keramik / mineralische gusswerkstoffe - burg-halle.de · projekt mission material … keramik /...
Post on 22-May-2019
229 Views
Preview:
TRANSCRIPT
projekt mission material …
Keramik / Mineralische GusswerkstoffeVom ganz gewöhnlichen Ziegel bis zum Supraleiter : Keramiken sind das Material unserer Vergangenheit wie auch möglicherweise unserer Zukunft.
Recherche: Georg Pfeiffer
�projekt mission material …
Keramik / Mineralische GusswerkstoffeGeschichte
vor 25.000 v. Chr. Venus von Willendorfmehr als �0.000 Jahre späterersten Ziegelsteinevor 7.000 bis 8.000 Jahren ersten Nutzgefäße produziertum 4.000 v. Chr. Erfindung der Töpferscheibe im 9. Jhr. China Erfindung von Porzellan Beginn im 20. Jhr. Zündkerze70 er biokompatiblen Alumini-umoxid für Implantate�988 Supraleiter – letzter Meilen-stein
Rückblick
um �400 v. Chr
Venusfigurine aus der jüngeren Altsteinzeit
2projekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
Keramik
dichte und poröse Keramikp. K. nimmt Wasser aufd. K. stark komprimiert d. K. bei�200ºC gebrannt
Feinkeramik Technische Keramik, Geschirr-keramik, Zierkeramik, Sanitär-keramik, Wand- und Boden-fliesen sowie Schleifmittel auf keramischer Basis
GrobkeramikTerrakotta, Dach- und Mauerziege
Keramik ist eines der älte-sten von Hand gefertigten Rohstoffe
Herstellung
�projekt mission material …
Keramik / Mineralische GusswerkstoffeHerstellung
Zement
Zement ist meist ein graues Pulver und wird aus den Roh-materialien Kalkstein, Ton, Sand und Eisenerz hergestellt.
Rohmehl wird ca. �450 °C ge-brannt und anschließend in einer Kugelmühle zusammen mit Gips oder Anhydrit ver-mahlen.
Mit den Zuschlagstoffen Sand, Kies oder Splitt wird er zu Mör-tel und Beton.
4projekt mission material …
Keramik / Mineralische GusswerkstoffeHerstellung
Klassischer Herstellung Ton, Lehm und Wasser
Herstellung hochreiner synthetische RohstoffpulverTon, Kaolin, Sand und Feldspat
Aufbereitung
Kaolin, Lehm und Talk Bildsamkeit/ Plastizität
Quarz, Feldspat, Sand oder Stroh sind unplastischfördern Trocknung und verringern die Schwindung
Kalk, Bor -, Blei – und Eisenver-bindungen sind Flussmittel senken SchmelztemperaturBildung dichter Strukturen
5Materialeigenschaften
Ton
projekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
Terrakotta, Dachziegel oder Mauerziegel
charakteristischer Oberfläche, Witterungsbeständig, Druckfest, geringe Dichte,Kostengünstig
guter WärmeschutzTerrakotta Armee
„Keramik ist spröde“!
�Materialeigenschaften
SteingutSteinzeug
projekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
„Steingut ist Zeug und Steinzeug ist gut“
Steingutweiß brennende Rohstoffen-Kaolingelblich - weiße Scherbenharte porösen Tonkeramiknicht wasserdichtGlasur notwendig
Steinzeugspezielle Steinzeugtonedichtgesintertenwasserundurchlässigensehr harten und farbigen Scherben
Mineralwasserflaschen, Stein-zeug Westerwälder Art
Steinzeug-Tablett
7Materialeigenschaften
Porzellan
projekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
Eggshell-Vase
Die Anteile Kaolin/Feldspat/Quarz Hartporzellan 50/25/25Weichporzellan �0/�0/40
gute Härtegute StoßfestigkeitTransparentweißer Scherbengute Abrieb- und Verschleißbeständigkeitchemisch inertfeine, papierdünne Kanten
Schale Stadion
Lochschale
8
Kermik-Armbanduhr
Rado
Robuste Keramik
Materialeigenschaftenprojekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
Ming Tsai Signature und KYOTOPKyocera
Härter als Stahl
Dank der Teilchengröße ensteht eine glatte Ober-fläche
Durch spezielle Binde-mittel wird die Form der Klinge beim sintern von �000°C beibehalten.
