DD145844A3 - VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER PR SSENFORM MIT EINER SHORE A-HAERTE < 20 GRAD FUER DIE KE AMISCHE FORMGEBUNG - Google Patents

Abstract

Anpruch: Verfahren zur Herstellung einer Pressenform mit einer Shore A * 20 Grad für die keramische Formgebung, vorzugsweise zum quasi-isostatischen Pressen von Tassenhenkeln, unter Verwendung PVC-haltiger Materialien, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Rohstoffen 20 bis 30 % PVC-Pulver, zerstäubungsgetrocknet, 70 bis 80 % Weichmacher, 0,5 bis 2 % Wärmestabilisator bei Temperaturen zwischen 150 und 200 Grad C, vorzugsweise 170 Grad C, und einer Haltezeit von 200 bis 400 min eine blasenfreie zähflüssige Plastmasse hergestellt und in einen kreisförmigen Rezipienten aus Stahl in einen Behälter, der dem Rezipienten in Gestalt und Größe entspricht, in der vorher ein Kern aus gehärtetem Stahl oder aus Sinterkorund und eine Tauchform in Gestalt eines Henkels mit aufeinander abgestimmten Maßen eingebracht wird, gegossen, abgekühlt und danach die Tauchform entfernt wird.

Description

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Verfahren zur Herstellung einer Pressenform mit einer Shore A-Härte 5- 20° für die keramische Formgebung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Prossenform mit einer Shore A-Härte 6 20° für die keramische Forage"bung, vorsugsweise zum quasi-isostatischen Pressen von Tassenhenkeln, unter Verwendung PVC-haltiger Materialien.

Es ist bekannt, daß in der feinkeramischen Formgebung rotationssynetrische Artikel nach dem Drehverfahren.mit Schablone und Spindel mit Modellform hergestellt werden· Die plastische !formgebung hat einen hohen Mechanisier ungsgrad erreichte

Nichtrotationssymetrische Gegenstände müssen dagegen nach dem Schlickergießverfahren gefertigt werden« In der gegenwärtigen Technologie werden Tassenhonkel manuell durch Gießen hergestellt» Nach vorsichtiger Trocknung müssen die Honice 1 ebenfalls manuell nachbearbeitet werde η ι indea die Gießnähte mit Messer und Schwamm entfernt werden.

Das Trockenpreßverfahren gestattet eine automatische Fertigung β Ss tritt jedoch der ITachteil auf, daß es durch Reibungseffekte zu einer ungleichmäßigen Druckverteilung und so zu Hohdichteunterschieden über dem Querschnitt des Preßlings kommt_o Nach dem Trockenpreßverfahren ist es auf Grund der Geometrie nicht einfach möglich, Henkel zu pressen. Ein durch Trockenpressen

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hergestellter Henkel müßte auf jeden Fall .nachbearbeitet werden. \ . -· : ' i

Diese ITaehtoile treten beim.isostatischen Pressen :

nicht auf, da der Preßdruck allseitig auf den zu ver- _; pressenden Stoff einwirkt. Dieses Verfahren wird in der Pulvermetallurgie und in der Keramik zur Formgebung zum Verdichten angewendet, wenn hohe gleichmäßige Dichte ' und weitgehende Homogenität auch anderer physikalicher Eigenschaften des Formlings gefordert werden,, :

Eine Spezialart des isostatischen Pressens ist das. > quasiisostatische Pressen. ί/Ian versteht darunter ein I Verfaliren zur Formgebung pulverförmiger Massen unter ,: Verwendung eines Kunststoffes, der si ch unter Druck, i ?/ie eine Flüssigkeit hoher Viskosität verhält» Der ;

Kunststoff.dient gleichzeitig als Formmaterial und als

Es ist bekannt, daß Kunststoffe in der keramischen Industrie zum Einsatz kommen«,'.Beim isostatischen Pres-; sen nach dem Haßmatrisenverfahren wird als flexibles Formenmaterial vor allem guiamiartiges Material verwendet.

