DE4012044A1 - Prodn. of moulds-models etc., for ceramic industry - made of absorbent core material coated with wear-resistant material - Google Patents

Prodn. of moulds-models etc., for ceramic industry - made of absorbent core material coated with wear-resistant material

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Abstract

Method of producing moulds, models and tools esp. for use in the ceramic industry consists of casting a fine wear-resistant mass in which a core body of sufficient strength and suction capability is embedded. The fine mass is pref. moulding gypsum, a combined calcium silicate hydrate, a resin-strengthened body etc. ADVANTAGE - Wear-resistant moulding gypsum is used in a reduced quantity. The moulds can be used several times and the core body can be recycled by recasting the wear-resistant coating around it.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formen, Modellen und Werkzeugen zur Formgebung, insbesondere in der keramischen Industrie.The invention relates to a method for manufacturing of shapes, models and tools for shaping, especially in the ceramic industry.

Seit Jahrhunderten bewährt ist die Formgebung in der feinkeramischen Industrie mit Hilfe homogen aufgebauter Gipsformen. Seit einiger Zeit gibt es auch Versuche auf der Basis von Calciumsilicathydraten. Ein deutlicher Fortschritt erfolgte durch die Einführung des Druckguß- und Naßpreßverfahrens, wobei der Aufbau des einzulegenden Schlauchsystems einen relativen großen Aufwand darstellt und besonderes manuelles Geschick erfordert. Ansonsten sind die herkömmlichen Druckguß- und Naßpreßformen aus vollem Formengips aufgebaut.The design in the fine ceramic industry with the help of homogeneously structured Plaster molds. There have also been attempts for some time the base of calcium silicate hydrates. A clear one Progress came with the introduction of die casting and wet pressing process, the structure of which is to be inserted Hose system represents a relatively large effort and requires special manual skill. Otherwise are the conventional die casting and wet pressing molds built from full plaster of mold.

Die Druckschrift EP 02 03 333 betrifft ein Verfahren, bei dem auf einem mineralischen Bindemittel eine Glasfaser-verstärkte Formmasse aufgetragen wird. Schließlich sind Formgebungs­ verfahren bekannt, bei denen keinerlei anorganische Binde­ mittel eingesetzt werden.EP 02 03 333 relates to a method in which glass fiber reinforced on a mineral binder Molding compound is applied. After all, are shaping known procedures in which no inorganic bandage means are used.

Alle bisher entwickelten Verfahren konnten jedoch die seit Jahrhunderten bewährten Formgebungsverfahren mit Hilfe homogen aufgebauter Gipsformen nicht verdrängen. Die Vorteile sind die Preiswürdigkeit der Ausgangsstoffe und das leichte Herstell­ verfahren.However, all processes developed to date have been able to Shaping processes that have been tried and tested over centuries with the help of homogeneous Do not dislodge built plaster molds. The advantages are Inexpensive raw materials and easy manufacture method.

Das Gipsformverfahren besitzt jedoch einige Eigenschaften, die zu seinem Nachteile wirken: However, the gypsum molding process has some properties that to its disadvantage:  

Es gilt stets einen Kompromiß zwischen Abriebfestigkeit und Saugfähigkeit einzugehen, weil beide Eigenschaften sich gegenseitig ausschließen. So muß man zur Erzielung einer hohen Saugfähigkeit eine weniger abriebfeste Formengipstype auswählen, obwohl durchaus abriebfeste Formengipstypen auf dem Markt erhältlich sind, die natur­ gemäß den Nachteil der geringen Saugfähigkeit aufweisen. So geht das Relief nach einer Abformzahl verloren, bei der andere Formeneigenschaften durchaus höhere Abformzahlen zu­ lassen würden. Somit müssen die Gipsformen laufend kontrolliert und je nach angelegtem Maßstab aussortiert und verworfen werden. - So sind große Porzellanwerke an einem Standort gezwungen pro Woche bis zu 60 Tonnen gebrauchte Formen (mehrere 10 000 Stück Formen) auf Deponien zu geben. Platz-, Sickerwasser- und Grundwasser-Probleme sind die Folge.There is always a compromise between abrasion resistance and absorbency because both properties mutually exclusive. So you have to achieve a high absorbency a less abrasion resistant Select mold gypsum type, although quite abrasion-resistant Mold plaster types are available on the market that are natural according to the disadvantage of low absorbency. So the relief is lost after an impression number in which other mold properties definitely higher impression numbers would let. The plaster molds must therefore be checked continuously and sorted and discarded depending on the scale applied. - This is how large porcelain factories are forced at one location up to 60 tons of used molds per week (several 10,000 Pieces of mold) in landfills. Space, leachate and Groundwater problems are the result.

