Slibgieten

Uit Technotheek
Ga naar: navigatie, zoeken
Slibgieten
250px
Eigenschappen
Categorie: Technieken
Originele auteur: Natalie Prinsen en Rik Theunissen
Jaar: 2009
Wikipedia link: Slibgieten

Inhoud

Beschrijving

Het realiseren van een hol product

Voorwerpen van (technisch) keramiek kunnen in vorm worden gebracht door een suspensie van keramisch poeder met water in een mal van gips of poreus kunststof te gieten. Het water wordt door de mal geabsorbeerd en er blijft een vaste laag keramiek aan de wand van de mal achter. Dit kan onder speciale omstandigheden doorgaan totdat de hele inhoud van de mal vast is, maar men kan ook na een bepaalde tijd het residu afgieten en zo een holle vorm realiseren.


Proces

Allereerst zal een model moeten worden gemaakt van het te vormen product. Dit model zal circa 20% groter gemaakt moeten worden dan het uiteindelijke vormstuk, omdat het keramiek bij de uitharding nog zal krimpen. Bij technisch keramiek kan deze krimp oplopen tot wel 33%.

Met behulp van dit model kan een mal van gips worden gemaakt. Het is daarbij belangrijk om een gipssoort te kiezen met een groot vermogen om water te absorberen. Zodra de mal is uitgehard, zal het keramische poeder met water worden gemengd en als homogene suspensie in de mal worden gegoten. Het water uit de suspensie zal door het gips worden opgenomen en wat overblijft, is het keramiek in de vorm van de mal.

Een mal maken m.b.v een klei model
Een mal maken m.b.v een kunststof model

Met deze methode zijn ook eenvoudig holle vormstukken te creëren. Daar waar de suspensie met het gips in contact komt, zal zeer snel het water aan de suspensie worden onttrokken. Hier wordt dus het keramiek als een dunne laag (scherf) tegen de mal afgezet. In de loop van de tijd zal dit proces echter steeds trager gaan. Het gips raakt immers verzadigd met water en tevens laat de reeds afgezette laag keramiek het water niet goed door. Wanneer de gewenste wanddikte van het product is bereikt, kan het resterende slib simpelweg uit de mal worden gegoten en zo is een hol product gevormd.

Wanneer een grotere wanddikte wordt gewenst, zal het proces moeten worden verstoord door de keramische deeltjes in de suspensie te laten samenklonteren. De afgezette laag keramiek krijgt dan een lagere dichtheid, waardoor het voldoende ruimte biedt om het water uit de suspensie naar de mal te laten stromen. In combinatie met een relatief dikke mal, kunnen dan holle producten met een grote wanddikte worden gerealiseerd. Als alternatief, kan ook een mal van poreus kunststof worden gebruikt. Deze variant wordt met behulp van speciaal gemaakte frezen uit een kunststof blok geslepen.

Gereedschap

  • Een model van klei, wax, hout of kunststof
  • gipsmal
  • riem/band (voor het bij elkaar houden van de mal helften)
  • trechter
  • spatel/krabber/vijl (voor het bijwerken van de vorm van het keramiek)
  • keramiek oven (om het keramiek te sinteren)
  • verfspuit/glazuurspuit/compressor/spuitcabine (voor de nabewerking van het keramiek)
Een wax model als basis voor de mal
De gipsmal wordt vol gegoten
Een keramiekoven

Materialen

Slibgieten is een methode dat geschikt is voor het in vorm brengen van uiteenlopende soorten keramiek. Daarbij is onderscheid te maken tussen traditioneel keramiek en technisch keramiek.

Traditioneel:

  • Aardewerk, terracotta, gres, porselein

Technisch:

  • oxiden op basis van aluminium, silicium, zirkonium, titanium en magnesium
  • nitrieten op basis van aluminium, silicium, borium en titanium
  • carbiden op bases van silicium, borium en titanium

Technisch keramische materialen worden gebruikt vanwege de zeer goede mechanische eigenschappen. Het zijn erg harde stoffen met een hele hoge vloeigrens. Ze zijn ook erg slijtvast; hittebestendig; niet elektrisch geleidend; niet thermische geleidend en niet magnetisch. Hier zijn echter wel uitzonderingen op, zo zijn sommige technische keramieken zelfs supergeleidend.

