных от силиката, может повышать термостойкость и снижать реакционную способность. Следовательно, структурообразующее средство из группы фосфатов добавляют к связующему и растворяют в связующем, в частности, обнаружено, что щелочные фосфаты (например, гексаметафосфат натрия или полифосфаты натрия) являются преимущественными. В числе фосфатов щелочных металлов ортофосфаты щелочных металлов, такие как тринатрия фосфат (Na3PO4), не являются предпочтительными. Полифосфаты натрия и/или метафосфаты натрия являются особенно предпочтительными.
Другие структурообразующие средства, которые можно добавлять к связующему, в качестве альтернативы или дополнительно представляют собой бораты, в частности, бораты щелочных металлов, например, динатрия тетрабората декагидрат. Их также растворяют в связующем.
Количества щелочных металлов, которые являются результатом долей боратов щелочных металлов и/или фосфатов щелочных металлов в общем количестве связующего (включая разбавитель), рассчитаны в виде оксидов и влияют на общее количество материала (т. е. сумму отдельных количеств материала) оксида лития, натрия и калия в общем водном растворе. Следовательно, молярный модуль SiO2/M2O также подвергается влиянию добавления боратов щелочных металлов и/или фосфатов щелочных металлов.
Содержание боратов в связующем, в частности, содержание боратов щелочных металлов, рассчитывают в виде B2O3. Молярное отношение B2O3/SiO2 может варьировать в широких диапазонах, например, от 0 до 0,5. Данное отношение предпочтительно составляет менее 0,3, предпочтительно менее 0,2, особенно предпочтительно менее 0,1, наиболее предпочтительно менее 0,08 и наиболее предпочтительно менее 0,06. Предпочтительно, данное отношение больше либо равно нулю. В еще одном варианте осуществления данное отношение предпочтительно составляет более 0,01, особенно предпочтительно более 0,02. Бораты в контексте настоящего изобретения представляют собой соединения бора в степени окисления III, которые непосредственно связываются с кислородом, т. е. атомы кислорода представляют собой компоненты для непосредственного связывания бора в соединение.
Содержание фосфатов в связующем, в частности, содержание фосфатов щелочных металлов, рассчитывают в виде P2O5. Молярное отношение P2O5/SiO2 может варьировать в широких диапазонах, например, от 0 до 0,5. Данное отношение предпочтительно составляет менее 0,4, предпочтительно менее 0,3, более предпочтительно менее 0,25, особенно предпочтительно менее 0,2 и наиболее предпочтительно менее 0,15. Данное отношение предпочтительно составляет более 0, предпочтительно более 0,01, особенно предпочтительно более 0,02.
Фосфаты в контексте настоящего изобретения представляют собой соединения фосфора в степени окисления V, которые непосредственно связываются с кислородом, т. е. атомы кислорода представляют собой компоненты для непосредственного связывания фосфора в соединение.
В еще одном варианте осуществления связующее также может содержать алюминий, при этом долю алюминия затем рассчитывают в виде Al2O3. Доля Al2O3 в этом случае обычно составляет менее 2% по весу в пересчете на общий вес связующего.
В предпочтительном варианте осуществления поверхностно-активные вещества могут быть добавлены к связующему согласно настоящему изобретению с целью воздействия на поверхностное натяжение связующего. Доля данных поверхностно-активных веществ составляет от 0,01 до 4,0% по весу, предпочтительно от 0,1 до 3,0% по весу.
Подходящие поверхностно-активные вещества в связующем, например, описаны в DE 102007051850 A1, в том числе предпочтительно анионные поверхностно-активные средства, которые содержат сульфатную и/или сульфонатную группу. Еще одними подходящими поверхностно-активными веществами являются, например, полиакрилатные соли (например, соли натрия – например Dispex N40 – Ciba) или силиконовые поверхностно-активные средства для водных систем (например, Byk 348, Altana). Можно применять также поверхностно-активные вещества на основе трисилоксана или гликоля (например, полиэтиленгликоля).
В зависимости от применения и необходимого уровня прочности применяют, предпочтительно, от 0,5% по весу до 7% по весу связующего на основе жидкого стекла, предпочтительно от 0,75% по весу до 6% по весу, особенно предпочтительно от 1% по весу до 5,0% по весу, и особенно предпочтительно от 1% по весу до 4,0% по весу, причем в каждом случае в пересчете на основной формовочный материал. Данные относятся к общему количеству связующего на основе жидкого стекла, в том числе к (в частности, к водному) растворителю или разбавителю и содержанию твердых частиц (в случае наличия) (вместе все равно 100% по весу).
В предпочтительном варианте осуществления смесь конструкционного материала может содержать долю аморфного кремния в форме частиц для повышения уровня прочности литейных форм. Повышение прочности литейных форм, в частности, повышение прочности в горячем состоянии, может быть преимущественным при автоматизированном способе получения. Особенно предпочтительным является аморфный кремний, полученный посредством синтеза.
