Möchte Gussformen aus Blei erzeugen

[TobiKa]

Wir haben damals Spielknete auf die Heizung gepackt zum aushärten, da wird nichts flüssig!

[Hellmut]

Ich habe auch gerade im Internet recherchiert, das ist viel die Rede von Spielknete selber machen. Was da drin ist kann sich eigentlich nicht unter Wärme so verflüssigen, dass der Hohlraum rückstandsfrei bleibt! Danke TobiKa

[TobiKa]

So, nun nochmal gegoogelt. "modellierwachs" ist das Zauberwort.
http://www.gerstaecker.de/Modellierw...che-massen.htm
16Euro für 2Kg, hab nciht geguckt ob es das irgendwo noch günstiger gibt.

[Hellmut]

Hallo TobiKa, du hast bei mir was gut. Tausend Dank!

Ich werde am Montag gleich dort anrufen und fragen bei welchen Temperaturen das Wachs schmilzt. Der Grund ist zu erfahren, ob das bei temperaturen erfolgt die ich in einem Backofen erreichen kann und wo ich das Modellierwachs wiedergewinnen kann für die erneute Verwendung.Werde dazu mehr berichten!

[i_make_it]

Hallo,

also Spielknete ist für Wachsausschmelzverfahren komplett ungeeignet.

Normale Knete ist auf Basis von Wachs und Füllstoffen (meistens Gesteins- oder Getreidemehl) hergestellt.

Damit bleiben die Füllstoffe dann in der Form.

Zum Modelieren bleibt dann Wachs und Seife übrig. Beides wurde schon in der Antike verwendet.

Als Wachs wurde damals Binenwachs verwendet, da Canauberwachs nur in tropischen Gebieten bekannt war und synthetische Wachse noch nicht erfunden waren.

Wenn du von einem negativen Hohlraum ein positiv Modell abnehmen möchtest, um dann eine negativ Gußform herzustellen und das eigentliche positiver Werkstück in Blei zu gießen, dann wird dein entgültiges Werkstück kleiner sein als als der ursprüngliche negative Hohlraum.
zuerst wird dein Wachs von Flüssig oder auch nur von leicht knetbar zu fest eine Schrumfung erfahren die mehrere Prozent sein kann.
Dann wird das Blei beim Erhärten nach dem Guß Schrumpfen.
Ich habe jetzt kein Tabellenbuch zur Hand, und befasse mich selbst nur mit Bronzeguß und Stehlguß, da sind das aber bis zu 2% Schrumpfung, die man beim Modelbau des Gußmodels und des Kerns mit berücksichtigen muß.

Zum Gießferfahren, Wachsausschmelzverfahren ist so wie Sandguß ein Gießen in verlorenen Formen, also nur bei Einzelstücken und Kleinserien sinnvoll und wirtschaftlich.
Beim Gießen in Gipsform mußt du berücksichtigen, das Gips Kristallwasser bindet. Also vor dem Guß die Gipsform langsam über mehrere Stunden auf über ca. 280 - 300 °C erwärmen, damit alles Kristallwasser das bei Gießtemperatur deiner Schmelze freigesetzt würde schon draußen ist.

Für Bronzeguß erwärem ich die Form auf über 450°C damit alles Kristallwasser draußen ist.
Eine Dampfexplosioen mit einer 1100° heißen Schmelze kommt nicht gut.

Selbst bei "nur" 260° heißem Blei ist das nicht lustig.

Falls Du merere identische Teile Gießen möchtest, schau mal bei Hobytime im Programm nach, die haben zwei Komponenten hitzrfeste Silikongießmasse extra um Gußformen für Blei/Zinngießen herzustellen.

Für die Modelliermasse, lass dir mal einen Katalog von "http://www.gebr-ott-gmbh.de/" zuschicken.
Da findest du alles was Goldschmiede zum modellieren und Gießen benötigen.
Die Modelierwachse findet man auch bei Lieferanten für Zahnlabors.
Was interessant ist, sind die Gießmassen zum vergrößern und verkleinern.
Damit wird das Modell im Hohlraum gegossen und dann durch Trocknung oder Quellen sehr Formtreu vergrößert oder verkleinert.
Zum weiteren Abformen benötigt man aber eine schnell aushärtende Formmasse, was dann meist das Alginat ist, was man vom Zahnarzt kennt.

Zum Schluß noch eins, das die beim schmelzen von Blei entstehenden Dämpfe und der Rausch sowie der Staub hoch giftig sind, sollte dir bekannt sein, sonst hast du bei ca. einmonatiger Exposition nicht mehr lange Spaß am Erfolg deiner Bemühung,
Siehe dazu unter Schwermetallvergiftung nach.