Traditioneel keramiek
Technisch keramiek

Toepassingen traditioneel:

  • gebruiksvoorwerpen, zoals potten en schotels
  • bouwmaterialen, zoals bijvoorbeeld gevelbekleding
  • sanitair, zoals wasbakken en toiletpotten

Toepassingen traditioneel.jpg

Toepassingen technisch:

  • Gereedschap
  • Implantaten, bijvoorbeeld ter vervanging van botten.
  • Keramische pompen, buizen, deksels, schaaltjes en moffels
  • Sensoren

Toepassingen technisch.jpg

Voordelen

  • Een eenvoudig uit te voeren methode
  • De meest ingewikkelde vormen kunnen worden gemaakt
  • De mal is meerdere malen te gebruiken
  • Geen onregelmatigheden in de structuur (gebeurd wel bij persen)
  • Minder complexe bindmiddelen nodig (wel noodzakelijk bij spuitgieten)
  • De kosten zijn (bij grotere productie) relatief laag

Nadelen

  • Er blijft een zekere restporositeit in het materiaal achter
  • Niet mogelijk bij keramische poeders die zich moeilijk laten sinteren
  • Na sinteren neemt het totale volume af. Het exacte percentage van deze volume vermindering is niet nauwkeurig te voorspellen
  • Om de vorm voor het sinteren nog te kunnen bewerken, zal het product eerst op enkele honderden graden onder de sinter temperatuur verwarmd moeten worden. Daarna zal de stevigheid van het product pas voldoende zijn om direct bezwijken te voorkomen.
  • Het proces is moeilijker toe te passen in massaproductie dan de directe concurrenten (hoge druk spuitgieten en lage druk spuitgieten).

Milieuaspecten

  • Energiegebruik. De energie die tijdens de productie van keramische producten wordt gebruikt, wordt voornamelijk gebruikt voor het vormen, drogen en bakken.
  • Rookgasemissies. Er zijn drie veel voorkomende rookgasemissies:
    • Emissies afkomstig van het keramische bakproces van de grondstof in de oven. Deze emissies zijn HCl (waterstofchloride), HF (waterstoffluoride), SOx (zwaveloxiden) en C02.
    • Emissies van rookgassen van verbrandingsprocessen (van droog- en bakinstallaties). Deze emissies zijn CO (koolstofmonoxide), C02 (koolstofdioxide), NOx (stikstofoxiden) en stof.
    • Emissies door het gebruik van organische stoffen (toeslagstoffen). Deze emissies zijn vluchtige organische stoffen (VOS).
  • Daarom is het belangrijk ...
    • te kiezen voor grondstoffen met een laag zwavel-, stikstof-, chloride- en fluoridegehalte;
    • fijne kalksteen aan de klei toe te voegen om fluoride en (een deel van de) zwavel vast te houden;
    • gebruik te maken van thermische naverbranders;
    • de rookgassen te reinigen met grind- of kalkfilters.
  • Watergebruik. De keramiekindustrie wordt gekenmerkt door weinig verspilling van water. Water wordt als grondstof gebruikt en als procesvloeistof voor het koelen en spoelen van apparatuur. Een deel van het water komt tijdens de productie vrij in de vorm van stoom. De terugwinning en het hergebruik van dit water vertegenwoordigt een belangrijke factor in de waterbalans van de keramiekindustrie.
  • Afval. Er ontstaat bij het productieproces geen afval, omdat klei in elke fase kan worden hergebruikt. Het enige afval dat de fabriek verlaat, is verpakkingsafval. Papier, karton en plastic worden ingezameld en voor hergebruik ingeleverd.

Leveranciers en kenniscentra

De slipgiet-machine van Philips

Internetlinks

Persoonlijke instellingen
Naamruimten
Varianten
Handelingen
Navigatie
Hulpmiddelen