Средний размер частиц (в том числе какие-либо агломераты) аморфного кремния составляет предпочтительно менее 300 мкм, предпочтительно менее 200 мкм, особенно предпочтительно менее 100 мкм. Остаток на сите аморфного SiO2 в форме частиц составляет предпочтительно не более 10% по весу, особенно предпочтительно не более 5% по весу и наиболее предпочтительно не более 2% по весу при пропускании через сито с размером ячеек 125 мкм (120 меш).
Независимо от этого, остаток на сите с размером ячеек 63 мкм составляет менее 10% по весу, предпочтительно менее 8% по весу. Определение остатка на сите осуществляют в соответствии со способом машинного просеивания, описанного в DIN 66165 (часть 2), при котором в качестве средства, способствующего просеиванию, дополнительно применяют звено цепи.
Аморфный диоксид кремния в форме частиц, используемый преимущественно в соответствии с настоящим изобретением, характеризуется содержанием воды менее 15 вес. %, в частности, менее 5 вес. % и особенно предпочтительно менее 1 вес. %.
Аморфный SiO2 в форме частиц применяют в виде порошка (в том числе пыли).
В качестве аморфного SiO2 можно применять как полученные посредством синтеза, так и встречающиеся в природе разновидности кремниевых кислот. Последние известны, например, из DE 102007045649, но они не являются предпочтительными, поскольку они обычно содержат немалые доли кристаллического вещества и, следовательно, классифицированы как канцерогенные. Под выражением «синтетический» следует понимать не встречающийся в природе аморфный SiO2, т. е. его получение включает преднамеренно осуществляемую химическую реакцию, которую осуществляет человек, например, получение золей кремния посредством способов ионного обмена из растворов силикатов щелочных металлов, осаждения из растворов силикатов щелочных металлов, гидролиза тетрахлорида кремния в пламени, восстановления кварцевого песка коксом в электродуговых печах при получении ферросилиция и кремния. Аморфный SiO2, полученный посредством двух вышеупомянутых способов, также называется пирогенным SiO2.
В определенных случаях только осажденную кремниевую кислоту (№ CAS 112926-00-8) и SiO2, полученный посредством гидролиза в пламени (пирогенный диоксид кремния, коллоидальный диоксид кремния, № CAS 112945-52-5) следует понимать как означающие синтетический аморфный диоксид кремния, тогда как продукт, образованный при получении ферросилиция или кремния, называется исключительно аморфным диоксидом кремния (микрокремнезем, микросилика, № CAS 69012-64-12). Для целей настоящего изобретения в качестве продукта, образованного при получении ферросилиция или кремния, также рассматривается аморфный SiO2.
Предпочтительно применяют осажденные кремниевые кислоты и пирогенный, т. е полученный посредством гидролиза в пламени или в электродуговой печи, диоксид кремния. Особенно предпочтительно применяют аморфный диоксид кремния (описанный в DE 102012020509), полученный посредством термического разложения ZrSiO4, и SiO2 (описанный в DE 102012020510), полученный посредством окисления металлического Si посредством кислородсодержащего газа. Также предпочтительным является порошок кварцевого стекла (главным образом, аморфного диоксида кремния), который получали из кристаллического кварца путем расплавления и быстрого повторного охлаждения, при этом частицы имеют форму сферы, а не осколка (описано в DE 102012020511).
Средний размер первичных частиц аморфного диоксида кремния в форме частиц может составлять от 0,05 мкм до 10 мкм, в частности, от 0,1 мкм до 5 мкм, особенно предпочтительно от 0,1 мкм до 2 мкм. Размер первичных частиц может быть определен, например, динамическим рассеянием света (например, Horiba LA 950), а также проверен с помощью снимков, полученных растровой электронной микрофотографией (REM-снимки, например Nova NanoSEM 230 от компании FEI). Кроме того, с применением REM-микрофотографии могут быть отображены детали формы первичных частиц, размер которых не ниже порядка 0,01 мкм. При REM-измерениях образцы диоксида кремния диспергировали в дистиллированной воде, а затем наносили на алюминиевый держатель, связанный с медной лентой, перед испарением воды.
Более того, удельную площадь поверхности аморфного диоксида кремния в форме частиц определяли путем измерений адсорбции газа (способ BET) в соответствии с DIN 66131. Удельная площадь поверхности аморфного SiO2 в виде частиц составляет от 1 до 200 м2/г, в частности, от 1 до 50 м2/г, особенно предпочтительно от 1 до 30 м2/г. При необходимости продукты также можно смешивать, например, с целью получения смесей с определенными распределениями по размеру частиц.
В зависимости от способа получения и производителя, чистота аморфного SiO2 может значительно отличаться. Подходящие способы характеризуются содержанием диоксида кремния по меньшей мере 85% по весу, предпочтительно по меньшей мере 90% по весу и особенно предпочтительно по меньшей мере 95% по весу.