Übrigens verabschiede dich am besten schon mal von der Idee das Wachs wiederzugewinnen, außer du has einen Ofen in dem du bei genauer Temperaturregelung die gesamte Ofenluft einer Rückkühlung zuführen kannst.
Du möchtest vom Prinzip her nämlich eine Dampfphasen Destilation durchführen.

[Hellmut]

Hallo i_make_it

Zuerst einmal Dankeschön für deine Auskunft, da spricht jemand der weiß wovon er redet, sprich schreibt! Ich habe deine Antwort ausgedruckt, damit ich sie richtig studieren kann. Offensichtlich scheine ich einigen Irrtümern zu unterliegen, und die würde ich gerne bestätigt bekommen. Auch schon für die Mühe danke!

Zuerst einmal ungeschminkt was ich tun möchte:

Bild hier  

In dieser Skizze sieht man wie ich die Akku-Zellen im Rumpf meines Seglers, der schwimmende Roboter, unterbringe. Hier ein paar Bilder zu den Zellen, ich habe für die Arbeiten zur Erstellung der Akku-Box im Rumpf mir "Dummy" Akkuzellen gebastelt, damit ich nicht schon zum jetzigen Zeitpunkt die Investition in die teuren Akkus machen muss, und um diese an statt der echten Akkuzellen in der Bauphase als Platzhalter zu verwenden.

Bild hier  

Hier diese Dummies im Rumpf:

Bild hier  

Hier 3 Zellen am Boden des Rumpfes, ein Bild das den Einsatz des Modellierwachses besser zu veranschaulichen hilft:

Bild hier  

Bei einem Segler kommt es darauf an den Schwerpunkt so niedrig wie möglich zu haben, damit das Aufrichtmoment möglichst hoch ist. Ich möchte deshalb die Akkuzellen so einlegen, dass Bleikörper in den Zwischenräumen der Akkuzellen und zwischen den Akkuzellen und der Rumpfschale die Leerräume ausfüllen und die Zellen in der richtigen Lage halten. 12 dieser Akkuzellen mit je 16Ah Kapazität haben zum Einem ein großes Gewicht, stellen eine für ein Modell gewaltige Kapazität bereit, sind aber für die Integrität des Rumpfes auch eine erstrangige Gefahrenquelle. Schon bei einem Kurzschluss durch versehentliches Berühren von leitenden Flächen kann zu einem Unglück führen, aber auch dem Vorgang der Ladung und Entladung im Betrieb muss ein hohes Maß an Aufmerksamkeit gewidmet werden.

Die Bleikörper werden also einerseits als Ballast eine Funktion haben, aber auch als Wärmesenke zur Verfügung stehen und zu guter Letzt auch die einzelnen Zellen in der richtigen Lage halten. Der ganze Akku-Box-Körper muss natürlich so im Rumpf eingesetzt sein, dass das Halten dieses in seiner Stellung mit einem sauberen Kraftschluss mit der Rumpfschale erreicht wird. Die Trägheitskräfte dieses Elementes mit den Bleikörpern die locker 10 kg wiegen dürften recht groß werden und damit mit fast 50% des Gewichtes des einsatzbereiten Segelbootmodelles bei einer plötzlichen Bewegung, z. B. beim Transport, großen Schaden anrichten können.

Da die Zellen auch unbedingt vor Wasserkontakt geschützt werden müssen, wird die ganze Box eine Außenhaut aus Stahlblech erhalten die Wasserdicht sein wird. So als Anmerkung am Rande, Ich sehe den Bau als Vehikel mich technologisch zu betätigen, da ich für den ersten Arbeitsmarkt zu alt sein soll. So werden digitale voll kalibrierte hochmoderne Temperatur- und Feuchtesensoren mit I2C-Schnittstelle die Temperatur der einzelnen Zellen überwachen und über eine Selbstbau-2,4GHz-Funkanlage mit einer Eigenentwicklung der grafischen Benutzerschnittstelle die Daten von diesen Sensoren am Sender bereitstellen.

Somit sind also die einzelnen Bleikörper jeweils Unikate, bei welchen ich die Form durch Abdruck in Wachs ermittle und wo vermutlich die Schrumpfung der Wachsmasse tolerabel bleibt. Gedacht ist es die verbleibenden Leerräume zwischen dem Blei und seiner Umgebung mit Wärme leitenden Kleber aufzufüllen und so die gewollte Passgenauigkeit zu erhalten ohne den Wärmefluss zu behindern.

Ich danke auch für den Hinweis auf die durch den Vorgang entstehenden Gefährdungen! Ich habe zu dem Gießvorgang in die Gipsform eine Frage.

