Kochel am See, September 2014

Druckschlickerguss für Anwendungen der Technischen Keramik und für die

Feuerfestindustrie Seit nun mehr als 6 Jahren arbeiten das Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik (IKGB) der TU

Bergakademie Freiberg und Dorst Technologies, Kochel am See, auf dem Gebiet des

Druckschlickergusses zusammen. Die Partner haben sich in 2008 aus gutem Grund gefunden.

Das Team um Prof. Dr. C.G. Aneziris genießt einen weltweit guten Ruf für anerkannte Kompetenz in

der Werkstoffentwicklung und in der Konfektionierung von keramischen Werkstoffen.

Dorst Technologies kann auf eine Jahrzehnte lange Erfahrung in der Entwicklung und dem Bau von

Druckgussanlagen und Formen für die Geschirr- und Sanitärindustrie zurückgreifen.

Schon immer war es naheliegend diese aus der traditionellen Keramik bekannte Technologie auch für

technische Werkstoffe zu nutzen. Insbesondere Anwendungen aus der Feuerfestkeramik stehen

dabei im Fokus, da hier große und zunehmend genaue Bauteile aus Keramik benötigt werden. Kein

Kraftwerk, keine Müllverbrennungsanlage und kein Stahlwerk kommen ohne leistungsfähige

Feuerfestkeramik aus.

Mittels Druckschlickerguss lassen sich die Anforderungen an funktionelle, temperatur- und

errosionsbeständige Bauteile sehr gut erfüllen, soweit nur der richtige Werkstoff bereit gestellt

werden kann. Auch hinsichtlich Größe, Formenvielfalt und Toleranzen werden durch diese

Herstellmethode neue Dimensionen erschlossen.

Die Entwicklungen am IKGB liefern dazu genau die keramischen Schlicker, die hier für den Druckguss

gebraucht werden.

Die erforderlichen Maschinen und Automationskomponenten unterscheiden sich nur wenig von den

bekannten Standardanlagen. Entwicklungsergebnisse lassen sich deshalb sehr gut auf industriellen

Maßstab skalieren. Der Schlüssel für eine erfolgreiche Realisierung liegt aber in der spezifischen

Fülltechnik und dem Formenbau sowie der individuellen Prozessführung.

Im Rahmen der Partnerschaft hat Dorst als Dauerleihgabe an das Institut in Freiberg für diese

Entwicklungen eine modifizierte Druckgussanlage Typ DGM80 zur Verfügung gestellt. Die

notwendigen Druckgussformen werden auftragsbezogen geliefert.

Wir danken an dieser Stelle Frau Dipl.-Ing. Nora Gerlach von der TU-BAF für den nachfolgenden

Beitrag, der einen guten Einblick in die laufende Arbeit am Institut und die Forschungsergebnisse

liefert. Es wird deutlich, welche vielfältigen, interessanten Perspektiven für innovative Anwendungen

in der Technischen Keramik und für die Feuerfestindustrie der Druckschlickerguss bieten kann.

Dipl.-Ing. Hans-Christian Schmidt

Technische Keramik und Magnetwerkstoffe,

New Business Development

TU Bergakademie Freiberg I Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik I Agricolastraße 17 I 09599 Freiberg E-Mail: aneziris@ikgb.tu-freiberg.de I Tel.: ++49 (0) 3731 / 39-2608 I Fax: ++49 (0) 3731 / 39-2419

Internet: www.ikgb.de

Nora Gerlach, Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik, TU-BAF, Freiberg/Sachsen, 2014

Druckschlickerguss am Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik der TU Freiberg

Der Druckschlickerguss grob- und feinkeramischer Werkstoffe spielt eine große Rolle am Institut für

Keramik, Glas- und Baustofftechnik, an der TU Bergakademie Freiberg. Dank der Firma DORST

Technologies steht dem Institut eine Druckgussmaschine DGM 80D zur Verfügung. Mit Hilfe eines

neu entwickelten Bindersystems [1] ist es möglich, kaolinfreie Massen mit einer Korngröße bis 3 mm

zu vergießen und formstabil zu entformen. Je nach Material und Wassergehalt des Schlickers, sind

Gießzeiten von 30 bis 10 min möglich.

Druckschlickergegossen werden folgende Werkstoffe: Korund (seine Bild 1), Mullit, Zirkonmullit,

Spinell, Bonite, SiC, Zirkondioxid und kohlenstoffgebundenes Al2O3 (siehe Bild 2) [2, 3].

Im Rahmen des Sonderforschungsbereiches SFB799 wurden zudem Stahl-Keramik-

Verbundwerkstoffe erfolgreich vergossen.

Bild 1: Platte aus Korund (220 x 220 x 40 mm³) Bild 2: Platte aus kohlenstoffgebundenem Al2O3

(220 x 220 x 40 mm³)

Die Analyse des Rheologischen Verhaltens der grobkörnigen Schlicker erfolgt im Institut mit einem

Kugelfallviskosimeter. Außerdem können Vorversuche in einer Drucknutsche Aufschluss über das

mögliche Entwässerungsverhalten, beim späteren Druckschlickerguss in der Anlage, liefern.

Mit Hilfe des Computertomografen am Institut, können die druckgegossenen Proben zerstörungsfrei

analysiert werden. Wie Abbildung 3 verdeutlicht, ist die Verteilung des Grobkornes im Scherben,

nach dem Druckschlickerguss, gleichmäßig.

TU Bergakademie Freiberg I Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik I Agricolastraße 17 I 09599 Freiberg E-Mail: aneziris@ikgb.tu-freiberg.de I Tel.: ++49 (0) 3731 / 39-2608 I Fax: ++49 (0) 3731 / 39-2419

Internet: www.ikgb.de

Bild 3: Verteilung des Grobkornes (max. 3 mm) im Scherben, CT-Aufnahme, Voxelgröße: 214,90 µm

[1] DE102012017822B3 Gerlach, N.; Aneziris, C.G.; Wenzel, C.: Verwendung eines Gemisches aus

Konjakmehl und Welan Gum als Binder für die keramische und pulvermetallurgische Formgebung,

19.09.2013

[2] Klippel, U.; Aneziris, C.G.; Metzger, A.J. (2011): Shaped coarse grained refractories by pressure slip

casting. Adv. Eng. Mater. 13 (1-2), pp. 68-76

[3] Schafföner, S.; Aneziris, C.G. (2012): Pressure slip casting of coarse grain oxide ceramics. Ceram.

Int. 38, pp. 417-422