В зависимости от применения и необходимого уровня прочности применяют от 0,1% по весу до 2% по весу аморфного SiO2 в виде частиц предпочтительно от 0,1% по весу до 1,8% по весу, особенно предпочтительно от 0,1% по весу до 1,5% по весу, причем в каждом случае в пересчете на основной формовочный материал.
Отношение связующего на основе жидкого стекла к аморфному диоксиду кремния в виде частиц можно варьировать в широких пределах.
В пересчете на общий вес связующего (включая разбавитель или растворитель), аморфный SiO2 предпочтительно присутствует в соотношении от 1 до 80% по весу, предпочтительно от 2 до 60% по весу, особенно предпочтительно от 3 до 55% по весу и наиболее предпочтительно от 4 до 50% по весу. Или, независимо от этого, в пересчете на отношение доли твердых веществ связующего на основе жидкого стекла (на основе оксидов, т. е. общий вес оксидов щелочных металлов M2O и диоксида кремния) к аморфному SiO2 предпочтительным является отношение, составляющее от 10: 1 до 1: 1,2 (весовых частей).
Аморфный SiO2 добавляют к огнеупорному материалу или к смеси конструкционного материала перед добавлением связующего.
Таким образом, способ согласно настоящему изобретению при этом характеризуется одним или несколькими следующими свойствами при использовании аморфного SiO2:
(a) аморфный диоксид кремния добавляют только к смеси конструкционного материала;
(b) аморфный диоксид кремния характеризуется площадью поверхности, определенной согласно способу BET, от 1 до 200 м2/г, предпочтительно большей или равной 1 м2/г и меньшей или равной 30 м2/г, особенно предпочтительно меньшей или равной 15 м2/г;
(c) аморфный диоксид кремния выбран из группы, включающей осажденную кремниевую кислоту, пирогенный диоксид кремния, полученный путем гидролиза в пламени или в электродуговой печи, аморфный диоксид кремния, полученный путем разложения ZrSiO4 в пламени, диоксид кремния, полученный путем окисления металлического кремния при помощи кислородсодержащего газа, порошок кварцевого стекла со сферическими частицами, полученный из кристаллического кварца путем плавления и быстрого повторного охлаждения, и их смеси, и предпочтительно представляет собой аморфный диоксид кремния, полученный путем термического разложения ZrSiO4;
(d) аморфный диоксид кремния предпочтительно применяют в количествах от 0,1 до 2% по весу, особенно предпочтительно от 0,1 до 1,5% по весу, в каждом случае в пересчете на огнеупорный основной формовочный материал;
(e) аморфный диоксид кремния характеризуется содержанием воды менее 5% по весу и особенно предпочтительно менее 1% по весу;
(f) аморфный диоксид кремния представляет собой аморфный диоксид кремния в форме частиц, предпочтительно со средним диаметром первичных частиц, определенным посредством динамического рассеяния света, от 0,05 мкм до 10 мкм, в частности от 0,1 мкм до 5 мкм и особенно предпочтительно от 0,1 мкм до 2 мкм;
В еще одном варианте осуществления неорганическое отверждающее средство для связующих на основе жидкого стекла добавляют к смеси конструкционного материала перед добавлением связующего. Такими неорганическими отверждающими средствами являются, например, фосфаты, такие как, например, Lithopix P26 (фосфат алюминия от Zschimmer and Schwarz GmbH & Co KG Chemsche Fabriken) или Fabutit 748 (фосфат алюминия от Chemische Fabrik Budenheim KG). Другими неорганическими отверждающими средствами для связующих на основе жидкого стекла являются, например, силикаты кальция и их гидраты, алюминаты кальция и их гидраты, сульфат алюминия, карбонат магния и кальция.
Отношение отверждающего средства к связующему может варьировать в зависимости от необходимого свойства, например, времени обработки и/или времени извлечения смесей конструкционного материала. Преимущественно доля отверждающего средства (весовое отношение отверждающего средства к связующему, а в случае жидкого стекла к общему весу раствора силиката или других связующих, включенных в растворители) больше или равна 5% по весу, предпочтительно больше или равна 8% по весу, особенно предпочтительно больше или равна 10% по весу, в каждом случае в пересчете на связующее. Верхние пределы меньше или равны 25% по весу в пересчете на связующее, предпочтительно меньше или равны 20% по весу, особенно предпочтительно меньше или равны 15% по весу.
Независимо от этого, применяют от 0,05% по весу до 2% по весу неорганического отверждающего средства, предпочтительно от 0,1% по весу до 1% по весу, особенно предпочтительно от 0,1% по весу до 0,6% по весу, причем в каждом случае в пересчете на основной формовочный материал.
