Vakuumgießen ist eine effiziente Fertigungsmethode, die Kleinserienteile mit Qualitäten erzeugt, die denen des Spritzgießens ähneln. Diese Technologie liefert hochwertige und detaillierte Prototypen und erstellt innerhalb kurzer Zeit eine kleine Produktserie. Die Anwendung des Vakuumgussverfahrens stellt sicher, dass Teile hervorragende mechanische Eigenschaften und vielfältige Endanwendungen aufweisen.
Das Verständnis des Vakuumguss-Designleitfadens ist der Schlüssel zum Erfolg Ihres Projekts. Um die Vorteile dieser hervorragenden Technik voll ausnutzen zu können, muss Ihr 3D-gedrucktes Design den geometrischen Expertenempfehlungen folgen. Aus diesem Grund müssen Sie den Designprozess sorgfältig angehen, um Fehler zu vermeiden und optimale Qualität sicherzustellen.
Dieser Leitfaden bietet einen vollständigen Überblick über die Überlegungen zum Vakuumgussverfahren. Wir zeigen Ihnen wichtige Vakuumgussrichtlinien für den Projekterfolg, von den Grundlagen bis hin zu fortgeschrittenen Praktiken. Aber lassen Sie uns vorher kurz den Prozess selbst besprechen.
Was ist Vakuumgießen?
VakuumgießenBeim Urethanguss oder Polyurethanguss werden Silikonformen zur Herstellung von Kunststoff- und Gummikomponenten verwendet. Diese Technik wird unter Vakuum durchgeführt. Es reproduziert das Spritzgießen, um komplizierte Teile aus Polyurethanharzen und Gussnylon herzustellen.
Beim Vakuumgießen werden flüssige Materialien unter Vakuumdruck in eine Form gezogen, wodurch schnell detaillierte Bauteile entstehen. Es beginnt mit der Herstellung eines präzisen Meistermodells, oft durch 3D-Druck oder eine CNC-Maschine. Das Modell wird dann mit Silikon umhüllt, um eine Form zu bilden, die in einer Vakuumkammer platziert wird.
Nachdem das Silikon ausgehärtet ist, wird das Meistermodell entfernt, sodass eine makellose Silikonform zurückbleibt. Diese Form wird in einer Vakuumgießmaschine verwendet, wo das Gussmaterial sie füllt und alle Designfeinheiten erfasst. Nach dem Aushärten wird das endgültige Teil entnommen und die Form kann für etwa 30 Teile wiederverwendet werden, sodass sie für kleine bis mittlere Produktionsserien geeignet ist.
Seine Vakuumumgebung gewährleistet einen qualitativ hochwertigen Guss ohne Blasen oder Oberflächenfehler. Dieses Verfahren wird häufig verwendet Rapid-Prototyping- für Vorserientests und Kleinserienfertigung.
Designüberlegungen für das Vakuumgießen
Wie bereits erwähnt, ist die Befolgung des Vakuumguss-Designleitfadens für den Erfolg des Prozesses von entscheidender Bedeutung. In diesem Abschnitt erfahren Sie die Designgrundlagen für das Vakuumgießen und Expertentipps für die besten Ergebnisse.
Entformungsschräge
Beim Vakuumformen ist der Entformungswinkel von entscheidender Bedeutung, um das einfache Entfernen des Kunststoffteils aus der Form ohne Verformung oder Bruch zu ermöglichen. Ohne sie könnte der Kunststoff an der Form haften bleiben, was die Entfernung erschwert oder unmöglich macht. Das Produkt könnte sich beim Herausziehen sogar verformen oder zerbrechen.
Idealerweise sollten Sie Ihr Teil mit einem Entformungswinkel von mindestens 1 bis 2 Grad konstruieren. Die Größe des Entformungswinkels variiert jedoch je nach Material, Produktform und -komplexität sowie Formgröße. Materialien, die zu Verformungen neigen, oder Produkte mit komplizierten Formen erfordern möglicherweise einen größeren Entformungswinkel. Andererseits können einfachere Formen oder steifere Materialien mit einem kleineren Winkel ausreichen. Um eine mühelose Entnahme aus der Form zu gewährleisten, ohne die Integrität des Endprodukts zu beeinträchtigen, ist es wichtig, das Produkt mit einem geeigneten Entformungswinkel zu konstruieren.