Fornienmaterial. auf der Basis von PVG kann als Ersatz für Gipsformen beim Drehen und Gießen zum Einsatz korn-: men. Dabei wird eine Mischung von PVG-PuIver verschiedener Körnung bei einer Temperatur von 200 ⁰G gesintert. Die so hergestellten PVG-Förmen sind porös und ?/esentlieh widerstandsfähiger gegen Wärme und Abrieb als i G-ipformeru ;

Es ist weiterhin bekannt, das Organogele, wie z.B„ ; Vinamold, zum quasi—isostatischen Pressen angewendet werden können« Das Preßpulver kann vom Organogel allseitig umhüllt werdeno Unter Druckbeaufschlagung geht das Organogel, daß sich in einem Hesipienten befindet,

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in den zähflüssig en Zustand über« Der Druck wird allseitig auf das Preßpulver" übertragen,/ Auf' diese Weise ist es möglich, einfache geometrische Gegenstände herzustellen«

Die Preßformherstellung auf der Basis von Polyurethan-Elastomeren ist ebenfalls möglich. Es wurde bereits bekannt, Formmaterial aus Polyurethan-Slastonieren, die durch Umsetzung eines Diisocyanates mit einem Polyol ; in Gegenwart von Kettenverlängeren und Katalysatoren, entstehen, als Preßwerkstoffe zu verwenden. Das auf ; dieser Basis hergestellte Material soll Härten von Shore Δ 30 bis 100° aufweisen·'Bei der Entwicklung i

derartiger Preßformen wurde davon ausgegangen, ein \

Material· herzustellen, das sich unter Druck nicht verflüssigt. Da aber nur durch den Gel-Sol-Übergang unter Druck der hydrostatische Zustand und folglich die allseitige Druckeinwirkung auf das zu verdichtende Mate-· rial erreicht wird, sind bei Anwendung von solchen Preßformen die gleichen Nachteile betreffs der Homogenität der Preßlinge wie beim Trockenpressen zu erwarten,. denn nur durch die allseitige Druckeinwirkung ist: es möglich,. homogene Preßlinge herzustellen Dieser Zustand wird gerade beim qiiasi-isos tatischen Pressen durch die reversible Gel-Sol-ümwandlung erreicht»

Die Erfindung verfolgt deshalb den Zweck, die Herstellung von Henkeln für Tassen und andere keramische Gegenstände zu mechanisieren und eine Nachbearbeitung zu ver meidenv I

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Henkel aus keramischen Sprühgranulat quasi-isostatisch zu pressen.¹ Der Zustand der Henkel nach dem Pressen soll eine , liachbeai'beitung nicht mehr erforderlich machen»

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ErfinduEgsgemäß τ/ird die Aufgabe dadurch gelöst, daß als : Formensaterial ein Gemisch, aus PVG und Weichmacher SUm^-EiIiSaIjS komat. Als Weichmacher können einzeln oder als Misellung verwendet werden:

Dioctylphtalat, Trilo?esylphojphat, sowie die Ester der Bikarbonsäuren wie Adipin-, Aselain-, Sebazin- und Bern steinsäure (s.B* Bioktyladipinat, Dioktylazelainat und Dibutylsebazinat). Durch das Verhältnis von Weichmacher und PVG-PuIvez kann die Härte des Formenmaterials im Bereich von 2,5° Shore Α-Härte an aufwärts bis -^ 20° variiert werden» Zur Vermeidung thermischer Zersetzungen des PVC werden Wärmestabilisatoren zugegeben» Als Stabilisator eignen sich: Soda,. Harnstoff, Eposybucjlester sowie Dibutyl-Zinnverbindungen. Durch die Verwendung von Stabilisatoren wird die Bildung von Chlorwasserstoff beim Erwärmen verhindert»

Aas den Rohstoffen wird bei Temperaturen zwischen und 200 ⁰C, vorzugsweise 170 ⁰C, eine blasenfreie, zähflüssige Plastaasse hergestellt« Die .Plastmasse wird fur 200 bis 400 Hin auf dem angegebenen !Temperaturbereich gehalten." Diese Piastmasse wird in einen kreisförmigen Rezipienteri aus Stahl oder in einen Behälter, der ä&s dem Rezipienten In Gestalt und Größe entspricht, gegossen, in dem. sich ein Kern aus gehärtetem. Stahl oder aus Sinterkoruiiä befindet. Desweiteren befindet sich im Rezipienten noch eine Tauchform in.Gestalt eines Henkels mit zum lern aufeinander abgestimmten Maßen'· Die Tauchform hat außer des noch einen Ansatz, der in der Plaste-Preßform die Öffnung für das Einfüllen des zu verpressenden Pulvers üöer die Henkel freiläßt« Diese Öffnung

wird während des Preßvorganges mit von dem Druckstempel des Bezipieiiten ausgefüllt und verschlossen,. Die Tauch— form kann .aus Stahl, temperaturbeständigen Harzen oder keramischen Massen bestehen,. Each Abkühlung der Plast-

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masse wird die Tauchform entfernt, so daß in der Pressenforn ein Hohlraum in Form eines Henkels verbleibt, der das keramische j zu verpressende Pulver aufnimmt.