Насколько это позволяет прочность, несвязанную смесь конструкционного материала затем можно удалить из литейной формы, и литейную форму подвергают дальнейшей обработке, например, подготовке к металлическому литью. Удаления несвязанной смеси конструкционного материала от связавшейся смеси конструкционного материала достигают, например, посредством выпускного отверстия, таким образом несвязанная смесь конструкционного материала может вытекать. Связавшаяся смесь конструкционного материала (литейная форма) может, например, быть очищена от остатков несвязанной смеси конструкционного материала посредством сжатого воздуха или путем очистки щеткой.
Несвязанная смесь конструкционного материала может быть повторно использована для новой операции печати.
Печать осуществляют, например, с помощью печатающей головки с множеством сопел, при этом сопла являются предпочтительно отдельно выборочно управляемыми. Согласно еще одному варианту осуществления печатающая головка двигается по меньшей мере в одной плоскости под управлением компьютера, и сопла послойно наносят жидкое связующее. Печатающая головка может представлять собой, например, головку, печатающую по запросу, с технологией струйного напыления или предпочтительно с пьезоструйной технологией.

Claims (42)

1. Способ послойного формирования заготовки, включающий по меньшей мере следующие стадии:
a) обеспечение огнеупорного основного формовочного материала в качестве компонента смеси конструкционного материала;
b) распределение тонкого слоя смеси конструкционного материала с толщиной слоя от 0,05 мм до 3 мм, предпочтительно от 0,1 мм до 2 мм и особенно предпочтительно от 0,1 мм до 1 мм;
c) осуществление печати на выбранных областях тонкого слоя с применением связующего, характеризующегося динамической вязкостью при 25°C более 1 мПа⋅с и менее 25 мПа⋅с, содержащего
- жидкое стекло в форме водного раствора силиката щелочного металла и
- по меньшей мере один фосфат, или по меньшей мере один борат, или фосфат и борат; и
d) многократное повторение стадий b) и c).
2. Способ по п. 1, дополнительно включающий стадию отверждения напечатанных выбранных областей, в частности, путем термического отверждения, предпочтительно осуществляемого путем микроволнового излучения и/или инфракрасного излучения.
3. Способ по п. 2, где термическое отверждение напечатанных выбранных областей осуществляют послойно либо после печати нескольких слоев, либо после завершения всего процесса печати.
4. Способ по любому из пп. 1-2, дополнительно включающий следующие стадии:
i) отверждение заготовки после завершения послойного формирования в печи или посредством микроволнового излучения и последующее
ii) удаление несвязанной смеси конструкционного материала из по меньшей мере частично отвержденной литейной формы.
5. Способ по любому из пп. 1-3, где огнеупорный основной формовочный материал содержит кварцевый, циркониевый или хромитовый песок, оливин, вермикулит, боксит, огнеупорную глину, и их смеси и предпочтительно состоит из более 50% по весу кварцевого песка в пересчете на огнеупорный основной формовочный материал.
6. Способ по любому из пп. 1-3, где более 80% по весу, предпочтительно более 90% по весу и особенно предпочтительно более 95% по весу смеси конструкционного материала представляет собой огнеупорный основной формовочный материал.
7. Способ по любому из пп. 1-3, где средний диаметр зерен огнеупорного основного формовочного материала, определенный путем ситового анализа, составляет от 50 мкм до 600 мкм, предпочтительно от 80 мкм до 300 мкм.
8. Способ по любому из пп. 1-3, где жидкое стекло применяют в количестве от 0,5% по весу до 7% по весу, предпочтительно от 0,75% по весу до 6% по весу и особенно предпочтительно от 1% по весу до 5,0% по весу в пересчете на основной формовочный материал, включающий растворитель или разбавитель.
9. Способ по любому из пп. 1-3, где неорганическое отверждающее средство для связующих на основе жидкого стекла добавляют к смеси конструкционного материала, при этом неорганическое отверждающее средство предпочтительно представляет собой фосфат.
10. Способ по п. 9, где доля отверждающего средства относительно связующего больше или равна 5 и меньше 25% по весу, предпочтительно больше или равна 8 и меньше 20% по весу, особенно предпочтительно больше или равна 10 и меньше 15% по весу.
11. Способ по п. 9, где применяют от 0,05% по весу до 2% по весу неорганического отверждающего средства, предпочтительно от 0,1% по весу до 1% по весу, особенно предпочтительно от 0,1% по весу до 0,6% по весу, причем в каждом случае в пересчете на основной формовочный материал.
12. Способ по п. 1, где печать осуществляют с помощью печатающей головки с множеством сопел, при этом сопла предпочтительно являются отдельно выборочно управляемыми.
13. Способ по п. 12, где печатающая головка двигается по меньшей мере в одной плоскости под управлением компьютера, и сопла послойно наносят жидкое связующее.
14. Способ по п. 12 или 13, где печатающая головка представляет собой головку, печатающую по запросу, с технологией струйного напыления или с пьезоструйной технологией.
15. Способ по любому из пп. 1-3, 10-13, где фосфат растворим в воде при 25°C и предпочтительно представляет собой фосфат щелочного металла, особенно предпочтительно полифосфат натрия или метафосфат натрия или оба.
