Furan-Massen (Furfuryl-Massen) im Gießhandwerk

Furan-Massen (Furfuryl-Massen) im Gießhandwerk

Furan-Massen bilden heutzutage einen der sich am schnellsten entwickelnden Zweige der Kunstharze. Sie sind jedoch keine Neuerfindung: Bindemittel, die auf Furfuryl-Harzen (umgangssprachlich auch Furan-Harze genannt) basieren, fanden bereits im Jahre 1958 als Komponenten der Formmassen ihre Anwendung.

Was sind eigentlich Formmassen?

Formmassen sind Materialien, die zur Herstellung von Gussformen und Gusskernen dienen.

Sie wurden zum Grund- und Ausgangsmaterial im Gießhandwerk, da sie eine Systematisierung, Beschleunigung und Steigerung der Qualität von Produktionsprozessen ermöglichen.

Im Gießhandwerk werden verschiedene Arten der Massen für Gussformen und Gusskerne verwendet. Das sind unter anderen:

  • Massen mit Bentonit und einem Zusatz von Kohlenstaub
  • flüssige Keramikmassen für den Feinguss
  • Massen mit Biopolymer-Bindemitteln
  • Massen mit organischen und anorganischen Bindemitteln

Eine besondere Aufmerksamkeit verdienen Massen mit organischen Bindemitteln, darunter vor allem Kunstharze (auch als synthetische Harze bezeichnet). Diese bilden dank dem schnellen Bindungsprozess und der einfachen Regeneration, aber auch dank dem Recycling und der Wiederverwendung, einen Zweig des Gussmarktes, der sich sehr dynamisch entwickelt.

Furan-Massen im Gießhandwerk

Organische Bindemittel sind praktisch fast ausschließlich Kunstharze, die durch Hinzufügung eines separaten Härters oder eines Katalysators verhärtet werden. Die Technologie der Massen mit Furan-Harzen wird bei der Anfertigung von mittelgroßen und großen Abgüssen eingesetzt. Es ist praktisch bei allen Gusslegierungen möglich, was uns ein breites Anwendungsspektrum gibt.

Furfuryl-Massen sind die am häufigsten gewählten Kunstharze

Sie werden in einem Ausmaß von bis zu 55% durch den Weltmarkt verwendet, der selbsthärtende Harze einsetzt.

Das ist auf ihre zahlreichen Vorteile zurückzuführen, u.a.:

  • man kann aus ihnen hochpräzise Abgüsse fertig stellen
  • sie zeichnen sich durch eine hohe Zugfestigkeit aus, obwohl der Anteil der Harze, die bei ihrer Produktion verwendet werden, mit anderen Technologien vergleichbar ist
  • sie zeichnen sich auch durch einen niedrigen Arbeitsaufwand bei der Reinigung von Abgüssen aus
  • im Vergleich zu anderen Bindemitteln mit organischen Lösungsmitteln ist der Geruch von Furan-Massen (Furfuryl-Massen) viel weniger lästig
  • Abgüsse solcher Art binden bei Umgebungstemperatur

Nachteile der Furan-Massen

Furan-Massen, genauso wie auch alle anderen Bindemittel, die im Gießhandwerk verwendet werden, sind nicht mangelfrei. SpezialistInnen auf diesem Gebiet deuten auf folgende Nachteile hin:

  • relativ hohe Kosten der Harze
  • kurze Nutzungsdauer der Massen
  • die Notwendigkeit der Verwendung saurer Katalysatoren mit Korrosionseigenschaften
  • die während des Produktionsprozesses stattfindende Emission von Schwefeldioxid und anderen aromatischen organischen Verbindungen, die die Arbeitsbedingungen in einem Gießereibetrieb negativ beeinflusst.

Der ökologische Aspekt

Es lohnt sich, einen Blick auf den ökologischen Aspekt der Furan-Massen zu werfen. Während der Arbeit mit ihnen müssen entsprechende Bedingungen eingehalten werden und man muss ihre potentielle Schädlichkeit beachten, hauptsächlich wegen des Furfuryl-Alkohols, der im Kontakt mit den Atemwegen und mit der Haut gefährlich sein kann.

Zum Glück werden die Umweltschutzvorschriften verschärft und die Arbeitssicherheitsnormen in den Gießereibetrieben eingehalten. Dadurch ist nicht nur die Gewährleistung der Sicherheit bei der Arbeit mit dieser Substanz möglich, sondern es ist auch erstrebenswert, den Anteil dieser Komponente im Harz zu reduzieren. Bereits jetzt, bei den neuesten Generationen von Harzen, reduziert man den Anteil des freien Furfuryl-Alkohols auf unter 25%, für die Zukunft wird sogar seine komplette Eliminierung prognostiziert.

Die Verwendung von Furan-Harzen bringt auch andere Vorteile mit sich – sie ermöglicht unter anderem eine Senkung der Gussabfallmasse und einen niedrigeren Verbrauch des frischen Sandes.

Durchschnittlich 78% einheitlicher Massen, die mit Furan-Harzen kalt verhärtet werden, können regeneriert werden. Darüber hinaus kann das Regenerat im selben Formzyklus genutzt werden (mit einer kleinen Menge von frischem Sand). Man kann es auch zur Erfrischung der Formmasse verwenden.

Diese Lösung ist insofern vorteilhaft, dass die Gesetzgebung hohe Gebühren für die Lagerung von Furan-Massen und den Abfällen, die bei ihrer Produktion entstehen, vorsieht. Dadurch wird dazu beigetragen, dass die Gießereibetriebe zu effizienten Lösungen greifen, und zugleich einen ökologischen Wandel anstreben.

Es wird prognostiziert, dass die nächste Herausforderung für Firmen, die Furan-Massen produzieren, eine Reduktion der Emission von SO2 und Verbindungen aus der BTEX-Gruppe sein wird.

Fazit

Massen mit Furan-Harzen sind die am weitesten verbreiteten Massen unter den Massen mit organischen Bindemitteln, was die Herstellung von Abgüssen aus Eisenlegierungen betrifft. Die Technologie, über die wir heutzutage verfügen, ermöglicht uns nicht nur die richtige Auswahl und Anpassung ihrer Eigenschaften an die Bedürfnisse der Produktionsbetriebe, sondern auch die Gewährleistung möglichst geringer Auswirkungen auf die Umwelt und die Entwicklung dieses Zweiges in Richtung Neutralisierung (sowohl bezüglich der Gesundheit der Personen, die mit solchen Massen arbeiten, als auch der Ökologie und ihrer Aspekte).

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