Formenbau 24. Nov 2022 Von Stefan Asche

Schneller zu Keramiken für den Feinguss

Ein Karlsruher Jungunternehmen beschleunigt den Prozess zur Formherstellung um bis zu 70 %. Basis ist ein innovativer Schlicker.

Beim Feinguss wird zunächst eine Wachsform (re.) hergestellt. Diese wird anschließend von Keramik ummantelt und dann ausgeschmolzen. In den Hohlraum wird Metall gegossen. Ergebnis ist ein Metallteil (li.)
Foto: FastCast Ceramics

In der Feingussindustrie werden jährlich Millionen von keramischen Einmalformen zur Produktion von metallischen Bauteilen verbraucht. Ihre Herstellung ist kosten- und zeitaufwendig: Zunächst werden die zu gießenden Bauteile als Wachsmodelle im Spritzgussverfahren hergestellt. Sie werden anschließend zu einem sog. Wachsbaum zusammengeklebt. Dieser wird dann in einen Keramikschlicker getaucht, besandet und getrocknet. Dieser Vorgang muss etwa zehnmal wiederholt werden, um eine ausreichend dicke Schicht zu erzeugen. Das dauert etwa zehn Tage. Zur Produktion von Metallteilen wird das Wachs danach ausgeschmolzen und durch flüssiges Metall ersetzt.

Form trocknet schnell – ohne Rissbildung

Das Unternehmen FastCast Ceramics, ein Spin-off aus dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT), kann diesen Prozess signifikant beschleunigen. Pro Tauchvorgang tragen die Gründer dickere Schichten auf das Wachsmodell auf, ohne dass es bei der Trocknung zu Rissbildungen kommt. Damit sind lediglich drei bis vier Tauchvorgänge notwendig, um eine ausreichend dicke Schicht zu erzeugen. Auf eine Besandung kann gänzlich verzichtet werden. So können die Schalen in zwei Tagen hergestellt werden, was zahlreiche Vorteile für die Feingießer mit sich bringt.

Gedruckte Keramikteile – ganz ohne Sinterofen

Bei der Herstellung der Formen bedient sich das Karlsruher Team dem Prinzip der wasserbasierten Kapillarsuspension. Kapillare Brücken sorgen also dafür, dass in kurzer Zeit viel Material aufgetragen und getrocknet werden kann.

Einsatz in bestehenden Anlagen möglich

Die Keramik zeichnet sich durch eine außergewöhnlich hohe Porosität mit gleichzeitig hoher mechanischer Festigkeit aus. Technische Keramiken von FastCast Ceramics weisen Porengrößen zwischen 0,2 µm und 50 µm bei einer Porosität von 35 % bis 75 % auf. Da das Prinzip der Kapillarsuspension werkstoffunabhängig funktioniert, können alle keramischen Materialien verarbeitet werden. Der Schlicker kann unkompliziert in bestehenden Produktionsanlagen eingesetzt werden.

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