16. Способ по любому из пп. 1-3, 10-13, где связующее содержит фосфаты, предпочтительно в молярном отношении P2O5/SiO2 (рассчитанном в виде P2O5 и относительно SiO2 в связующем), составляющем более 0,01 и менее 0,5.
17. Способ по любому из пп. 1-3, 10-13, где связующее содержит бораты, и предпочтительно молярное отношение B2O3/SiO2 (рассчитанное в виде B2O3 и SiO2 в связующем) составляет от 0,01 до 0,5.
18. Способ по любому из пп. 1-3, 10-13, где борат растворим в воде при 25°C и предпочтительно представляет собой борат щелочного металла, особенно предпочтительно динатрия тетрабората декагидрат.
19. Связующее для послойного формирования заготовок из смеси конструкционного материала, содержащего огнеупорный основной формовочный материал, где связующее содержит
- жидкое стекло с молярным отношением Na2O/M2O более 0,4, предпочтительно более 0,5, более предпочтительно более 0,6 и особенно предпочтительно более 0,7, и молярным модулем SiO2/M2O от более 1,4 до менее 2,8, предпочтительно от более 1,6 до менее 2,6, предпочтительно от более 1,8 до менее 2,5 и более предпочтительно от более 1,9 и менее 2,4,
- где в каждом случае M2O представляет собой сумму молярных количеств лития, натрия и калия, рассчитанных в виде оксида, относительно аморфных силикатов щелочных металлов, оксидов щелочных металлов, гидроксидов щелочных металлов, фосфатов щелочных металлов и/или боратов щелочных металлов лития, натрия и калия, содержащихся в связующем; и
- где составляющие в форме частиц, присутствующие в связующем, характеризуются значением D90 менее 70 мкм;
- связующее содержит по меньшей мере один фосфат, или по меньшей мере один борат, или фосфат и борат; и
- связующее характеризуется динамической вязкостью при 25°C более 1 мПа⋅с и менее 25 мПа⋅с.
20. Связующее по п. 19, где содержание твердых веществ в связующем составляет от более 22 до менее 40% по весу, предпочтительно от более 24 до менее 38% по весу, предпочтительно от более 26 до менее 36% по весу, особенно предпочтительно от более 28 до менее 35% по весу.
21. Связующее по п. 19 или 20, где частицы в связующем, в случае наличия,
- характеризуются значением D90 менее 40 мкм, предпочтительно менее 30 мкм, особенно предпочтительно менее 25 мкм и более предпочтительно менее 20 мкм, и/или
- характеризуются значением D100 менее 250 мкм, предпочтительно менее 120 мкм, предпочтительно менее 50 мкм, более предпочтительно менее 40 мкм, особенно предпочтительно менее 35 мкм и более предпочтительно менее 30 мкм.
22. Связующее по п. 19 или 20, где фосфат растворим в воде при 25°C, при этом он предпочтительно представляет собой фосфат щелочного металла, особенно предпочтительно полифосфат натрия или метафосфат натрия или оба.
23. Связующее по п. 19 или 20, где связующее содержит фосфаты, предпочтительно в молярном отношении P2O5/SiO2 (рассчитанном в виде P2O5 и относительно SiO2 в связующем), составляющем более 0,01 и менее 0,5.
24. Связующее по п. 19 или 20, где связующее содержит бораты, и предпочтительно молярное отношение B2O3/SiO2 (рассчитанное в виде B2O3 и SiO2 в связующем) составляет от 0,01 до 0,5.
25. Связующее по п. 19 или 20, где борат растворим в воде при 25°C и предпочтительно представляет собой борат щелочного металла, особенно предпочтительно динатрия тетрабората декагидрат.
26. Связующее по п. 19 или 20, где связующее дополнительно содержит поверхностно-активные вещества, предпочтительно поверхностно-активные средства, в частности, в количестве от 0,01 до 4,0% по весу, предпочтительно от 0,1 до 3,0% по весу.
27. Способ по любому из пп. 1-3, 10-13, где связующее дополнительно определяют в соответствии с каким-либо из пп. 19-26.