Bild hier  

Wie auf dem Bild zu sehen ist, habe ich in das Kiel des Rumpfes schon Blei eingegossen. Nun ist ja Holz sicher ebenfalls ein recht empfindliches Material, welches bei diesem Guss der Wärme flüssigen Bleis ausgesetzt wurde. Ich bin dabei so vorgegangen, dass ich am Anfang nur wenig Blei eingegossen habe und dieses habe erkalten lassen. Dadurch war die Menge der Wärmeenergie gering genug um das Holz nicht zu schädigen, sprich von außen konnte keine Veränderung festgestellt werden. Danach habe ich immer in kleinen Mengen Blei hinzugegossen, wobei je größer die im Rumpf bereits vorhandene Bleimenge war, diese als Wärmesenke wirkte und ich so immer großzügiger Blei hinzu gießen konnte. Ein ähnliches Vorgehen hatte ich für die Bleiformen um die es hier geht auch vor. Besteht dann ebenfalls die Gefahr einer solchen Explosion durch das Kristallwasser im Gips?

Du sprichst in deinem Beitrag auch von einer Silikongießmasse. Dafür müsste ich aber vor dem Bleigießen die Form öffnen und die Silikonmasse entfernen, da ich vermute das diese sonst nicht wieder aus der Gipsform zu entnehmen wäre, oder?

Was die Modellierwachse für die Zahnlabors angehen, diese sind viel zu teuer! Ich habe bei einem Spezialbetrieb ein Modellierwachs mit guten Kneteigenschaften gefunden, wo 2 kg des Modellierwachses unter 17,- Euro kosten. Bei Zahnarztbedarf kosten 100gr diesen Betrag, wenn nicht sogar mehr!

Die Thematik der Bleidämpfe ist mir bekannt und ich bekenne bei den sehr seltenen Fällen wo ich bisher Blei gegossen habe hier keine besondere Vorsicht walten haben zu lassen! Werde das aber bei diesem Arbeitsschritt ändern, da ich mit dem Segelboot noch viele Jahre Spaß und Lernerfahrungen machen möchte!

Zu Letzt noch eine Frage. Auf wie viel Grad muss man die Form mit dem Modellierwachs erwärmen, damit dieser aus der Form heraus fließt?

[Richard]

Also ich vermute einmal die ganzen Accus werden schon als Ballast reichen. Ich würde streichfähige Silikon Form Masse nehmen und in mehreren Lagen bis zur gewünschten Stärke auf das jeweilige Accupack auftragen. Dann oben aufschneiden und Abziehen. Das ist fest aber trotzdem enorm Elastisch und Wasserfest. Solche Silikon Formmasse aus Bastelläden wird verwendet um auch Figuren mit starken Unterschneidungen ab zu Formen. Wenn man vor den Ab formen vorne/Hinten am Accupack eine Platte anbringt, bleibt auch Platz für die Kabel.

Nur einmal als Denkanstoß. Gruß Richard

[Richard]

Also ich vermute einmal die ganzen Accus werden schon als Ballast reichen. Ich würde streichfähige Silikon Form Masse nehmen und in mehreren Lagen bis zur gewünschten Stärke auf das jeweilige Accupack auftragen. Dann oben aufschneiden und Abziehen. Das ist fest aber trotzdem enorm Elastisch und Wasserfest. Solche Silikon Formmasse aus Bastelläden wird verwendet um auch Figuren mit starken Unterschneidungen ab zu Formen. Wenn man vor den Ab formen vorne/Hinten am Accupack eine Platte anbringt, bleibt auch Platz für die Kabel.

Nur einmal als Denkanstoß. Beispiel:

http://www.aura-shop.de/990019.htm

http://www.vinamold.de/
Gruß Richard

[Hellmut]

Hallo Richard,

Gott sei es gedankt, sie reichen nicht. Oder um es positiv zu sagen, die Verdrängung des Rumpfes bezogen auf KWL, Konstruktionswasserlinie, betragen 21,5 kg! Besonders bei einem Langkieler, also ohne Schwert, ist das Thema Aufrichtmoment viel kritischer als bei den modernen Seglern.

Der Akkupack bleibt aus einzelnen Zellen die über ein Klemmbrett zu dem Pack 12S1P zusammengeschaltet werden, sowie von dort die Balancerkabel herausgeführt werden. Da ich ein BMS, Battery Monitoring System, basierend auf dem LT6802, ein hoch interessantes Bauteil, eine Entwicklung für Elektroautos, im Modell integriere und der geplante Lader, der Pulsar 3, Nachfolgemodell des heute verfügbaren Pulsar 2+, einen integrierten Balancer hat, muss ich Vorkehrungen treffen die Balancer-Leitungen wahlweise zum Pulsar 3 extern während des Ladevorganges, und dem LT6802 BMS umschalten können. damit beide Balancersysteme jeweils unverfälscht den Ladezustand der Zellen überwachen können muss die Weiche tristateable sein damit der Leitungswiderstand die Funktion der balancer nicht negativ beeinflusst.

