lasersintern

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LASERSINTERN

Nachbehandlung lasergesinterter Porzellanmuster

Bearbeiter: Dr.-Ing. Jens Petzold

Problemstellung
Für die Porzellanindustrie stellt die Formenentwicklung eine arbeitsintensive und zeitaufwendige Etappe in der Produktion dar. Um im Wettbewerb zu bestehen, muss der Produzent immer kurzfristiger auf Kundenwünsche und Marktentwicklungen reagieren. Dieser Entwicklung wird der konventionelle Weg über den manuellen Entwurf einer neuen Form, der zeichnerischen Vergrößerung, der Modellzeichnung, der Anfertigung eines Modells und der Herstellung von Modellformen und Modelleinrichtungen nicht gerecht. Einige Großbetriebe nutzen zwar CAD/CAM - Technologien, aber auch diese Verfahrensweise entspricht noch nicht den Erfordernissen und technischen Möglichkeiten.

Im Rahmen eines vorangegangenen Forschungsvorhabens war es gelungen, ausgewählte Formen mittels Lasersinterung aufzubauen. Die Porzellanteile entsprachen in ihrer Scherbenqualität aber noch nicht dem herkömmlich hergestellten Porzellanscherben.

Arbeitsschwerpunkte
Auf einer Lasersinteranlage werden eingescannte Originalformen mit speziell entwickeltem Porzellangranulat aufgebaut. Dabei wird für komplizierte Formen die Verwendung verschiedener Supports getestet. Weiterhin wird erprobt, welches Korngrößenband beim Porzellangranulat durch übliche Lasersinterung die größte Verdichtung des Scherbens hervorbringt (bis 2,4 g/cm³).

Lasergesinterte Porzellanmuster werden unterschiedlichen Sinterbränden bis 1420°C unterzogen. Dabei werden Aufheizgradienten, Haltezeiten und verschiedene Phasen der Ofenatmosphäre variiert mit der Zielstellung, eine hohe Scherbenrohdichte zu erreichen.

Poröse lasergesinterte Stücke werden in verschiedene Porzellangießschlicker getaucht. Nach der Schlickertränkung erfolgt eine Trocknung bei 110°C. Durch anschließendes Verputzen und Verschwammen wird überschüssiger Schlicker vom Scherben entfernt. Der jetzt aus gesinterter Scherbenmatrix und getrockneter Schlickermasse bestehende Scherben wird einem Verdich- tungsbrand unterzogen mit der Zielstellung, ein gleichmäßiges dichtes Scherbengefüge zu erzielen. Nach dem Verdichtungsbrand wird der Scherben auf Grund seiner fehlenden Saugfähigkeit pulverglasiert. Anschließend erfolgt ein üblicher Glasurbrand, die Dekoration und der Dekorbrand.

Um den schwierigen Verfahrensschritt des Pulverglasierens möglicherweise auszuschließen, wird erprobt, inwiefern auf einen separaten Verdichtungsbrand verzichtet werden kann. Das poröse Muster wird mit Schlicker getränkt, getrocknet, verputzt, naßglasiert und glattgebrannt. Später erfolgt eine Dekoration und ein Dekorbrand.

Das über die Lasersinterung und mit der weiteren Nachbehandlung hergestellte Muster wird entsprechend den Produktanforderungen geprüft und bewertet.

Die Ergebnisse dieser Arbeiten sind in der Promotion von Herrn Dr. Petzold niedergelegt.
Eine Zusammenfassung finden Sie hier.