RU2017124624A 2014-12-12 2015-12-11 Способ послойного формирования форм и стержней посредством содержащего жидкое стекло связующего и содержащее жидкое стекло связующее RU2706616C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014118577.3 2014-12-12
DE102014118577.3A DE102014118577A1 (de) 2014-12-12 2014-12-12 Verfahren zum schichtweisen Aufbau von Formen und Kernen mit einem wasserglashaltigen Bindemittel und ein wasserglashaltiges Bindemittel
PCT/DE2015/000589 WO2016091249A1 (de) 2014-12-12 2015-12-11 Verfahren zum schichtweisen aufbau von formen und kernen mit einem wasserglashaltigen bindemittel und ein wasserglashaltiges bindemittel

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017124624A RU2017124624A (ru) 2019-01-15
RU2017124624A3 RU2017124624A3 (ru) 2019-05-21
RU2706616C2 true RU2706616C2 (ru) 2019-11-19

Family

ID=55272192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017124624A RU2706616C2 (ru) 2014-12-12 2015-12-11 Способ послойного формирования форм и стержней посредством содержащего жидкое стекло связующего и содержащее жидкое стекло связующее

Country Status (12)

Country Link
US (2) US20170320128A1 (ru)
EP (2) EP3230046B1 (ru)
JP (2) JP7049112B2 (ru)
KR (1) KR102377287B1 (ru)
CN (2) CN117067581A (ru)
BR (1) BR112017012507B1 (ru)
DE (1) DE102014118577A1 (ru)
ES (1) ES2949097T3 (ru)
MX (1) MX2017007586A (ru)
PL (1) PL3230046T3 (ru)
RU (1) RU2706616C2 (ru)
WO (1) WO2016091249A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021262172A1 (en) * 2020-06-25 2021-12-30 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Shear thinning build material slurry

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017146740A1 (en) * 2016-02-26 2017-08-31 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Three-dimensional (3d) printing
DE102016124061A1 (de) * 2016-12-12 2018-06-14 KTM Technologies GmbH Verlorener Formkern sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils und das Bauteil selbst
DE102017107531A1 (de) * 2017-04-07 2018-10-11 HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung von Gießformen, Kernen und daraus regenerierten Formgrundstoffen
WO2018210437A1 (de) 2017-05-16 2018-11-22 Idee & Design The Art Factory Gmbh Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines dreidimensionalen objekts
JP2020520808A (ja) * 2017-05-23 2020-07-16 エクスワン ゲーエムベーハー 粒状材料およびバインダからなる成形部品の熱間強度を高めるための後処理プロセス、３ｄ印刷装置、ならびに成形部品
DE102017114628A1 (de) * 2017-06-30 2019-01-03 HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung einer Formstoffmischung und eines Formkörpers daraus in der Gießereiindustrie sowie Kit zur Anwendung in diesem Verfahren
KR102022258B1 (ko) * 2017-10-23 2019-09-18 한국도자기주식회사 바인더 제팅 3d 프린팅용 도자기 조성물 및 이를 이용한 도자기의 제조방법
CN108102555A (zh) * 2017-12-27 2018-06-01 杜海芳 一种无机耐高温粘结组合物及制备方法与应用
DE102018200607A1 (de) 2018-01-15 2019-07-18 Reinsicht Gmbh Verfahren zur Erzeugung von für die Herstellung von Faserverbundkörpern oder Gussteilen aus Metall oder Kunststoff geeigneten Formen und Kernen, bei dem Verfahren einsetzbare Formgrundstoffe und Binder sowie gemäß dem Verfahren hergestellte Formen und Kerne
NL2020447B1 (en) * 2018-02-15 2019-08-22 Concr3De B V Additive manufacturing of an inorganic geopolymer object
DE102018111014B4 (de) 2018-05-08 2023-03-30 Ernst-Abbe-Hochschule Jena Verfahren zum dreidimensionalen additiven Aufbau eines Formkörpers aus Wasserglas
PL243474B1 (pl) * 2018-05-28 2023-08-28 Abb Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Sposób wykonywania form piaskowych zabezpieczonych powłoką ochronną
FR3083472B1 (fr) * 2018-07-07 2021-12-24 Nantes Ecole Centrale Procédé et dispositif de fabrication additive par agglomération d’un matériau granulaire
DE102018131811A1 (de) 2018-08-13 2020-02-13 HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verwendung einer Schlichtezusammensetzung und entsprechendes Verfahren zur Herstellung einer Schleudergusskokille mit einem Schlichteüberzug
RU2696590C1 (ru) * 2018-11-14 2019-08-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" Способ приготовления жидкостекольного связующего для получения формовочных и стержневых смесей
