Tonschwindung berechnen

Lineare Schwindung eindeutig definiert

Keramische Schwindung ist eine Änderung der Länge zwischen denselben zwei Marken in zwei Zuständen. W ist die frische oder eben geformte Länge, D die knochentrockene und F die fertig gebrannte Länge. Die gesamte lineare Schwindung beträgt:

S_total = (W − F) ÷ W × 100

Die Trockenschwindung bezieht sich auf die frische Länge:

S_dry = (W − D) ÷ W × 100

Die Brennschwindung bezieht sich auf die trockene Länge:

S_fire = (D − F) ÷ D × 100

Diese Bezugsweise verwendet der SHAB-Test von Digitalfire. Nennen Sie bei jedem Wert Ausgangs- und Endzustand samt Divisor; eine unkommentierte Katalogangabe kann auf einer bestimmten Prüfmethode und Brandbedingung beruhen.

Stufenprozente werden nicht addiert

Trocken- und Brennschwindung haben verschiedene Ausgangslängen. Ihre verbleibenden Anteile werden multipliziert:

1 − S_total ÷ 100 = (1 − S_dry ÷ 100) × (1 − S_fire ÷ 100)

Daraus folgt:

S_total = 100 × [1 − (1 − S_dry ÷ 100)(1 − S_fire ÷ 100)]

Misst eine frische 100-mm-Marke trocken 94 mm und fertig gebrannt 87,5 mm, beträgt die Trockenschwindung 6 %, die Brennschwindung (94 − 87,5) ÷ 94 = 6,91 % und die Gesamtschwindung 12,5 %, nicht 12,91 %.

Brennmaß vorhersagen und rückwärts planen

Bei einer gemessenen Gesamtrate S ergibt ein plastisches Maß W:

F = W × (1 − S ÷ 100)

Für ein gewünschtes Brennmaß F gilt umgekehrt:

W = F ÷ (1 − S ÷ 100)

Der Vergrößerungsfaktor ist 1 ÷ (1 − S ÷ 100). Bei 12,5 % Schwindung erfordert ein Endmaß von 200 mm ein plastisches Maß von 228,57 mm. Nur 12,5 % auf 200 mm aufzuschlagen ergäbe 225 mm und ein zu kleines Brennmaß, weil sich der Verlust auf das größere Ausgangsmaß bezieht.

Geprüfte Messbeispiele

Ein negatives Schwindungsergebnis bedeutet gemessene Expansion. Setzen Sie es nicht auf null: Überbrand, Blähen, Phasenänderung, Messfehler oder ein verzogener Stab können eine Zunahme verursachen, die untersucht werden sollte.

Reproduzierbarer Prüfablauf

1. Fertigen Sie mehrere Stäbe aus derselben Charge, mit gleichem Wassergehalt und derselben Formgebung wie das Werkstück. Bei Platten, Extrudaten und Gießmassen ist die Richtung relevant.
2. Setzen Sie frisch zwei scharfe Marken in genau 100 mm Abstand oder dokumentieren Sie eine andere Basis. Danach nicht dehnen oder verschieben.
3. Trocknen Sie gleichmäßig ohne starken Luftzug. Lagern Sie alle Stäbe gleich und messen Sie knochentrocken möglichst mit dem Messschieber auf 0,1 mm.
4. Brennen Sie mit Segerkegeln und derselben Schrüh- und Endbrandkurve, Atmosphäre, Wärmearbeit und Haltezeit wie die Ware. Notieren Sie Kegel und Ofenposition.
5. Messen Sie nach dem Abkühlen dieselben Marken. Wiederholen Sie Stäbe und Richtungen; ein verzogenes Einzelstück darf keinen Produktionsfaktor bestimmen.

Ceramic Arts Network beschreibt eine 10-cm-Linie vom frischen über den trockenen und geschrühten bis zum Endzustand. Der SHAB-Test von Digitalfire verlangt ebenfalls gleichbleibende Vorbereitung, Trocknung, Brandführung und Messung. Herstellerwerte sind Orientierung, kein Ersatz: AMACO No. 38 nennt unterschiedliche Werte bei Kegel 5 und 10; Laguna Flameware zeigt masse- und kegelspezifische Daten.

Grenzen des linearen Modells

Der Rechner skaliert eine Dimension. Er berechnet weder Masse, Wasserverlust, Saugfähigkeit noch Volumenschwindung. Ein linearer Prozentsatz ist nicht derselbe Volumen- oder Gewichtsprozentsatz. Drehrichtung, Plattengefüge, Wandstärke, Verbindungen und Glasur können zu richtungsabhängiger Schwindung führen; Verzug macht eine Einzelmessung unvollständig. Prüfen Sie für passgenaue Deckel, Fliesen, Bauteile und Formen eine repräsentative Geometrie und berücksichtigen Sie die normale Prozessstreuung.

Weitere Methoden: Tonmassenprüfung bei Ceramic Arts und Reverse Engineering for the Potter.