AdBond® QuikSet™ – Technische Hinweise

Einführung

Angesichts des Erfolgs meines vorausgehenden Artikels über die Vorteile der FastForm™ Produktreihe entschied ich mich, ein weiteres neues innovatives Produkt innerhalb des Remet-Produktsortiments zu besprechen: AdBond® QuikSet™. QuikSet ist eine neuartige Polymerformulierung, die die Trockenzeit von Schalen dramatisch reduziert und wesentlich schnelleres neues Beschlickern zulässt. QuikSet ist ein Polymerzusatz für alkalische Schlicker, so dass alle nachfolgend genannten Materialien sich für alkalische Schlicker eignen. QuikSet wäre in den folgenden Anwendungen ideal:

• Umstellung von alkohol-basierten auf wasser-basierte Schlicker – Die Umstellung von alkohol-basierten auf wasser-basierte Schlicker kann zahlreiche Trocknungsprobleme mit sich bringen, und QuikSet ist das geeigneteste Material, um die Trocknungseigenschaften von Alkohol-Schlickersystemen nachzuahmen.
• Nicht ideale Umgebungsbedingungen – in Umgebungen mit hoher oder niedriger Luftfeuchtigkeit oder Luftstrom erweist sich die QuikSet-Formulierung als Vorteil und reduziert trocknungsbedingte Fehler innerhalb des Prozesses.
• Sacklöcher oder tiefe Riefen – in Bereichen mit geringem Luftstrom verbessert QuikSet das Trocknen und reduziert Fehler in diesen Bereichen.

Polymere – Das ist doch nicht neu?

Polymerzusätze wurden bei Schalensystemen erstmals vor 30 Jahren eingeführt. Der Zusatz des Polymers wirkt sich auf die Rohfestigkeit der Schale während des Trocknens und dem Entwachsen durch Autoklavieren aus und verbessert außerdem die Trocknungszeiten. Nach dem Ausbrennen ist das Polymer nicht mehr vorhanden, was zu Lücken führt, wodurch die Schale geschwächt wird und leichter ausgetrennt werden kann. Nach dem Abkühlen weist die Schale vergleichbare Festigkeiten zu einem Schalensystem ohne Polymer auf, so dass die Schale sich leicht entfernen lässt. Das ist unten in Abbildung 1 zu sehen. Polymerentwicklungen sind auch durch weitere Entwicklungen in der Polymertechnik immer robuster geworden.

Abbildung 1 Entwicklung der Festigkeit bei verschiedenen Polymergenerationen

Mit dieser erhöhten Festigkeit werden Probleme wie Schalenrisse und Trocknungsfehler deutlich reduziert. Trotz der verbesserten Trocknung sind die Trocknungszeiten aber immer noch recht lang und verzögern die Verarbeitung von Komponenten innerhalb des Ablaufs.

Trocknungs-/Geliermethoden

Das Austrocknen einer Schale beim Bau einer Schale ist zuweilen verwirrend. Der Begriff “trocken” bezieht sich auf eine Schale mit ca. 0% Wassergehalt. Das ist bei normalen Verarbeitungsbedingungen weder zweckmäßig noch machbar. Es gilt zu beachten, dass eine Schale ausreichend fest sein muss, um den Kräften während des erneuten Eintauchens, wie Schlicker- bzw. Sandabrieb, und der Gewichtszunahme gegenüber der vorausgehenden Schicht stand zu halten.

In nachfolgenden Artikeln werde ich das vielleicht mit mehr Detail behandeln, momentan kann man feststellen, dass es im Wesentlichen zwei Methoden zum “Trocknen bzw. Gelieren” einer Schale gibt. Dabei handelt es sich um die pH-Änderung und den Wasserentzug. Erstere ist ein bekanntes Phänomen in der Feingussindustrie. Ein Absenken des pH-Werts in Richtung neutral bedeutet , dass die Kieselerde-Partikel sich miteinander verbinden und Gelieren verursachen. Das ist im Diagramm in Abbildung 2 zu sehen.

Abbildung 2 Gelierzeit alkalischer Schlicker in Abhängigkeit des pH

Die zweite Methode besteht im Entzug von Wasser aus den Zwischenräumen der Kieselerde-Nanopartikel, damit diese sich miteinander verbinden und zu einer festen 3D-Matrix führen. Diese Methode wird durchweg in der Industrie eingesetzt und hat sich als die bevorzugte Methode erwiesen.

QuikSet – Worin liegt der Unterschied?

Um zu verstehen, wie Quikset eine überlegene Trocknungsleistung erlangt, müssen wir zuerst die beim Trocknen an einer Schnittstelle zum Tragen kommenden Mechanismen näher betrachten. Der Wasserentzug findet an der Schnittstelle zwischen dem an der Schale vorbeiführenden Luftstrom und der nassen Schale statt. Dadurch wird die Außenoberfläche der Schale getrocknet und die Feuchtigkeit im Innern des Schalensystems eingeschlossen. Das verlangsamt den Trocknungsvorgang und verringert die Effizienz des Wasserentzugs für das Schalensystem. Das ist in Abbildung 3 zu sehen.

Abbildung 3 Vereinfachtes Gelieren eines Schlickers in einem Schalensystem (a) nicht gelierter Schlicker (b) Gelieren traditioneller Polymerschalen

Bei QuikSet gestattet die neuartige Formulierung, dass diese Kanäle gegenüber dem Luftstrom offen bleiben, wodurch der Wasserverlust an die Umgebung maximiert wird. Dieser erhöhte Trocknungseffekt führt zum schnelleren Trocknen der Schale. Daneben wird auch die Empfindlichkeit gegenüber Umgebungsschwankungen innerhalb des Ablaufs reduziert und der Trocknungsvorgang insgesamt robuster gemacht.

Abbildung 4 Gelieren des QuikSet-Schlickers

Wie wirkt sich QuikSet auf meine Schale aus?

Arbeiten wurden im Labor und in Prozessumgebungen mit dem QuikSet-Polymermaterial durchgeführt. Im Labor ergaben sich die folgenden Ergebnisse für Bruchfestigkeit und Gasdurchlässigkeit.

Abbildung 5 Festigkeitsanalyse einer herkömmlichen Schale gegenüber AdBond QuikSet

Zweitens erhöht sich auch die Gasdurchlässigkeit, was beim Entwachsen und Gießen hilft.

Abbildung 6 GasGasdurchlässigkeitsanalyse einer herkömmlichen Schale gegenüber AdBond QuikSet

Fazit

AdBond QuikSet ist eine neuartige Polymer-Formulierung, die die Trocknungsleistung Ihres Schalensystems deutlich verbessert. Eine Fallstudie wird auf unserer Website vorgestellt und zeigt, dass eine Schale gleichzeitig mit ausgezeichneten Ergebnissen hergestellt und gegossen werden kann.

Rechtshinweis

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