Wolf, G.; Polzin, H.*; Holstein, D. – TU Bergakademie Freiberg, Gießerei-Institut; PURinvent System GmbH, Leipzig
Neben anorganischen Bindern wie Bentonit und Wasserglas sind organische Binder für selbst-, begasungs- und warmhärtende Verfahre heute Stand der Technik. Werden dabei Phenolharze, d. h. stark VOC-haltigen Binder eingesetzt, muss mit gesundheitsgefährdenden Emissionen gerechnet werden, zudem ziehen sie eine kostenintensive Deponierung der Altsande nach sich. Die PURinvent System GmbH hat daher die emissionsarmen Polyurethan-basierten Formstoffbinder der PURolit-Reihe entwickelt, die auf ihre Eignung für die maschinelle und die Handkernfertigung hin geprüft wurden. In der hier vorgestellten Verfahrensvariante ist das System geeignet, um mit dem Pep-Set-Verfahren verglichen zu werden.
Drei selbsthärtende Bindersysteme der PURinvent System GmbH wurden jeweils zur Kern- und Formherstellung verwendet. Als Vergleichssystem wurde ein marktübliches Pet-Set-Bindersystem herangezogen. Um eine anspruchsvolle Gussteilgeometrie sicherzustellen, wählte man Pumpen-Laufräder mit Durchmessern von 30-50 cm als Gussstücke. Kern- und Formherstellung sowie Testabgüsse erfolgten am Gießerei-Institut Freiberg und bei der Gießerei Keßler & Co. in Leipzig. Als Gusswerkstoff kamen Aluminium, Gusseisen und Stahl zum Einsatz. Außerdem wurde eine umfangreiche Formstoff-Analyse zur Ermittlung des Eigenschaftsniveaus im Labor der TU BA Freiberg durchgeführt. Um weiterführende Aspekte wie Entsorgung und Arbeitsplatz-Belastung zu beleuchten, wurden Kernbruch und Altsand untersucht und gemäß DepV klassifiziert. Darüber hinaus konnten während eines produktionsnahen Versuchs am Gießerei-Institut Emissionsmessungen bei Kernherstellung und Abguss durch die Ergo Umweltinstitut GmbH durchgeführt werden. Neben den vergleichenden Untersuchungen der Formstoffeigenschaften wurde auch die Gussfehler-Neigung (Blattrippen) unter Verwendung von Quarzsand H31 und PURolit betrachtet.
Zusammenfassung
PURolit enthält keine giftigen und gesundheitsschädlichen Verbindungen wie aromatische Lösungsmittel und leichtflüchtige Verbindungen (VOC). Es ist Phenol- und formaldehydfrei, zugleich nahezu geruchlos und unbedenklich in der Verarbeitung. Dies erweist sich auch in der Entsorgung der Altsande als Vorteil. Altsand und Kernbruch sind nach DepV der Deponieklasse 0 bzw. 1 zuzuordnen. PURolit weist nach den Erfahrungen mit Gusseisen, Aluminium und Stahl ein breites Eignungsspektrum auf. Neben der Handkernherstellung kann auch der Einsatz zur maschinellen Kernherstellung unter Verwendung unterschiedlicher Formgrundstoffe wie Quarzsand, Chromitsand, M-Sand, Ceratec und Cerabeads empfohlen werden. Dabei weist PURolit gegenüber Phenolharz-Bindern eine signifikant geringere Neigung zu Gussfehlern, wie z. B. Blattrippen, auf.