Zirkoniumdioxid
gegenüber Aluminium-oxid, widerstandsfähiger und bruchfetser
9
Keramik für das Space ShuttleHerstellung: Lockheed Missiles & Space Division
Hitzebeständig
Materialeigenschaftenprojekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
Die Wärmedämmung ist so ausgeprägt das sie das Shut-tle bei -�55°C Weltraumkälte bis ��50°C Hitze wiederste-hen.
�0Materialeigenschaften
Bleibt scharf
projekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
leichter als Stahl,ausgezeichneter elektrischer Isolator, keine Wärmeausdehnung, Korrosionsbeständig
Besondere Verschleißbestän-digkeit - bleibt länger scharf
Keramik ist chemisch inert, reagiert also nicht mit Lebens-mitteln.
KeramikreibeKyocera
��
Feder für hohe TemperaturenZirkoniumdioxidCeram
Lager aus SiliziumnitridCerbec
Materialeigenschaftenprojekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
�2Materialeigenschaftenprojekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
Kunststoff-Keramik
www2.dupont.com
Corian® wird extrem flexibel, wenn es mit Hitze bearbeitet wird. Es lässt sich in nahezu jede erdenkliche Form ver-wandeln DuPont Corian® ist eine hoch-wertige Mischung aus Alumi-nium-Trihydrat,Pigmenten und Acrylharzen
WiderstandsfähigMassiv Unauffällige NahtstellenHygienischErneuerbarNicht toxischWärmeverformbarTransluzenzWie Holz zu bearbeiten Spiral, design Nicholas Gwenael
Shell, Cappellini, design Christian Ghion
Resi-Rise, design Kolatan/Mac Donald
��Materialeigenschaftenprojekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
Die Schichten werden auf Bau-teilen aus Stahl oder Alumini-um aufgebracht.Sie steigern die chemische Be-ständigkeit und verringern die mechanische Reibung sowie den Verschleiß. Sie isolieren gegen elek-trischen Strom und wirken wärmedämmend. Dabei übertreffen keramische Schichten meist die Härte und Verschleißfestigkeit von Hart-chrombeschichtungen.
Zirkondioxid Aluminiumoxid
Keramische Beschichtungen
PulverbeschichtungCerametallic®- Membran ist fest und leicht und somit “schnell”.
�4Verarbeitung Verfahrenstechniken
Keramikverarbeitung
projekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
Formge-bung
Pulver
Sinter-prozess
Mikro-gefüge
(Eigenschaften)
�5Verarbeitung Verfahrenstechniken
Verfahrenstechniken
Eindrehen Überdrehen Schlickergießformen
Gießen Schlickergießen, Druckgie-ßen, Foliengießen
Plastisches Formen Spritzen, Spritzguss. Extru-dieren
Pressen Isostatikpressen, Trocken-pressen, Nasspressen/Feuchtpressen
projekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
��Verarbeitung Verfahrenstechniken
SchlickergießenGipsdrehen - Modellkern
ModellkernGipsrohling mit Dreheisen bearbeiten
Gips auf Dorn der Drehscheibe gießen
Gießform
mehrteilige Gießform einteilige Gießform Gießform für Vollguß
Drehscheibe
Gießen
projekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
�7Verarbeitung Verfahrenstechniken
Sintern
Außer einigen modernen Keramiken müssen alle kera-mischen Produkte gebrannt oder gesinter werden.Brenntemperaturen hängen vom jeweiligen Material ab.
Einige Stücke müssen mehr-mals gebrannt werden, begin-nend mit dem Schrühbrand und endend mit dem Glatt-brand.
Elektroofen - �400ºC Verbrennungsöfen - �400ºC
projekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
�8Verarbeitung Verfahrenstechniken
Extrudieren
Ideal für Produkte mit gleichem Querschnitt wie z.B. Ziegelsteine, Rohre und elek-trische Leitungsrohre
Pressen
Mit nassen Ton oder trockenen Granulat wird das Keramik-pulver bzw. der Ton unter Hochdruck in einen aus zwei Stahlformen bestehenden Hohlraum gepresst. Präzieser Komponenten mit hohen Toleranzen.
projekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
�9Verarbeitung Verfahrenstechniken
Unterglasur Inglasur Aufglasur
Über- und Eingie-ßen
Tauchen
Spritzen Pinselauftrag Anflugglasuren
Glasieren
Der Auftrag von Unterglasuren erfolgt auf den gebrannten Scherben. Inglasuren werden nach dem ersten Glattbrand aufgetragen. Aufglasuren wer-den auf die glatt gebrannte, schon glasierte Keramik auf-getragen und bewirken eine höhere Haltbarkeit.