Die Silikonlösung die du vorschlägst hat mehrere Nachteile. Als Werkstoff zur Erstellung der Form für den Bleiguss ist der Gelcharakter ungeeignet, ich verspreche mir mehr von diesem Modellierharz, welches dazu doch noch recht günstig ist.

http://www.gerstaecker.de/Modellierw...che-massen.htm

Silikon würde:
1. Die Zellen thermisch von der Umgebung isolieren, was definitiv nicht wünschenswert ist und was der Grund ist, weshalb ich den Aufwand mit dem Bleiguss unter Anderem treibe.

2. Wäre auf diesem Wege das Herausnehmen der Akkuzellen aus dem Rumpf unmöglich. Die von mir gewählte Methode erlaubt mit einem minimalen Aufwand die Zellen einzeln aus der Akkubox zu entnehmen.

Ich plane, streng nach meiner Devise des Hosenträger und Gürtel Prinzips, alles Mögliche für den worstcase vorzusehen. Die Wärme- und Feuchtesensoren, etwa 10 Stück in der Akkubox werden der Elektronik ermöglichen sich erwärmende Zellen einzeln identifizieren zu können und entsprechende Maßnahmen zur Verhinderung von Schlimmeren einleiten. ich verspreche mir von der Entwicklungsarbeit hierzu die Erlangung von viel Kompetenz und werde dabei sicher viel Spaß und eine gehörige Portion Frustration auf dem spannenden Weg zur Lösung haben!

Bild hier  

Hier eine Skizze die zusammen mit der Querschnittskizze vorher in diesem Thread zu verstehen ist.

Links und rechts, wo die Rumpfschale ist wird aus Stahlblech eine Verkleidung erstellt, welche sich unmittelbar an die Akkuzellen anschmiegt, wie man sie in der Querschnittsskizze sieht. Zwischen diesem Stahlblech und der Rumpfschale werde ich mit dem Modellierwachs den Leerraum abformen und diesen dann aus Blei gießen. So wird zwischen der Rumpfschale und dem Stahlblech eine Bleifüllung eine gute Wärmesenke ergeben.
Dieser Raum in dem die Akkuzellen exakt hinein passen, wird in den Leerräumen zwischen den Akkuzellen, auch diese sind in der Querschnittsskizze gut zu erkennen, werden mit Modellierwachs die Leerräume abgeformt, eine Bleiform gegossen welche diese Leerräume ausfüllt. In diese Bleigusskörper werden anschließend die Wärme- und Feuchtesensoren eingearbeitet und die I2C Busse herausgeführt. Nach vorne und hinten werden entweder Platten aus Alu, mit meiner BF20L gefräst angeschraubt. Wie auf der Draufsichtskizze zusehen vorne und hinten jeweils 2 Platten im kurzen Abstand. Die inneren werden eine Bohrung haben, die mit einem Plastikrohr elektrisch isoliert werden und durch welche die Schrauben durchgeführt werden die in die jeweiligen Gewindebohrungen an den Zellstirnseiten festgeschraubt werden. So kann ich in dem Zwischenraum die Schraubklemmverbindungen der Leitungen führen die zum Klemmkasten auf der Oberseite der Akkubox führen. Diese 4 Platten, 2 vorne und zwei hinten werden Kunststoffbeschichtet werden, so dass ein versehentliches Berühren der Pole der Akkuzellen hier keine Kurzschlüsse verursachen kann. Diese Kunststoffbeschichtung kann man recht preiswert selber machen! Die 4 Platte sind so mit der Stahlblechverkleidung zu den Seiten verschraubt, dass man die Platten auch wieder entfernen kann, z. B. zur Wartung der Kunststoffbeschichteten Oberflächen und andererseits die Akkubox absolut Wasserdicht machen. An ein Belüftungssystem ist gedacht.

So in etwa wird der Segler fertig aussehen!

Bild hier  

[damfino]

Die Zellen sind anscheinend die gleichen die ich verwende, nur mit mehr Ah.
Wie schnell sollen die aufgeladen werden damit hier Wärme entstehen kann? Eine große Beanspruchung kann ich mir beim Segelschiff nicht vorstellen.
Ich lade meine 10Ah Zellen mit 2.5A, Entladestrom im Mittel 3.3A, dabei haben die Zellen keine spürbare Erwärmung.

LG!