Die Verfahren gemäß dem Stand der Technik besitzen somit eine unzureichende Umweltverträglichkeit, unbefriedigende Rezykli­ sierbarkeit der Materialien und Formen sowie unbefriedigende Eigenschaften der bisher hergestellten Formen.The methods according to the prior art thus have one inadequate environmental compatibility, unsatisfactory recycling sibility of materials and shapes as well as unsatisfactory Properties of the molds previously produced.

Demgegenüber liegt vorliegender Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu liefern, bei dem ein hochwertiger d. h. abrieb­ fester Gips in einer reduzierten Menge eingesetzt werden kann, das reduzierte Abfallmengen beinhaltet und gleichzeitig die bisherigen Vorteile der Formen aus herkömmlichen Bindemitteln weiterhin aufweist. In contrast, the present invention is based on the object to provide a process in which a high quality d. H. rubbed off solid gypsum can be used in a reduced amount, that includes reduced waste and at the same time that previous advantages of molds made from conventional binders still has.  

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß in die vorhandenen Einrichtungen eine feinteilige nach der Aushärtung abriebfeste Masse eingegossen und im noch reaktionsfähigen Zustand ein ausreichend fester und gleichzeitig saugfähiger Kern darin eingebettet wird.This object is achieved in a method of solved at the beginning, that in the existing facilities a finely divided after hardening, cast in abrasion-resistant mass and a sufficiently firm and still reactive absorbent core is embedded at the same time.

Die Unteransprüche 2 bis 8 betreffen besondere Ausführungs­ formen des erfindungsgemäßen Verfahrens.The sub-claims 2 to 8 relate to special execution form the method according to the invention.

Das Verfahren wird im folgendem beispielhafterweise in das Wesen der Erfindung darlegender, jedoch nicht beschränkender Weise beschrieben.The method is exemplified in the following the essence of the invention, however, not described in a restrictive manner.

Es hat sich herausgestellt, daß durch geschickte Auswahl zweier verschiedener Werkstoffe in Doppelschicht-Bauweise sich Formen in voller Funktionsfähigkeit herstellen lassen. Das vorgeschlagene Verfahren wird durch folgende Verfahrens­ schritte beschrieben:It has been found that by skillful selection two different materials in double-layer construction molds can be produced in full functionality. The proposed procedure is followed by the following procedure steps described:

  • a) Einfüllen einer feinteiligen und nach dem Aushärten abrieb­ festen Masse in die "Einrichtungen" der keramischen Produktions­ stätten in einer Schichtdicke von 2 bis 12 mm, vorzugsweise 4 bis 6 mm,a) Filling a finely divided and rubbed off after curing solid mass in the "facilities" of ceramic production in a layer thickness of 2 to 12 mm, preferably 4 to 6 mm,
  • b) Einbetten eines ausreichenden festen, gut saugfähigen Kerns in die vorgelegte feinteilige Masse. Dabei kann die feinteilige Masse bestehen aus: hochwertigem Formgips mit hoher Abrieb­ festigkeit nach erfolgter Aushärtung, Calciumsilicathydrat, kunststoffvergüteten mineralischen Bindemitteln.b) Embedding a sufficient solid, well absorbent core into the fine-particle mass presented. The fine-grained Mass consist of: high quality molded plaster with high abrasion strength after curing, calcium silicate hydrate, plastic-coated mineral binders.

