A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Fest und trotzdem leicht entkernbar. Aerogel: Nanobinder für Sandkerne
Hohe Festigkeit und Bruchstabilität kombiniert mit guter Entkernbarkeit, Umweltfreundlichkeit und geringem Bindemittelverbrauch sind Anforderungen an moderne Sandkerne für hochkomplexe Gussstücke (zum Beispiel Getriebesteuerungen, Wassermantelkerne im Motorenbau). Um diesen Anforderungen genügen zu können, wurden Aerogele als Nanobindemittel entwickelt. Aerogele bestehen aus bis zu 99,9 % Luft mit einer Dichte von 5 bis 200 kg/m3 und einer inneren Oberfläche von 100 bis 2000 m2/g. Dank der hohen Porosität sind sie schallisolierend und wärmeisolierend. Ihre nanoporöse Struktur absorbiert in den Binderbrücken die bei der Zersetzung des polymeren Aerogels gebildeten Gase. Das Bindersystem besteht aus einer wässrigen Lösung von aktivierten Monomeren und Oligomeren, einem Katalysator, dessen Konzentration die Porenstruktur des Nanobinders bestimmt und fast beliebigen Gießereisanden. Die Nanobinder bilden offenporige Binderbrücken (im Gegensatz zu den kompakt gefüllten Lücken zwischen den Sandkörnern bei klassischen Sandbindemitteln), die ihren oxidativen Zerfall begünstigen. Der Binderanteil beträgt 1 bis 4 % und kann in Extremfällen bis 15 % erhöht werden, die Aufbereitung erfolgt in herkömmlichen Sandmischern, die Verarbeitungsfrist, in der die homogene Mischung formbar bleibt, beträgt bis zu einem Tag. Die eingesetzten Chemikalien sind mindergiftig und obendrein stark verdünnt, die Geruchsbelästigung ist gering. Der AeroSand ist in allen konventionellen Kernformanlagen und in Handformereien verarbeitbar, die Maßhaltigkeit der Kerne bei der Aushärtung ist hervorragend. Die fertigen Kerne sind unbegrenzt lagerfähig und unempfindlich gegen Schwankungen von Temperatur und Luftfeuchtigkeit, inert gegenüber Metallschmelzen (Eignung auch zur Tiegelherstellung). Die geringe Wärmeleitfähigkeit unterstützt die Vergießbarkeit und eremöglicht das erfolgreiche Füllen schwer zugänglicher Hohlräume und extrem dünne Wandstärken. Das Entkernen erfolgt durch thermische Zersetzung des Binders und beginnt nach dem Abguss beim Abkühlen des Gussstücks, es ist spätestens nach der Wärmebehandlung der Gussstücke abgeschlossen. Die Gussoberflächen zeigen hohe Güte ohne Anhaftungen, der binderfreie Sand kann ohne Wiederaufbereitung wiederverwendet werden.
Fest und trotzdem leicht entkernbar. Aerogel: Nanobinder für Sandkerne
Hohe Festigkeit und Bruchstabilität kombiniert mit guter Entkernbarkeit, Umweltfreundlichkeit und geringem Bindemittelverbrauch sind Anforderungen an moderne Sandkerne für hochkomplexe Gussstücke (zum Beispiel Getriebesteuerungen, Wassermantelkerne im Motorenbau). Um diesen Anforderungen genügen zu können, wurden Aerogele als Nanobindemittel entwickelt. Aerogele bestehen aus bis zu 99,9 % Luft mit einer Dichte von 5 bis 200 kg/m3 und einer inneren Oberfläche von 100 bis 2000 m2/g. Dank der hohen Porosität sind sie schallisolierend und wärmeisolierend. Ihre nanoporöse Struktur absorbiert in den Binderbrücken die bei der Zersetzung des polymeren Aerogels gebildeten Gase. Das Bindersystem besteht aus einer wässrigen Lösung von aktivierten Monomeren und Oligomeren, einem Katalysator, dessen Konzentration die Porenstruktur des Nanobinders bestimmt und fast beliebigen Gießereisanden. Die Nanobinder bilden offenporige Binderbrücken (im Gegensatz zu den kompakt gefüllten Lücken zwischen den Sandkörnern bei klassischen Sandbindemitteln), die ihren oxidativen Zerfall begünstigen. Der Binderanteil beträgt 1 bis 4 % und kann in Extremfällen bis 15 % erhöht werden, die Aufbereitung erfolgt in herkömmlichen Sandmischern, die Verarbeitungsfrist, in der die homogene Mischung formbar bleibt, beträgt bis zu einem Tag. Die eingesetzten Chemikalien sind mindergiftig und obendrein stark verdünnt, die Geruchsbelästigung ist gering. Der AeroSand ist in allen konventionellen Kernformanlagen und in Handformereien verarbeitbar, die Maßhaltigkeit der Kerne bei der Aushärtung ist hervorragend. Die fertigen Kerne sind unbegrenzt lagerfähig und unempfindlich gegen Schwankungen von Temperatur und Luftfeuchtigkeit, inert gegenüber Metallschmelzen (Eignung auch zur Tiegelherstellung). Die geringe Wärmeleitfähigkeit unterstützt die Vergießbarkeit und eremöglicht das erfolgreiche Füllen schwer zugänglicher Hohlräume und extrem dünne Wandstärken. Das Entkernen erfolgt durch thermische Zersetzung des Binders und beginnt nach dem Abguss beim Abkühlen des Gussstücks, es ist spätestens nach der Wärmebehandlung der Gussstücke abgeschlossen. Die Gussoberflächen zeigen hohe Güte ohne Anhaftungen, der binderfreie Sand kann ohne Wiederaufbereitung wiederverwendet werden.
Fest und trotzdem leicht entkernbar. Aerogel: Nanobinder für Sandkerne
Rigid, but easy to decore. Aerogel: nano-binder for sand cores
Milow, Barbara (author)
Gießerei-Erfahrungsaustausch ; 52 ; 24-26
2008
3 Seiten, 4 Bilder
Article (Journal)
German
Sandkern , Aerogel , organisch gebundener Sand , organisches Bindemittel , Bruchfestigkeit , dünnwandiges Gussstück , Nanostruktur , nanokristalliner Werkstoff , Gasdurchlässigkeit , Porenstruktur , Entkernen (Gussteil) , Umweltverträglichkeit , Wärmeleitfähigkeit , Formstoffaufbereitung , Maßbeständigkeit , Lagerbeständigkeit , Wiederverwendbarkeit , Gießereisandmischmaschine , Formsand
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