Kalt härtendes Phenol: Das neue Multitalent unter den Bindersystemen

März 29, 2017

Kalt härtendes Phenol: Das neue Multitalent unter den Bindersystemen

Schnellere und effizientere Herstellung von Sandkernen und -formen

ExOne arbeitet stetig an der Neuentwicklung und Verbesserung seiner Maschinen und Bindersysteme. Seit einigen Monaten führt das ExOne-Entwicklungsteam Testreihen mit dem neuen Bindermaterial KHP - kalt härtendes Phenol - durch. In einem ausführlichen Interview erklärt KHP Projektmanager, Dr. Martin Bednarz, das Material und seine Anwendungsmöglichkeiten.

 

Was ist das Besondere an KHP?

Das Besondere an KHP lässt sich am ehesten im Vergleich zu unserem weit verbreiteten Furan-System erklären. Mit dem KHP-Binder lassen sich Formteile und Kerne für Sandgussformen mit bis zu doppelt so hohen Festigkeiten herstellen.
Zudem ist die Gasentwicklung beim Abguss gegenüber Furan-Teilen deutlich niedriger und die daraus resultierenden Gasdefekte im Guss sind im Vergleich wesentlich geringer. Durch die höhere Heißfestigkeit verringert sich auch die Tendenz zu Blattrippenbildung im Hochtemperaturguss.

Was bedeutet das für das Abgießen und die Komplexität des Kernes?

Dank der höheren Kalt- und Heißfestigkeit von KHP können noch komplexere und filigranere Geometrien realisiert werden. Außerdem sind mit diesem Binder gedruckte Formen und Kerne besser für Eisen- und Stahlguss geeignet. Darüber hinaus ist KHP als weniger gesundheitsgefährdend eingestuft als Furan, und die Geruchsbelästigung beim Drucken, Entpacken und Abguss ist gegenüber Furan geringer. Ein wichtiges Thema bei immer strengeren Auflagen im Bereich Arbeits- und Umweltschutz.

Und wie verhalten sich KHP gedruckte Kerne beim Entpacken und Reinigen?

Im Gegensatz zu heißhärtendem Phenol (HHP) muss beim KHP-Prozess keine Wärmebehandlung vor dem Entpacken durchgeführt werden. Die Aushärtung auf Entnahmefestigkeit erfolgt bei Raumtemperatur innerhalb weniger Stunden. Das Säubern der Bauteile gestaltet sich dabei wesentlich einfacher als bei Furan, da der Sand an der Oberfläche kaum anhaftet und fast vollständig von alleine abfließt. Zur Reduzierung der Restfeuchtigkeit in den getrockneten Formen und Kernen kann nach dem Entpacken noch eine anwendungsspezifische Wärmebehandlung durchgeführt werden. Dabei hat sich hat sich unsere bewährte Mikrowellen-Trocknung als ideal dargestellt.

Nun ist es ja oft so, dass die Entwicklung zwar viel testet, die neuen Ideen aber letztlich leider nicht beim Kunden eingesetzt werden. Wie verhält es sich bei KHP?

ExOne arbeitet sehr eng mit seinen Kunden zusammen und richtet seine Entwicklungen stets am Marktgeschehen aus. Die positiven Resultate, die wir bereits mit dem KHP-Bindersystem erzielen konnten haben sich auch schon bei unseren Kunden und Interessenten herum gesprochen. So setzt unser langjähriger Kunde ACTech bereits eine S-Print erfolgreich in der Prototypenproduktion ein. Darüber hinaus haben wir bereits vier S-Max KHP verkauft, von denen die erste im März beim Kunden in Betrieb genommen wird.

KHP Vorteile auf einen Blick
+ Zeitersparnis: Kerne und Formen können direkt aus der Jobbox entnommen und einzeln im Ofen oder Mikrowelle ausgehärtet werden
+ Easy Finishing: keine Migration der Kerne und Formen mit unbedrucktem Sand
+ Multitalent: vereint Vorteile aus allen anderen Bindern
+ geringere Umweltbelastung
+ Festigkeit: höhere Kalt- und Heißfestigkeit
+ bessere Oberfläche: reduzierte Bildung von Blattrippen
+ Geometrie: Realisierung von noch komplexeren und filigraneren Kernen und Formen
Welche weitere Strategie verfolgt ExOne beim Einsatz des neuen Bindermaterials und welche Rolle kommt dabei der Entwicklung zu?

In unserem KHP-Binder sehen wir viele Vorteile für unsere Kunden und werden deswegen das bestehende System weiterentwickeln. Dabei werden neue Materialkombinationen mit Sondersanden qualifiziert. Darüber hinaus arbeiten wir an Optimierungen hinsichtlich der Anlagenperformance und der Wartezeiten nach dem Drucken. Wir sind sicher, dass unser KHP einen festen Platz neben unseren bestehenden Bindersystemen Furan, Silikat und HHP einnehmen und damit unser Produktportfolio entsprechend komplettieren wird.