Der einzubettende Kern kann bestehen aus: einem Formengips- Körper mit hoch eingestellter Saugfähigkeit, einem Calciumsilicat-Körper mit ebenfalls hoch eingestellter Saugfähigkeit, einem keramischen Filter oder einer saugfähig eingestellten Kunstharzmasse. Vorzugsweise wird ein keramischer Filter mit der bekannt raschen Wasseraufnahme­ fähigkeit, der hohen Wasserspeicher-Kapazität und der hohen kapillaren Steighöhe gegenüber aufzusaugendem Wasser ver­ wendet. Alle Kerne können durch Gießen oder durch herkömmliche Spanabhebungen oder durch CAD/CNC-Formgebungen angefertigt werden. Die Auswahl der Stoffkombination zwischen feinteiliger Deckschicht und porösem Kern hat so zu erfolgen, daß nicht nur ein mechanischer Verbund, sondern auch ein kapillarer Übergang gewährleistet sind.The core to be embedded can consist of: Body with high absorbency, one Calcium silicate body with also high set Absorbency, a ceramic filter or one absorbent synthetic resin mass. Preferably a ceramic filter with the known rapid water absorption ability, the high water storage capacity and the high capillary rise against water to be absorbed turns. All cores can be cast or conventional Machining or made by CAD / CNC shaping will. The choice of the combination of fabrics between finely divided Cover layer and porous core must be done so that not only a mechanical bond, but also a capillary transition are guaranteed.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß durch die laufende Aufnahme der Inhaltstoffe des keramischen Schlickers die Kapillarität und somit die Wasser­ aufnahmefähigkeit der bisherigen homogenen Formenkörper nicht mehr beeinträchtigt wird; vielmehr weist der erfindungsgemäße Kern eine derart hohe innere Oberfläche und Aufnahmefähigkeit für die genannten Inhaltsstoffe auf, daß dessen Saugfähigkeit und Wasserweiterleitung nicht beeinträchtig werden. Auch daher tritt eine längere Lebensdauer und somit höhere Abformzahl der erfindungsgemäßen Formen ein.There is a particular advantage of the method according to the invention in that through the ongoing intake of the ingredients of the ceramic slip the capillarity and thus the water Absorbency of the previous homogeneous moldings not is more impaired; rather, the invention The core is such a high inner surface and absorption capacity for the ingredients mentioned that its absorbency and water transmission are not impaired. That's also why occurs a longer service life and thus a higher number of impressions forms according to the invention.

Eine besonders vorteilhafte Eigenschaft des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß nach Verschleiß der dünnwandigen Deckschicht der Kern der Form wieder verwendet werden kann. Zweckmäßigerweise löst man das anorganische Bindemittel mit Hilfe von Wasser und/oder einer handelsüblichen Salz-/Säure- Kombination ab. Die dabei anfallende Lösung kann regeneriert und zumindest teilweise wieder verwendet werden.A particularly advantageous property of the invention The procedure is that after wear the thin-walled Top layer the core of the mold can be reused. The inorganic binder is expediently also dissolved Using water and / or a commercially available salt / acid  Combination. The resulting solution can be regenerated and at least partially reused.

Ein weiteres Verfahren zum Wiederverwenden der saugfähigen Kerne ist das Erhitzen der verbrauchten Form auf eine geeignete Temperatur, wodurch sich die feinteilige Deckschicht leichter ablösen läßt.Another method of reusing the absorbent Cores is the heating of the used form to one suitable temperature, which causes the finely divided top layer can be removed more easily.