Als geeignetes Forme^material haben sich Mischungen im Bereich von 20 - 30 % PVC und dementsprechend 80 -.,70 % Weichmachen erwiesene Die Pressenformen entsprechen dann einer Shore Α-Härte zwischen 3 uo-d 18°. Dabei werden zerstäubungsgetrocloietes PVO-Pulver und als Weichmacher vorzugsweise Diqctylphalat verwendet,, Die Wärmestabilisierung wird beispielsweise durch Zusatz von 1,5 % BTS 8 einer schwefelhaltigen Dibutyl-Zinnverbindung erreichte Durch intensives Rühren wird eine homogene Suspension von Weichmacher, PVC-Pulver und Stabilisator hergestellte Die Mischung wird erhitzt auf 170 ⁰C₀ Die "Erhitzungsdauer richtet sich nach dem.PVC-Weichmacher-Verhältnis.· Sie beträgt bei einem PVC-Gehalt von 20 % 240 min, bei 30 % dagegen 360 min. Die blasenfreie sähflüssige Plastmasse wird in. eine Matrize gegossene Während des Abkühlens kommt es zur. Golierung.

Die Formen besitzen den Vorteil, daß sie sich unter Druclc gut verflüssigen, eine gleichmäßige Oberflächengute aufweisen, formstabil sind und deswegen eine hohe Ahformzahl zulassen, ohne daß an den Henkeln Grat auftritt, der durch Handarbeit beseitigt werden muß. Die Formen sind maßhaltig. Die Härte läßt sich variieren und die verbrauchten Formen können erneut eingeschmolzen und vergossen werden»

Die Henkel werden derartig hergestellt, daß· die Form des keramischen Henkels quasi-isostatisch auf einen Kern gepreBt wird. Der Kern befindet sich in einem kreisförmigen Sezipienten aus Stahl (St 70) und wird vom For ine nma te rial umgebe ηΌ In einem Hohlraum, der der Form des He nice Is entspricht und vom Kern einerseits

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Formstoff andererseits begrenzt wird, befindet sich öas keramische Pulver» Als Preßpulver wird wegen seiner guten Hieselfähigkeit Porzellansprühgranulat verwendet. Das Granulat besitzt eine mittlere Formgröße ¥on 120 bis 180/ümbei einem Feuchtegehalt von 0,5 bis :4,-5 %» Das Sprühgranulat läßt man durch ein Fülloch in die Matrize rieselno Das Füiloch bildet den Abschluß des Henkels und muß in seiner Größe der Breite des He nice Is entsprechen'· Eine; andere Möglichkeit des Füllens besteht darin, daß von der Unterseite des Eezipienten über ein leitungssystem mit Ventilen das Sprühgranulat in die Form geblasen wird. Nach dem. Füllen wird der Formstoff Eiit Druck beaufschlagt, indem ein Druckstempol in den Bezipienteh eingeführt wird* Um das Herauspressen des flüssigwerdenden Plastmaterials zu vermeiden,· muß der Stempel mit saugendem Preßsitz eingepaßt werden» Nach Erreichen des Arbeitsdruckes, der in der Größenordnung

' - ' ' ' ' ' —2 ' ·' ' ' ' von 25O bis 800 kp · cm liegen sollte, wird mit einer . .· ' .·.. . ρ

.Geschwindigkeit von $0 kp · cm pro see entlastet. ITach Entfernen des Plastmaterials kann der He nice 1 vom Kern abgenommen werden. Als Kerniaaterial eignet sich hochwertiger gehärteter Stahl oder. Sinterkorund. Durch Variation des Preßdruckes ist es^:möglich,- Henkel der gleichen Packungsdichte, wie die der plastisch herge- . stellten Tassen zu pressen. Dies ist wegen der Abstimmung dar Schwindungsverhältnisse während der Sinterung beachten»

Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. .

Beispiel. 1 ./ ... ^: ' . .

76 Teile Weichmacher Dioctylphtalat werden mit 24- Teilen PYG-PuIver intensiv vermischt. Das zerstäubungsgetrocknete PYC-PuIver hatte < 3% Kornanteil ^- 0,2 mmO Dorch einen Zusatz von 1,5 Teilen BTS 8 einer schwefel

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haltigen Dibuty 1—Zinn ve rbindung wird die Suspension stabilisiert» Die so hergestellte Mischung wird 240 min bei 1/³O ⁰C erhitzt» Die blasenfreie zähflüssige Plastmasse -p/ird in. eine Matrize gegossen, die den Abmaßen des Resipienten entspricht. In der Matrize befindet sich bereits der Kern und eine Tauchform aus Stahl, die der Gestalt des Henkels entspricht. Kern und Tauchform sind in ihren Maßen genau aufeinander abgestimmt. Nach der Abkühlung und Verfestigung des Plastwerkstoffes wird die Tauchfora entfernt» Der Hohlraum, der durch die Entnahme der iPauchform entsteht, entspricht dem Eüllraum für das Granulat» Der so hergestellte Plastwerkstoff besitzt eine Härte von 7,5° Shore Härte A nach TGL 14-365*