Keramische Beschichtung
Durch eintauchen oder tro-ckenes Aufsprühen mit einer elektrostatischen Spritzpistole auf zahlreiche Metallsubstrate. Es wird in diesem Verfahren bei 540-870 ºC eingebrannt.
projekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
Beschichtung der Kochgeschirre
20Verarbeitung Verfahrenstechniken
Keramikschaum
Ein Polymerschaumstoff in ei-nen Keramikschlicker getränkt. Während des Ofenprozesses brennt der Kunststoff aus, die Keramik verfestigt sich.
SERIEN Lighting - Reef Single
sponge-VaseCappellini
FolienkeramikSchichtenguss
Keraflex
JasperwareWedgwood
projekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
Johanna Hitzler
2�
Betoneigenschaften sind abhängig vom:
Zementgehalt, Menge An-machwasser, Kornabstu-fung, Qualität der Zuschlag-stoffe, Mehlkorngehalt
Verdichtung, Nachbehand-lung
Hochfester BetonTransluzenter BetonPapierbetonGlasschaumbetonSelbstreinigender Beton
chem. instabil - Bewehrung
Verarbeitung Verfahrenstechniken
projekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
22Verarbeitung Verfahrenstechniken
Zementverarbeitung
Der größte Teil des Wassers wird zu Kristallwasser. Beton trocknet nicht, er bindet ab.Im Gegensatz zum ge-brannten Kalk, kann Zement auch unter Wasser erhärten und fest bleiben.Das Verdichten durch rütteln sollen die Lufteinschlüsse aus-getrieben werden, damit ein dichtes Betongefüge mit we-nigen Poren entsteht.
projekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
2�Verarbeitung Verfahrenstechniken
Gute Schalung
Schablone
projekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
Nachbearbeitung
24Einsatzbereiche
Piezo Ceramicswandelt elektr. in mechan. Energie um und umgekehrtKeramik als Trägermaterial für ElektronikGeneral Hybrid
Elektronische Keramik
Keramiktextilien
Nextel�M
Waben-/ Schaumkeramik
Cordieritkeramik-KatalysatorCorning
projekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
25Einsatzbereiche
Gesintertes Turbinenrad aus Aluminiumoxid, hergestellt mit dem LOM-Verfahren aus Aluminiumoxidpapier
Keramikhaut
Email bleibt an seinem Platz und verblasst nicht.
Emailliertes Sieb
Keramikpapier
projekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
Keramik - Sauber
Wade Ceramics Polar MolarCoral Ceramics
SiestaLa Mediterranea
2�Einsatzbereiche
neueHeimat of Design.de
Beton
METROFARM
Fotobeton
WANDSYSTEM - betonfurnierVerbindung von Textilgewebe und Betonwww.werkform.de
projekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
27Einsatzbereiche
�0�2-0� Zementfaser-Aussenver-kleidung aus Zement, Sand und Zellstoff
Zementcomposite
Beton lässt sich mit vielen Materialien mischen.Nach dem abbinden entste-hen interessante Oberflächen sowie Materialeigenschaften.
2�44-02 Zementgebundene Span-platte kann wie Holz bearbeitet werden
4405-0� Holzschnitzel mit Zement gebunden und in Form gegossen
5289-02 eingefärbter Zement mit eingebetteten, angeschliffenen Glas- und Edelstahlkugeln
LitraCon - lransluzenter Betonstein die Glasfasern enthalten
projekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
28Designprojekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
Duravit
Satyendra Pakhalé
Anspitzer aus Hochleistungskeramik Universität BremenProf. Dr.-Ing. Georg Grathwohl und Prof. Dipl.-Des. Andreas Kramer
Keramik
www.alape.comKeramische Beschichtung
29Design
Alexander Loose
www.fusestudios.com
Chair One Stuhl Zement-FußKonstantin Grcic
SitzschleifeWilly Guhl
Beton ist erst mit Beweh-rung und der Herstellung von Hochleistungzement zu einem interessanten Bau-stoff geworden.
projekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
Zement
�0
Schutzkeramik aus feinkristallinem Mg-Al-Spinell (ca. �0 x �0 cm2, 5 mm dick)
Ausblick: Innovationspotential, aktuelle Entwicklungen
projekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
Sub-µm- und Nano-Techno-logien für durchsichtige und IR-transparente Komponenten höchster Festigkeit, Härte und Verschleißresistenz mit ex-tremer thermischer und che-mischer Stabilität.