Toleranz
Ein praktischer Tipp ist die Einhaltung von Standardtoleranzen ISO 2768 grob (C) für Vakuumguss. Wenn bestimmte Merkmale nicht erforderlich sind, wenden Sie Standardtoleranzen an. Obwohl engere Toleranzen möglich sind, empfehlen wir sie nur für kritische Merkmale. Die Toleranz beträgt entweder +/- 0.5 mm oder +/- 0.1 mm pro 30 mm, je nachdem, welcher Wert größer ist.
Wandstärke
Das Vakuumgießen ermöglicht die Gestaltung dünner und dicker Wandabschnitte innerhalb desselben Teils, ohne die endgültige Komponente zu beeinträchtigen, was eine größere Gestaltungsfreiheit bietet. Die Wände des vakuumgeformten Produkts sollten ein Gleichgewicht herstellen; Sie sollten dick genug für Festigkeit und Haltbarkeit sein, aber nicht so dick, dass sie langsam abkühlen und spröde werden. Die Wandstärke hat erheblichen Einfluss auf die Festigkeit und Haltbarkeit des Endprodukts.
Dickere Wände sind im Allgemeinen stärker und widerstandsfähiger gegen Verformung, das Erhitzen und Formen kann jedoch länger dauern, sodass größere und teurere Formen erforderlich sind. Umgekehrt lassen sich dünnere Wände leichter erhitzen und formen, was kleinere und kostengünstigere Formen erfordert, obwohl sie möglicherweise anfälliger für Verformungen und weniger robust sind.
Normalerweise empfehlen wir eine Mindestwandstärke von 1 mm bis 1.5 mm für kleine bis mittelgroße Teile und passen diese bei Bedarf bei größeren Teilen an. Die ideale Dicke kann jedoch je nach den Anforderungen Ihres Projekts und dem gewählten Material variieren.
Einbeziehung von Hinterschneidungen und Überhängen
Hinterschnitte und Überhänge sind Designelemente, die entweder vertieft sind oder über einen Raum hinausragen, was den Form- und Gussprozess erschwert. Im Vergleich zu anderen Produktionstechniken kann das Vakuumgießen diese anspruchsvollen Eigenschaften jedoch effektiv bewältigen.
Bei der Planung der Einbeziehung von Hinterschnitten oder Überhängen in Vakuumgusskonstruktionen ist es wichtig, deren Einfluss auf die Komplexität der Gussform zu erkennen, was möglicherweise zusätzliche Anpassungen oder Überlegungen erforderlich macht. Um sicherzustellen, dass diese komplizierten Details präzise und effizient ausgeführt werden, ist die Beratung durch einen Fertigungsexperten ratsam. Bei RapidDirect sind wir ausgestattet und bereit, Sie bei diesem Prozess zu unterstützen.
Bosses
Vorsprünge müssen mindestens 1 mm hoch sein und einen Mindestdurchmesser von 1 mm haben. Die Wandstärke der Vorsprünge sollte 60 Prozent der Nennstärke nicht überschreiten, um Einsinkungen zu reduzieren. Die Vorsprünge sollten mindestens 1 mm hoch und breit sein. Der Bodenradius sollte 25 % der Wandstärke nicht überschreiten und die Nabenwände sollten höchstens 60 % betragen, um Schrumpfung zu vermeiden.
Rippen
Das Hinzufügen von Rippen zu großen, flachen Bereichen erhöht die Festigkeit und minimiert Verformungen. Die Rippenstärke sollte geringer sein als die Wandstärke, um Schrumpf- und Absinkeffekte zu reduzieren. Unsere Experten empfehlen, die Rippendicke unter 60 Prozent der Nennwanddicke zu halten und die Rippenhöhe auf weniger als das Dreifache ihrer Dicke zu begrenzen.
Geprägte Details
Entwerfen Sie Texte und Logos, die entweder vertieft oder geprägt sind und eine Mindesttiefe/-höhe von 1 mm und eine Breite von 1 mm haben, um die Sichtbarkeit zu gewährleisten. Lassen Sie zwischen den Buchstaben einen Abstand von 1 mm, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Fügen Sie Schrägen an den geprägten Details hinzu, um ein einfaches Lösen aus der Form zu erleichtern. Vermeiden Sie außerdem komplexe Hinterschneidungen, die den Entformungsprozess erschweren können.