Der Plastformeinsatz kann jetzt in den Rezipienten der Preßform, in dem sich der gehärtete Metallkern (St 70) befindet, eingesetzt werden. "Ein Porse 11 anmassespriih.granulat mit einem Feuchte gehalt von 0,6 % und einer mittleren Korngröße von 145vum läßt man durch die Füllöffnung einrieseln.

—2 Gepreß-fe wird mit einem Druck von 250 kpcm V Nach einer Druckhaltezeit von einer Sekunde v/ird in fünf Sekunden entlastet. Der Plastwerkstoff und der Henkel können dem Rezipienten entnommen werden. Der so hergestellte Henkel besitzi; eine Rohdichte von 1,65 gern ^J und kann an plastisch hergestellte Tassengrundkörper angeklebt werden« Die Rauhtiefe beträgt 4-3 ,um.

Beispiel 2

Abfälle der Preßformenherstellung und verschlissene Preßformen werden bei 1?0 ⁰C 130 Minuten erhitzt» Die zähflüssige blasenlose flüssigkeit wird in eine entsprechende Matrize mit Kern und Tauchform gegossene Der nach dem Abkühlen erhärtete Plastwerkstoff wird nach "Entfernung der 'Tauchform in den Rezipienten

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eingesetzte Im Hezipienten befindet sich bereits ein Kern aus Sinterkorunde Hach Einfüllen des Porzellan- , sprühgr anul ate s , vo η 1,5 % Fe lic ht e ge hai t und e i ne ni . mit tlerea. Itoi'iiGurchniesser von 145/Um wird mit einem Druck

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von 750 kpcm *" gepreßt, 'sine-Sekunde der Druck gehalten und in 15 Sekunden entlastet» Der Plastwerkstoff'.und der Henkel· können, dem. Sezipienten entnommen werden« Der Henkel-besitzt" eine Sohdichte von 1,80 gern""" und eine Kauntiefe von 40vUm_o

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung einer Pressenform mit einer Shore A- 20° für die keramische Formgebung,· vorzugsweise zum quasi-isostatischeη Pressen von.

Tassenhenkeln, unter Verwendung PVG-haltiger Materialien, dadurch ^kennzeichnet, daß aus den Hohstoffen

20 bis 30 % PVC-PuIver, zerstäubungsgetrocknet, 70 "bis 80 % Weichmacher,
0,5 bis 2 % Wärme stabilisator

bei Temperaturen zwischen 150 und 200 ⁰O vorzugsweise 170 ⁰G, und einer Haltezeit von 200 bis 4-00 min eine blasenfreie zähflüssige Plastmasse hergestellt und in einen kreisförmigen Rezipienten aus Stahl in einen Behälter, der dem I-tezipienten in Gestalt und Große entspricht, in den vorher ein Kern aus gehärtetem «Stahl oder aus pint erkor und und eine Taue hf or in. in Gestalt eines Henkels mit aufeinander abgestiraiaten Maßen eingebracht wird, gegossen, abgekühlt und danach die Tauchform entfernt \7ird,

2_β Verfahren nach Anspruch 1, dadurch p;ekennzeichnet, daß als Weichmacher Dioctylphtalat, Trikresylphosphat sowie die Ester.der Dicarbonsäuren, wie Adipin-, Azelain-, Sebazin- und Bernsteinsäure (z.B. Dioktyladipinat, Dioktylazelainat und Dibutylsebazinat) oder eine -Mischung derselben verwendet wird₀'

3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmestabilisator eine Dibutyl-Ziimverbindung oder ein anderes, an sich bekanntes Material, wie Soda, Harnstoff oder Spoxybucylester verwendet wird·

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Pate ntanspr Liehe:

4. Verfahren nach. Anspruch. 1, dadurch, p.ekennzeichne.t, daß die Tauchform, aus Stahl, temperaturbeständigen · Harzen oder keramischen. Massen hergestellt .wird'«,

5. Verfahren nach. Anspruch 1 bis 4, dadurch·gekennzeichnet, daß eine Liischung aus 24· Teilen PVC-Pulver, 76 Seilen Dioctylphtalat und 1,5 -Teilen BTS 8 einer schwefelhaltigen Dibutyl-Zinnverbindung für 240 min auf 170 ⁰G erhitzt v;ird_e