Transparente Keramik
www.ikts.fraunhofer.de
��Ausblick: Innovationspotential, aktuelle Entwicklungen
komplexen keramische Herstellung durch Selective Laser Sintering (SLS).
projekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
Laser-Sintern
„Attracted to Light“ by Geoffrey Mann
“Coryza” by Marcel Wanders. “Quin.mgx” by Bathsheba Gross-mann
Beim Laser-Sintern oder auch Laser-Sin-tering (LS) bildet ein Pulver, das über ei-nen Laserstrahl örtlich angeschmolzen und verbunden wird, den Rohstoff für das spätere Modell. Auch hier erfolgt der Aufbau schichtweise, durch die Körnig-keit des Materials ergeben sich aber zu-nächst etwas raue Oberflächen.
�2Ausblick: Innovationspotential, aktuelle Entwicklungen
projekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
5�75-0� Oberflächenbehandlung mit �D-Effekt
Ombrae System™
Unter Verwendung der Daten einer digitalen Quelle wer-den optischer Fliesen oder physikalische, die Helligkeit oder Dunkelheit an einem bestimmten Punkt des Bildes repräsentierende Pixel in das Material in unterschiedlichen Winkeln gestanzt. Die op-tischen Fliesen kontrollieren, wie das Licht auf der Oberflä-che reflektiert wird und wie sich das Bild auf einer dyna-mischen Weise ändert, wenn der sich der Betrachter be-wegt und wenn sich die Licht-verhältnisse ändern.
��Ausblick: Innovationspotential, aktuelle Entwicklungen
projekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
Einzug in die Elektrotechnik
Conductive CeramicsKeramikfliesen, die mit einer leit-fähigen Glasur
�4
Light Tray �070-0�Diese Lichtquelle nutzt „Electrocer-amescent (ECer)”–Technologie, bei der ein dünnes, langlebiges Paneel sanftes Licht abgibt. Diese Lich-tquelle verbraucht nur sehr wenig Energie (ein durchgängiger Betrieb über ein Jahr kostet etwa 2 Cents) und strahlt keine Wärme aus.
www.ecertechnologies.com
Ausblick: Innovationspotential, aktuelle Entwicklungen
projekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
The product is made by applying layers of special ceramics to steel. When electrically energized, these layers give off photons or light.
„LECD“ LightingTechnology
�5
Piezo Ceramics 4�29-0�
Bei der Verformung bestimmter Materialien treten auf der Ober-fläche elektrische Ladungen auf (direkter Piezoeffekt). Umgekehrt verformen sich diese (zumeist Kristalle) bei Anlegen einer elek-trischen Spannung (inverser PiezoeffektPiezoelektrische Keramiken, welche kleinem Druck ausge-setzt elektrische Energie in Töne, Bewegung, Kraft oder Vibration umwandeln. Umgekehrt können sie Töne, Bewegung, Kraft und Vibration zu elektrischer Energie umwandeln.
Ausblick: Innovationspotential, aktuelle Entwicklungen
projekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
��Ausblick: Innovationspotential, aktuelle Entwicklungen
projekt mission material …
Keramik / Mineralische Gusswerkstoffe
www.rieder.ccfibreC ist hochfest, dünn und flexibel formbar und kann sowohl flach, gebogen als auch in eine spezielle Form gebracht werden.
Beton verliert sein Gewicht.
�7projekt mission material …
Keramik / Mineralische GusswerkstoffeAusblick: Innovationspotential, aktuelle Entwicklungen
Anna Usborneconcrete veneer by werkform®
�8projekt mission material …
Keramik / Mineralische GusswerkstoffeQuellen
Literatur
Gustav Weiß Keramik-Lexikon Praktisches Wissen griffbereit Haupt Verlag
Chris Lefteri Keramik avedition
Handbuch für Technisches Produktdesign Material und Fertigung Springer Verlag
Internet
www.materialconnexion.com/membership/log_DE.aspwww.keramverband.dewww.landschaftsmuseum.dewww.mittelalter-recherche.dewww2.dupont.comwww.artelight.dewww.kerafol.dewww.culdesac.eswww.werkform.dewww.metrofarm.netwww.neueheimatofdesign.dewww.alape.comwww.satyendra-pakhale.comwww.fusestudios.comwww.ikts.fraunhofer.dewww.ecertechnologies.comwww.rieder.cc
top related