In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens belüftet man die erhärtende Deck­ schicht deckschicht- oder kehrseitig, um dadurch zusätzlich wasser­ gängige Poren zu schaffen. Diese unterstützen bei der anschließenden Formgebung den Wassertransport von der keramischen Masse über die feinteilige Deckschicht bis zum saugfähigen Kern bei angelegtem kernseitigen Unterdruck bzw. angelegtem deck­ schichtseitigen Überdruck.In a further particularly advantageous embodiment of the the method according to the invention is aerated the hardening deck layer on the top layer or on the reverse side, thereby adding additional water to create common pores. These help with the subsequent shaping the water transport from the ceramic Mass over the finely divided top layer to the absorbent core with vacuum applied to the core or deck applied layer-side overpressure.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung von Formen, Modellen und Werkzeugen zur Formgebung, insbesondere in der keramischen Industrie, dadurch gekennzeichnet, daß in die vorhandenen Einrichtungen eine feinteilige nach der Aushärtung abriebfeste Masse eingegossen und im noch reaktionsfähigen Zustand ein ausreichend fester und gleichzeitig saugfähiger Kern darin eingebettet wird.1. Process for the production of molds, models and tools for shaping, in particular in the ceramic industry, characterized in that a fine-particle, abrasion-resistant mass is poured into the existing facilities and a sufficiently firm and simultaneously absorbent core is embedded therein in the still reactive state becomes. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feinteilige Masse Formengips, ein kombiniertes Calciumsilicathydrat, ein kunstharzvergütetes anorganisches Bindemittel, ein reines saugfähiges Kunstharz oder dergleichen ist.2. The method according to claim 1, characterized, that the finely divided mass of molded plaster, a combined Calcium silicate hydrate, a resin-modified inorganic Binder, a pure absorbent resin or is like that. 3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der einzubettende Kern ein saugfähig eingestellter Formengipskörper, ein saugfähig eingestellter Calcium­ silicathydrat-Körper, ein kunstharzvergüteter Körper auf der Basis eines anorganischen Bindemittels, ein reiner saugfähiger Kunstharzkörper, ein poröser keramischer (Filter) oder metallischer Körper oder dergleichen ist. 3. The method according to at least one of claims 1 to 2, characterized, that the core to be embedded is an absorbent one Molded plaster body, an absorbent calcium silicate hydrate body, a resin-modified body based on an inorganic binder pure absorbent synthetic resin body, a porous ceramic (filter) or metallic body or is like that.   4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzubettenden Kerne durch Gießen, durch herkömmliche Spanabhebung, durch CAD/CNC-Formgebung oder dergleichen hergestellt werden.4. The method according to at least one of claims 1 to 3, characterized, that the cores to be embedded by casting, by conventional chip removal, through CAD / CNC shaping or the like. 5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach erfolgtem Verschleiß der dünnwandigen Deck­ schicht die Kerne durch entsprechende Aufbereitung wieder verwendet werden.5. The method according to at least one of claims 1 to 4, characterized, that after wear of the thin-walled deck layer the cores again by appropriate preparation be used. 6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die anfallenden Waschlösungen ebenfalls regeneriert werden.6. The method according to at least one of claims 1 to 5, characterized, that the resulting wash solutions also regenerate will. 7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Stoffkombination feinteilige Deckschicht/ saugfähiger Kern eine Belüftung der Deckschicht und damit die Schaffung zusätzlicher Poren erfolgt, welche bei der anschließenden Formgebung den Wassertrans­ port von keramischer Masse zum saugfähigen Kern bei Druck­ gleichheit, bei Unterdruck auf der Kernseite oder bei Überdruck auf der Deckschichtseite erleichtern bzw. unterstützen. 7. The method according to at least one of claims 1 to 6, characterized, that with a combination of fabrics, finely divided top layer / absorbent core ventilation of the top layer and thus the creation of additional pores occurs which in the subsequent shaping the water trans port of ceramic mass to the absorbent core under pressure equality, with negative pressure on the core side or with Relieve overpressure on the top layer side or support.   8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die verbrauchte Form erhitzt oder sonstigen chemischen/ physikalischen Behandlungsweisen unterzogen wird, wodurch sich die feinteilige Deckschicht vom wiederzuverwendenden Kern ablösen läßt.8. The method according to at least one of claims 1 to 7, characterized, that the used form is heated or other chemical / undergoes physical treatments, whereby the finely divided top layer of the reusable Core can be removed.
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