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Keramische Formgebung – Übersicht

Tone bzw. deren Eigenschaften spielen bei der keramischen Formgebung eine entscheidende Rolle. Ihre Plastizität, die Beweglichkeit der in ihnen enthaltenen Tonminerale, ermöglichen erst, aus einer Rohstoffmasse den gewünschten Gegenstand herzustellen. Ton ist der einzige natürliche Rohstoff, mit dem dies gelingt. Alle anderen Verfahren aus einem beliebigen Material etwas zu formen, benötigen meist chemische Zusatzstoffe.

Bei der keramischen Formgebung werden verflüssigte Schlicker, plastifizierte Massen oder Granulate zu einem „Grünkörper“ mit bestimmter Größe, Form, Dichte und reproduzierbaren Toleranzen verarbeitet. Die geometrischen Abmessungen und die zu fertigenden Stückzahlen bestimmen das anzuwendende Formgebungsverfahren. Von der Schwankung der Gründichte und Maßtoleranzen ist die Schwindung beim anschließenden Brand abhängig. Die Reproduzierbarkeit dieser Größen und die Vermeidung von Defekten, die beim anschließenden Sinterbrand meist nicht mehr korrigiert werden können, bestimmen neben Investitions- und Personalkosten die Wirtschaftlichkeit des jeweiligen Verfahrens. Zur Gewährleistung der Grünfestigkeit, also der Stabilität im ungebrannten Zustand, werden je nach Produkt und/oder Verfahren auch hier Additive eingesetzt.

Das anzuwendende Verfahren wird bestimmt durch:

– die angestrebte Erzeugnisgeometrie

– die Verarbeitungseigenschaften der Arbeitsmasse

– der herzustellenden Stückzahlen

Das Verfahren muss sicherstellen, dass der Formling stofflich homogen ist und ein gleichmäßiges Gefüge d.h. keine Texturen aufweist. Dies setzt voraus, dass die Arbeitsmasse selbst schon homogen ist. Angestrebt wird eine hohe Packungsdichte. Grundsätzlich kommen drei Formgebungsverfahren zur Anwendung:

1. Gießen

Gießen kommt zur Anwendung, wenn die Geometrie des Formlings durch bildsame Formgebung oder Pressen nicht erreicht werden kann. Gießverfahren sind für die Herstellung von Körpern mit komplexen Geometrien oder sehr dünnen, ebenen Bauteilen (Foliengießen) geeignet.

2. Bildsame oder plastische Formgebung

Sie wird dann angewendet, wenn er zu formende Artikel Rotationssymmetrie besitzt und die zu verwendende Masse die erforderliche Bildsamkeit aufweist. Dabei ist das Töpfern mit Ton zwar die bekannteste Anwendung, spielt aber in der Fertigung größerer Stückzahlen praktisch keine Rolle.

3. Pressen

Auf Pressverfahren wird zurückgegriffen, wenn die zu formenden Artikel in großer Stückzahl anfallen, eine hohe Maßgenauigkeit gefordert ist und die Geometrie der Artikel eine Druckverformung erlaubt. Hierbei kommen unbildsame bzw. nur mäßig bildsame Massen zu Einsatz. Für hohe Stückzahlen und bei einfachen Geometrien ist das axiale Trockenpressen das wirtschaftlichste Verfahren. Kompliziertere Geometrien wie z.B. Vertiefungen,  können dabei nur in Pressrichtung realisiert werden. Erfordert die Produktion eine spanende Bearbeitung der Grünkörper, wird kaltisostatisch gepresst.

Daneben gibt es noch Sonderverfahren wie:

– Spritzen oder Gießen aus dem schmelzflüssigen Zustand z.B. Plasmaspritzen

– Spritzgießen unter Zuhilfenahme von Wachsen und Thermoplasten. In einigen Fällen handelt es sich auch um die Kombination verschiedener Kategorien z.B. Gießen und isostatisches Nachpressen. Bei einer Reihe von Formgebungsarbeiten müssen noch Vollendungsarbeiten nachgeschaltet werden.

Formgebung, Gießen, Keramische Formgebung, Plastizität, Pressen

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