Materialien für das Vakuumgießen
Bei der Konstruktion für den Vakuumguss ist es oft eine Herausforderung, die gewünschten Eigenschaften eines bevorzugten Materials aufeinander abzustimmen. Die Vielseitigkeit dieses Herstellungsverfahrens ermöglicht jedoch den Einsatz verschiedenster Materialien und erweitert so die Auswahlmöglichkeiten. Die Gussmaterialien reproduzieren die vom Ingenieurteam bereitgestellten Abmessungen und Spezifikationen, insbesondere hinsichtlich der thermischen und physikalischen Eigenschaften. Zu den gängigen Materialien, die bei dieser Gießtechnik verwendet werden, gehören Gummi, Harze und Thermoplaste.
ABS-ähnliche Harze
ABS-ähnliche Harze ahmen die Eigenschaften von ABS-Kunststoff nach und bieten eine Kombination aus Festigkeit und Flexibilität, die sich ideal für verschiedene Anwendungen eignet. Mit hervorragenden Oberflächendetails, die an Spritzgussteile erinnern, sind ABS-ähnliche Harze in flammhemmenden, lebensmittelechten und UV-stabilen Ausführungen erhältlich, wodurch sie für unterschiedliche Anforderungen vielseitig einsetzbar sind. Darüber hinaus bieten sie eine kostengünstige Lösung für die Herstellung von Prototypen oder Kleinserien von Endverbrauchsteilen. Zu den Hauptvorteilen gehören gute mechanische Eigenschaften, eine feine Oberflächenbeschaffenheit und eine außergewöhnliche Detaildarstellung. Hersteller verwenden sie häufig in Unterhaltungselektronik, Automobilkomponenten und Spielzeug.
Polyethylenähnliche und Polypropylenähnliche Harze
Polyethylen- und Polypropylen-ähnliche Harze ahmen die Eigenschaften von Polyethylen und Polypropylen nach und sorgen für Flexibilität, Haltbarkeit, Elastizität und Zähigkeit. Diese Harze bieten hervorragende Oberflächendetails, ein spritzgegossenes Aussehen, Zähigkeit und leichte Eigenschaften. Diese Polyurethane ermöglichen die kostengünstige Herstellung hochwertiger Prototypen oder kleiner Serien von Endverbrauchsteilen.
Polyethylenähnliche Harze bieten hohe Flexibilität, hervorragende Schlagfestigkeit und gute chemische Beständigkeit. Somit eignen sie sich zum Verpacken von Bauteilen, Behältern und flexiblen Teilen. Sie zeichnen sich außerdem durch Haltbarkeit, Zähigkeit sowie eine hervorragende Ermüdungs- und Chemikalienbeständigkeit aus. Sie eignen sich ideal für die Herstellung von Schnappverbindungen und Automobilteilen und bieten zuverlässige Leistung in anspruchsvollen Umgebungen.
Polycarbonatähnliche Harze
Diese Harze sind so konzipiert, dass sie die Eigenschaften von Polycarbonat nachbilden und eine hohe Festigkeit und Klarheit bieten. Diese Harze zeichnen sich durch eine hohe mechanische Festigkeit, Transparenz und Hitzebeständigkeit aus und eignen sich daher ideal für verschiedene Anwendungen. Polycarbonatähnliche Polyurethane eignen sich zur Herstellung von Brillenkomponenten, Lichtabdeckungen und anderen transparenten Teilen, die Festigkeit erfordern.
Acryl
Beim Vakuumgießen verwendete Acrylharze ahmen die Eigenschaften von PMMA (Polymethylmethacrylat) nach. Diese Harze bieten eine hohe Klarheit, Transparenz und UV-Beständigkeit, wodurch sie für verschiedene Anwendungen geeignet sind. Acrylharze werden üblicherweise in Vakuumgussverfahren zur Herstellung von Beleuchtungskörpern, Linsen und transparenten Komponenten verwendet. Ihre Fähigkeit, die Eigenschaften von PMMA zu reproduzieren, gewährleistet die Herstellung optisch ansprechender und langlebiger Endverbrauchsteile.