US11123789B2 (en) * 2019-01-22 2021-09-21 Lift Technology Method for inorganic binder castings
US11759848B2 (en) * 2019-01-22 2023-09-19 Lift Technology Method for inorganic binder castings
JP7156096B2 (ja) * 2019-03-06 2022-10-19 新東工業株式会社 付加製造システム及び容器
EP3747634B1 (de) * 2019-06-07 2022-05-04 ExOne GmbH Verfahren zum herstellen mindestens eines bauteils im 3d-druck und 3d-drucker
DE102019116406A1 (de) * 2019-06-17 2020-12-17 HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Additivmischung für Formstoffmischungen zur Herstellung wasserglasgebundener Gießereiformen und Gießereikerne
DE102019116702A1 (de) * 2019-06-19 2020-12-24 Ask Chemicals Gmbh Geschlichtete Gießformen erhältlich aus einer Formstoffmischung enthaltend ein anorganisches Bindemittel und Phosphat- und oxidische Borverbindungen, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
FR3099999B1 (fr) * 2019-08-22 2022-11-04 Safran Helicopter Engines Procédé de fabrication additive d’un moule pour fonderie et procédé de fabrication d’une pièce métallique mettant en œuvre ledit procédé
DE102020102784A1 (de) 2019-11-17 2021-05-20 Fricke Und Mallah Microwave Technology Gmbh Mikrowellen-sandformkasten
CN110819167A (zh) * 2019-11-25 2020-02-21 武汉绿之美铸造材料有限公司 一种喷墨式的3d打印机用墨水及其制造方法
DE102020107742A1 (de) 2020-03-20 2021-09-23 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers
CN111377744A (zh) * 2020-03-24 2020-07-07 共享智能铸造产业创新中心有限公司 3d打印陶瓷材料用硫酸盐基复合粘结剂
DE102020110289A1 (de) 2020-04-15 2021-10-21 Peak Deutschland Gmbh Verfahren unter Verwendung eines anorganischen Binders für die Herstellung von ausgehärteten dreidimensional geschichteten Formkörpern für Gießereikerne und -formen
DE102020119013A1 (de) 2020-07-17 2022-01-20 HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung eines Artikels zur Verwendung in der Gießereiindustrie, entsprechende Form, Kern, Speiserelement oder Formstoffmischung sowie Vorrichtungen und Verwendungen
KR102595277B1 (ko) * 2021-03-25 2023-10-27 한국생산기술연구원 3d 프린팅용 무기 바인더 및 그 제조방법
DE102021002770A1 (de) * 2021-05-28 2022-12-01 Voxeljet Ag 3d-druckverfahren und damit hergestelltes formteil unter verwendung von wasserglasbinder und ester
DE102021116930A1 (de) 2021-06-30 2023-01-05 Ask Chemicals Gmbh Verfahren zum schichtweisen aufbau von formen und kernen mit einem wasserglashaltigen bindemittel
AT525545B1 (de) * 2021-10-27 2023-05-15 Breitenberger Georg Verfahren und vorrichtung zur herstellung von formbauteilen
DE102023107871A1 (de) 2023-03-28 2024-10-02 Ask Chemicals Gmbh Verfahren zum schichtweisen aufbau von körpern durch 3-d druck mit einem wasserglashaltigen bindemittel und einem verarbeitungsadditiv

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6139619A (en) * 1996-02-29 2000-10-31 Borden Chemical, Inc. Binders for cores and molds
US20030133822A1 (en) * 2000-06-16 2003-07-17 Urban Harryson Method and apparatus for producing free-form products
US20040056378A1 (en) * 2002-09-25 2004-03-25 Bredt James F. Three dimensional printing material system and method
DE102011053205A1 (de) * 2011-09-01 2013-03-07 Prometal Rct Gmbh Verfahren zum herstellen eines bauteils in ablagerungstechnik
RU2012117834A (ru) * 2009-09-30 2013-11-10 Стратасис, Инк. Нецилиндрические филаменты для использования в экструзионных цифровых системах изготовления

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4233078A (en) * 1979-07-03 1980-11-11 Kaiser Aluminum & Chemical Corporation Refractory composition for forming a monolithic structure
US4347890A (en) * 1981-03-09 1982-09-07 Pq Corporation Method for binding particulate materials
DE3369257D1 (en) * 1982-12-11 1987-02-26 Foseco Int Alkali metal silicate binder compositions
JP2618448B2 (ja) 1988-08-09 1997-06-11 株式会社日立製作所 ガスタービン燃焼器状態監視装置及び監視方法及び制御方法
US5204055A (en) * 1989-12-08 1993-04-20 Massachusetts Institute Of Technology Three-dimensional printing techniques
JP3215881B2 (ja) * 1994-05-27 2001-10-09 イーオーエス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング イレクトロ オプティカル システムズ 鋳込み技術に使用される方法
ES2296659T3 (es) * 2000-09-25 2008-05-01 Voxeljet Technology Gmbh Procedimiento para la fabricacion de un elemento con la tecnica de deposicion.
