3D-gedrucktes Extrusionswerkzeug für die Ziegelherstellung

Der Ziegel wird zum High-Tech Produkt

Ein moderner Ziegel muss sehr vielen Ansprüchen gerecht werden. Steigende Energiekosten und immer strengere Vorgaben beim Neubau lassen die Anforderungen an die thermische Isolation eines Ziegels stetig steigen. Relevante Eigenschaften sind zudem die Schalldämmung und die mechanische Stabilität. Durch diverse Entwicklungen der letzten Jahre ist der Ziegel schon längst kein einfacher Backstein aus Ton mehr, sondern vielmehr zum High-Tech Produkt geworden. Verständlich, dass daher auch die Ansprüche an die Formgenauigkeit immer weiter steigen. Der ungebrochene Trend zu mehr Schalldämmung zwingt die Hersteller nicht nur feinere Hohlräume und dünnere Stege zu fertigen, sondern auch teilweise durch ein raffiniertes System den Schall zu zerstreuen, ähnlich wie bei einem Schalldämpfer. Dies wird durch eine schallschluckende Wand im Inneren des Ziegels erreicht. Man spricht von einer Funktionalisierung des Ziegels.

Auf das Extrusionswerkzeug kommt es an

Die Ziegel werden mittels Extrusion hergestellt, wobei die keramische Masse (Ton) durch ein Mundstück gepresst wird. Das Lochbild des Ziegels wird mithilfe der Platzhalter, der sogenannten Extrusionskerne, erzeugt. Während der Extrusion umströmt der Ton die Extrusionskerne im Mundstück und hinterlässt danach Hohlräume, was schlussendlich das Layout des Ziegels aus Stegen und Hohlräumen ergibt. Das präzise einzustellende Lochbild macht die Auslegung des Mundstücks extrem aufwendig. Denn mit zunehmender Komplexität treten im Mundstück Inhomogenitäten in der Materialströmung, sowie Verwirbelungen und unerwünschte Texturen auf. Um dem entgegenzuwirken muss idealerweise die Geometrie jedes einzelnen Extrusionskernes einzigartig sein, um an der jeweiligen Stelle einen optimalen Fluss zu garantieren.

Mit Keramik 3D-Druck zum perfekten Extrusionswerkzeug

Für ein Entwicklungsprojekt mit unserem Partner Mein Ziegelhaus, dem Forschungszentrum des Mittelstandsverbundes für Ziegel, konnten wir mit unserem 3D-Druck topologieoptimierte Extrusionskerne aus hochreinem Aluminiumoxid (Al₂O₃) herstellen. Damit konnten wir innerhalb von wenigen Wochen die Entwicklung neuer Ziegellayouts vorantreiben und das zu vergleichsweise geringen Kosten.
Unsere 3D-gedruckten Extrusionskerne aus Aluminiumoxid sind so hart und verschleißfest wie Saphir. Dadurch konnten auch deutlich höhere Standzeiten erreicht werden als es mit konventionellen Stahlkernen möglich gewesen wäre.

Keramik 3D-Druck hat noch viel Zukunftspotential

Unser Entwicklungsprojekt hat gezeigt, dass man mit 3D-gedruckten Extrusionswerkzeugen aus Keramik in der Ziegelfertigung schneller, innovativer und auf lange Sicht günstiger aufgestellt ist als mit den konventionellen Werkzeugen aus Stahl. Mit diesen neuen Erkenntnissen kann die Fertigung von Ziegeln in Zukunft noch weiter optimiert werden. Und dank dem 3D-Druck ist jede Anpassung schnell umsetzbar.

Die Flexibilität des 3D-Druckes ist in unseren Augen für viele weitere Industrien und Anwendungen von Vorteil. Einige dieser Anwendungen werden wir daher in regelmäßigen Abständen auf unserer Homepage unter hilgenberg-ceramics.de/news/ vorstellen.
Haben Sie weiterführende Fragen zu unserem Artikel? Oder möchten Sie für Ihre eigene Anwendung die Optionen des keramischen 3D-Druckes erkunden? Sie können uns jederzeit per Email oder telefonisch erreichen.