Silikonharz
Silikonharze zeichnen sich durch ihr niedriges Molekulargewicht und ihre verzweigtkettige Struktur aus. Sie bieten eine hervorragende Hitzebeständigkeit und hohe Leistung und übertreffen herkömmliche Gummimaterialien. Aufgrund ihrer thermischen Stabilität, die kurzzeitig eine Beständigkeit von bis zu 500 Grad Celsius ermöglicht, sind Silikonharze wertvoll für die elektrische Isolierung und als Trennmittel. Diese Eigenschaften machen sie unverzichtbar in Branchen, in denen Materialien benötigt werden, die hohen Temperaturen standhalten und gleichzeitig Zuverlässigkeit und Leistung beibehalten.
Beim Vakuumgießen sind Silikonharze wesentliche Trennmittel für thermoplastische oder Elastomermaterialien wie Polyurethan. Die Verwendung von Silikonharzen steigert die Effizienz und Qualität des Vakuumgussverfahrens und sorgt für eine reibungslose Entformung und eine präzise Nachbildung komplizierter Details im Endprodukt.
Silikon-Gummi
Beim Vakuumgießen verwendeter Silikonkautschuk bietet hervorragende Eigenschaften als langlebiges und belastbares Elastomer mit einer einzigartigen Molekularstruktur. Zu den bemerkenswerten Eigenschaften von Silikonkautschuk gehören gute Fließfähigkeit, Transparenz, schrumpffreie Aushärtung bei Umgebungstemperatur, Langzeitstabilität der mechanischen Eigenschaften nach der Aushärtung und Beständigkeit gegenüber Gießharz.
Diese Eigenschaften machen Silikonkautschuk zu einem beliebten und zuverlässigen Material für Vakuumgussformen, das geometrische Freiheit und erstklassige Veredelungsmöglichkeiten bietet. Aufgrund seiner hohen Flexibilität, Elastizität und Temperaturbeständigkeit eignet es sich für Dichtungen, medizinische Geräte, Dichtungen und Küchenwerkzeuge. Darüber hinaus erhöht seine Biokompatibilität seinen Nutzen in medizinischen und lebensmittelbezogenen Anwendungen und gewährleistet die Produktsicherheit und -zuverlässigkeit.
TPU (Thermoplastisches Polyurethan)
TPU-ähnliche Harze sind ein vielseitiger Vermittler zwischen starren Kunststoffen und flexiblem Gummi. Sie umfassen weiche und harte Phasen. Daher bieten diese Harze eine hervorragende Flexibilität und Zähigkeit, wodurch sie sich gut für Produktionsprozesse mit kurzen Auflagen und minimalen Entwicklungszeiten eignen. Polyurethanharze bieten Eigenschaften wie Hitzebeständigkeit, Elastizität und ein hohes E-Modul.
Ihre ausgewogenen physikalischen Eigenschaften und die hohe Dimensionsstabilität ermöglichen eine einfache Formgebung und machen sie besonders geeignet für Produkte, die Abriebfestigkeit und Flammschutz erfordern. Diese Eigenschaften machen sie ideal für Dichtungen, Dichtungen, flexible Schläuche und Schuhkomponenten, bei denen Zuverlässigkeit und Langlebigkeit von entscheidender Bedeutung sind.
Epoxidharz-
Dieses Harz besteht aus einer chemischen Mischung aus Epoxidharz und Härter. Es weist eine außergewöhnliche Haltbarkeit und Beständigkeit gegenüber Verschleiß, Chemikalien und Witterungseinflüssen auf. Seine Fähigkeit, anhaltenden Kräften ohne Verformung standzuhalten, macht es zu einem zuverlässigen Klebematerial. Aufgrund seiner hervorragenden Klebefähigkeit, Vielseitigkeit und moderaten Temperaturtoleranz findet Epoxidharz breite Anwendung in Branchen wie dem Baugewerbe, der Fertigung und der Holzverarbeitung. Seine Anwendungen reichen von der Verwendung als Matrixphase in Verbundwerkstoffteilen bis hin zum Oberflächenschutz. Gießepoxidharze werden auch zur Herstellung verschiedener Gegenstände verwendet, darunter Skulpturen, Schmuck und Kunsthandwerk.
Polyurethanschaum
Polyurethanschäume dienen als Kernmaterialien oder Basis für die Herstellung von Leichtbauteilen mit komplexem Design. Sie zeichnen sich durch hervorragende Hitzebeständigkeit, geringe Dichte, die Möglichkeit zur Herstellung hervorragender Oberflächenstrukturen und Flammschutz aus. Diese Schäume helfen bei der Herstellung von Dämmstoffen, Leichtbauplatten und mehrschichtigen Strukturen.