US7807077B2 (en) * 2003-06-16 2010-10-05 Voxeljet Technology Gmbh Methods and systems for the manufacture of layered three-dimensional forms
US7381360B2 (en) * 2003-11-03 2008-06-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Solid free-form fabrication of three-dimensional objects
DE102004042535B4 (de) 2004-09-02 2019-05-29 Ask Chemicals Gmbh Formstoffmischung zur Herstellung von Gießformen für die Metallverarbeitung, Verfahren und Verwendung
DE102006049379A1 (de) 2006-10-19 2008-04-24 Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH Phosphorhaltige Formstoffmischung zur Herstellung von Giessformen für die Metallverarbeitung
DE102007008149A1 (de) 2007-02-19 2008-08-21 Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH Thermische Regenerierung von Gießereisand
DE102007045649B4 (de) 2007-09-25 2015-11-19 H2K Minerals Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Form und/oder eines Kernes unter Verwendung von zerkleinerten natürlichen partikulären amorphen Kieselsäurematerialien im Gießereibereich und Binderzusammensetzung
DE102007051850A1 (de) 2007-10-30 2009-05-07 Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH Formstoffmischung mit verbesserter Fliessfähigkeit
DE102011105688A1 (de) * 2011-06-22 2012-12-27 Hüttenes-Albertus Chemische Werke GmbH Verfahren zum schichtweisen Aufbau von Modellen
DK201170423A (en) 2011-08-02 2013-02-03 Bollerup Jensen As A low viscosity metal silicate composition
DE102012020509A1 (de) 2012-10-19 2014-06-12 Ask Chemicals Gmbh Formstoffmischungen auf der Basis anorganischer Bindemittel und Verfahren zur Herstellung von Formen und Kerne für den Metallguss
DE102012020511A1 (de) 2012-10-19 2014-04-24 Ask Chemicals Gmbh Formstoffmischungen auf der Basis anorganischer Bindemittel und Verfahren zur Herstellung von Formen und Kerne für den Metallguss
DE102012020510B4 (de) 2012-10-19 2019-02-14 Ask Chemicals Gmbh Formstoffmischungen auf der Basis anorganischer Bindemittel und Verfahren zur Herstellung von Formen und Kerne für den Metallguss
JP5986498B2 (ja) * 2012-12-19 2016-09-06 旭有機材株式会社 コーテッドサンドの製造方法及び鋳型の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6139619A (en) * 1996-02-29 2000-10-31 Borden Chemical, Inc. Binders for cores and molds
US20030133822A1 (en) * 2000-06-16 2003-07-17 Urban Harryson Method and apparatus for producing free-form products
US20040056378A1 (en) * 2002-09-25 2004-03-25 Bredt James F. Three dimensional printing material system and method
RU2012117834A (ru) * 2009-09-30 2013-11-10 Стратасис, Инк. Нецилиндрические филаменты для использования в экструзионных цифровых системах изготовления
DE102011053205A1 (de) * 2011-09-01 2013-03-07 Prometal Rct Gmbh Verfahren zum herstellen eines bauteils in ablagerungstechnik

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021262172A1 (en) * 2020-06-25 2021-12-30 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Shear thinning build material slurry

Also Published As

Publication number Publication date
PL3230046T3 (pl) 2023-10-02
WO2016091249A1 (de) 2016-06-16
CN117067581A (zh) 2023-11-17
JP2017538585A (ja) 2017-12-28
JP7049112B2 (ja) 2022-04-06
MX2017007586A (es) 2017-09-07
KR102377287B1 (ko) 2022-03-22
US20170320128A1 (en) 2017-11-09
RU2017124624A3 (ru) 2019-05-21
BR112017012507A2 (pt) 2018-01-09
BR112017012507B1 (pt) 2022-07-12
EP3230046A1 (de) 2017-10-18
EP4234132A3 (de) 2024-03-20
EP4234132A2 (de) 2023-08-30
DE102014118577A1 (de) 2016-06-16
US11759847B2 (en) 2023-09-19
RU2017124624A (ru) 2019-01-15
KR20170098246A (ko) 2017-08-29
EP3230046B1 (de) 2023-05-31
ES2949097T3 (es) 2023-09-25
JP2021049584A (ja) 2021-04-01
US20230059329A1 (en) 2023-02-23
CN107000322A (zh) 2017-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2706616C2 (ru) Способ послойного формирования форм и стержней посредством содержащего жидкое стекло связующего и содержащее жидкое стекло связующее
CN105073299B (zh) 包含粒状形式的铝和锆的金属氧化物的模具材料混合物
CN105102148B (zh) 包含粒状形式的铝和锆的金属氧化物的模具材料混合物
JP6165242B2 (ja) 硫酸バリウムを含む鋳型材料混合物
RU2699133C2 (ru) Смеси литийсодержащего формовочного материала на основе неорганического связующего для получения форм и стержней для литья металла
RU2762467C1 (ru) Способ изготовления литейных форм и литейных стержней, пригодных для изготовления изделий из волокнистых композиционных материалов или литых деталей из металла или полимерного материала, формовочные материалы и связующие, используемые в способе, а также литейные формы и стержни, изготовленные этим способом
CN110944768A (zh) 铸模材料和其制造方法、铸模的制造方法、以及回收耐火性骨料的再生方法
CN114080283A (zh) 能从含有无机粘合剂和磷化合物以及氧化硼化合物的模制材料混合物获得的涂覆的铸模及其制造方法和应用
CN115916429A (zh) 生产用于铸造行业的制品的方法，相应的模具、型芯、进料器元件或模制材料混合物，以及装置和用途
US20230001470A1 (en) Cores for die casting
JP2024525442A (ja) 水ガラスを含有するバインダーによるモールドおよびコアの積層構築のための方法
US20220355366A1 (en) Additive mixture for moulding material mixtures for the production of water-glass-bonded casting moulds and casting cores