Das Vakuumgießen ist ein vielseitiges Fertigungsverfahren, mit dem hochwertige Prototypen und Kleinserien von Teilen mit komplizierten Details und hervorragender Oberflächengüte hergestellt werden können. Zu den Materialien, die beim Vakuumgießen verwendet werden, gehören vor allem Silikonformen und verschiedene Gießharze. Silikonformen werden anhand eines Urmodells erstellt, das durch 3D-Druck oder CNC-Bearbeitung hergestellt werden kann. Diese Formen werden dann zum Gießen von Teilen mit Polyurethan (PU)-Harzen verwendet, die die Eigenschaften einer breiten Palette von technischen Kunststoffen und sogar Metallen nachahmen können. Das Verfahren ist ideal für die Herstellung von Teilen mit komplexen Geometrien, feinen Details und hoher Maßgenauigkeit.
Die wichtigsten Punkte werden erklärt:
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Silikon-Formen:
- Material: Silikongummi ist das wichtigste Material für die Herstellung von Formen beim Vakuumguss. Es wird wegen seiner Flexibilität, Haltbarkeit und der Fähigkeit, feine Details zu erfassen, ausgewählt.
- Eigenschaften: Silikonformen halten den hohen Temperaturen im Gießprozess stand und können mehrfach wiederverwendet werden, was sie für die Produktion von Kleinserien kostengünstig macht.
- Erstellung: Die Form wird erstellt, indem flüssiges Silikon um ein Urmodell gegossen wird, das in der Regel durch 3D-Druck oder CNC-Bearbeitung hergestellt wird. Sobald das Silikon aushärtet, wird das Urmodell entfernt, sodass ein präziser negativer Hohlraum entsteht.
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Gießharze:
- Polyurethan (PU)-Harze: Dies sind die am häufigsten verwendeten Materialien beim Vakuumgießen. PU-Harze sind vielseitig und können so formuliert werden, dass sie eine breite Palette von technischen Kunststoffen wie ABS, PP, PC und sogar Metalle nachahmen.
- Eigenschaften: PU-Harze bieten hervorragende mechanische Eigenschaften, einschließlich hoher Festigkeit, Flexibilität und Verschleißfestigkeit. Je nach Anwendung können sie auch farbig oder transparent sein.
- Typen: Es gibt verschiedene Arten von PU-Harzen, die jeweils auf spezifische Anforderungen wie Hochtemperaturbeständigkeit, Flexibilität oder Transparenz zugeschnitten sind.
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Zusatzstoffe und Füllstoffe:
- Verstärkung: Zusatzstoffe wie Glasfasern oder Kohlenstofffasern können PU-Harzen beigemischt werden, um deren mechanische Eigenschaften wie Zugfestigkeit und Steifigkeit zu verbessern.
- Farbstoffe: Dem Harz können Pigmente oder Farbstoffe zugesetzt werden, um die gewünschte Farbe für das Endprodukt zu erzielen.
- Oberflächenbehandlungen: Zusatzstoffe können auch verwendet werden, um die Oberflächenbeschaffenheit der Gussteile zu verändern, z. B. um sie glänzend, matt oder strukturiert zu machen.
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Master Model Materialien:
- 3D-Druck: Materialien wie Fotopolymere (für den SLA- oder DLP-Druck) oder Thermoplaste (für den FDM- oder SLS-Druck) werden üblicherweise für die Erstellung des Urmodells verwendet.
- CNC-Bearbeitung: Für die Bearbeitung des Urmodells können Materialien wie ABS, PMMA oder Aluminium verwendet werden, je nach gewünschter Präzision und Oberflächengüte.
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Trennmittel:
- Zweck: Trennmittel werden vor dem Gießen auf die Silikonform aufgetragen, um sicherzustellen, dass das ausgehärtete Teil leicht entfernt werden kann, ohne die Form zu beschädigen.
- Typen: Zu den üblichen Trennmitteln gehören Sprays auf Silikonbasis oder Verbindungen auf Wachsbasis, die eine nicht haftende Oberfläche bilden.
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Nachbearbeitungsmaterialien:
- Farben und Beschichtungen: Nach dem Gießen können die Teile lackiert oder beschichtet werden, um die gewünschten ästhetischen oder funktionellen Eigenschaften zu erzielen.
- Poliermittel: Diese werden verwendet, um die Oberfläche der Gussteile zu verbessern und sie glatter oder reflektierender zu machen.
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Umweltbezogene Überlegungen:
- Nachhaltigkeit: Einige PU-Harze sind so formuliert, dass sie umweltfreundlicher sind, weniger VOC-Emissionen ausstoßen und die Umwelt weniger belasten.
- Recycling: Silikonformen können recycelt oder wiederverwendet werden, und einige PU-Harze können zerkleinert und in anderen Anwendungen wiederverwendet werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Vakuumgießen auf einer Kombination aus Silikonformen und Polyurethanharzen basiert, um qualitativ hochwertige Teile herzustellen. Die Auswahl der Materialien kann auf die jeweiligen Anforderungen zugeschnitten werden, was das Vakuumgießen zu einem äußerst flexiblen und effizienten Herstellungsverfahren für Prototypen und Kleinserien macht.
Zusammenfassende Tabelle:
| Material | Beschreibung |
|---|---|
| Silikon-Formen | Flexible, haltbare und wiederverwendbare Formen, die nach Urmodellen hergestellt werden. |
| PU-Harze | Vielseitige Harze, die technische Kunststoffe und Metalle zum Gießen nachahmen. |
| Zusatzstoffe/Füllstoffe | Verbessert die mechanischen Eigenschaften, die Farbe und die Oberflächenbeschaffenheit von Gussteilen. |
| Master-Modell | Erstellt durch 3D-Druck oder CNC-Bearbeitung mit Materialien wie ABS oder Aluminium. |
| Trennmittel | Ermöglicht die einfache Entnahme von Gussteilen ohne Beschädigung der Form. |
| Nachbearbeitung | Dazu gehören Anstriche, Beschichtungen und Polieren zur Verbesserung von Ästhetik und Funktion. |
| Umwelt | Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Wiederverwertbarkeit von Materialien. |
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