Polyurethan-Gussschäume bieten Kosteneffizienz und Effizienz beim Vakuumgießen und zeichnen sich durch eine kürzere Laufzeit als andere Gussmaterialien aus. PU-Schaumstoffe sind gut bearbeitbar, weisen eine hervorragende Dimensionsstabilität auf und eignen sich für extreme Präzisionsbedingungen. Darüber hinaus ermöglichen sie eine schnelle und einfache Entformung des Endprodukts und steigern so die Effizienz und Produktivität des gesamten Herstellungsprozesses.
Erwecken Sie Ihr Vakuumguss-Design zum Leben
Vakuumgießen bietet einen kostengünstigen Ansatz zur Herstellung komplexer Kunststoff- und Gummikomponenten in kleinen Chargen. Aufgrund der Erschwinglichkeit und der qualitativ hochwertigen Ergebnisse nutzen viele Produktteams Vakuumgussteile für Funktionstests während der Produktentwicklung. Somit ist es branchenübergreifend anwendbar.
Für kundenspezifische Gussteile wenden Sie sich an RapidDirect, den zuverlässigsten Experten für Vakuumguss. Wir bei RapidDirect sind stolz darauf, Ihr Experte für Fragen zu sein kundenspezifische Vakuumgussanforderungen. Unser Team aus erfahrenen Ingenieuren und Qualitätssicherungsexperten ist in der Lage, Produktionsanforderungen aller Größenordnungen – von kleinen bis großen Stückzahlen – zu bewältigen und dabei die höchsten Standards der Vakuumguss-Designpraktiken einzuhalten. Modernste Technologie rationalisiert den Produktionsprozess und macht hohe Anfangsinvestitionen überflüssig, die normalerweise mit einer hochwertigen Fertigung verbunden sind.
Unsere Vakuumgussdienstleistungen sind darauf ausgelegt, eine umfassende Lösung sowohl für den Prototypenbau als auch für den Bedarf an kundenspezifischen Produktionsteilen zu bieten. Wir fertigen hochdetaillierte Elastomerteile und garantieren außergewöhnliche Qualität und kurze Lieferzeiten. Vertrauen Sie bei Ihrem nächsten Projekt auf RapidDirect und erleben Sie, wie einfach es ist, Prototypen und kundenspezifische Teile von höchster Qualität zu erhalten.
Sind Sie bereit, Ihr Design zum Leben zu erwecken? Senden Sie Ihre CAD-Dateien noch heute an RapidDirect, um ein sofortiges Angebot zu erhalten, und begeben Sie sich mit uns auf den Weg zu einer reibungslosen, effizienten Produktion.
FAQs
Das Vakuumgussverfahren liefert Teile mit hervorragender Maßhaltigkeit, mit einer Genauigkeit von ±0.3 % (mit einer Untergrenze von ±0.3 mm bei Abmessungen kleiner als 100 mm). Abhängig vom Urmodell und der Teilegeometrie können wir Maßgenauigkeiten von 0.2 bis 0.4 mm erreichen.
Viele Juweliere haben Vakuumgusstechniken übernommen, um kleine Schmuckfassungen herzustellen. Diese Methode erleichtert die Erstellung individueller Fassungen und Fassungen für Freiformsteine und bietet schützende Designs für weiche Edelsteinarten wie Dioptase und Opal. Darüber hinaus können Juweliere Gummiformen von Originalstücken herstellen und daraus Modelle für Kopien herstellen.
Der Hauptnachteil des Vakuumgusses ist die begrenzte Lebensdauer der Silikonform. Sie verschlechtern sich mit der Zeit und müssen nach zahlreichen Zyklen ausgetauscht werden, was möglicherweise die Kosten für Produktionsläufe mit höheren Stückzahlen erhöht. Darüber hinaus lassen sich bestimmte Materialien wie Metalle oder glasfaserverstärkte Kunststoffe beim Vakuumgießen nicht einfach reproduzieren, was sich auf die Prozesseignung auswirkt. Darüber hinaus ist das Vakuumgießen für sehr komplexe Teile möglicherweise nicht sehr geeignet.
