Vakuumgussdienste

Vakuumgießen ist ein vielseitiges und effizientes Verfahren, das vor allem zur Herstellung hochwertiger Prototypen und kleiner bis mittlerer Stückzahlen eingesetzt wird. Hier ist eine einfache Übersicht über die Funktionsweise:

Master-Mustererstellung: Der Prozess beginnt mit der Herstellung eines Mastermusters, das normalerweise mit einem hochauflösenden 3D-Drucker erstellt wird. Dieses Muster wird präzise gefertigt, um das endgültige Teil detailliert darzustellen.

Formenbau: Anschließend wird um das Mastermuster herum eine Silikonform erstellt. Die Herstellung der Form erfolgt unter Vakuumbedingungen, um sicherzustellen, dass keine Luftblasen entstehen, die die Genauigkeit und Oberflächenqualität der Form beeinträchtigen könnten.

Gießen: Sobald die Form ausgehärtet und das Mastermuster entfernt ist, wird das Gießharz, häufig Polyurethan, gemischt und in die Form gegossen. Während des Gießvorgangs wird Vakuum angelegt, um Lufteinschlüsse zu vermeiden und einen blasenfreien Guss zu gewährleisten, der das Mastermuster mit hoher Genauigkeit reproduziert.

Aushärtung und Teileentnahme: Das Harz kann in der Form aushärten. Nach dem Aushärten wird das Teil aus der Form entfernt, die normalerweise wiederverwendet werden kann, um mehrere Kopien herzustellen.

Feinschliff: Im letzten Schritt werden die Gussteile gereinigt und endbearbeitet, um die gewünschte Oberflächenstruktur und Detailliertheit zu erzielen, und es werden die erforderlichen Farben oder Beschichtungen aufgetragen.

Sowohl Vakuumguss als auch 3D-Druck sind in der Rapid-Prototyping-Phase wertvoll, aber Urethanguss bietet oft deutliche Vorteile, insbesondere bei spezifischen Projektanforderungen:

Materialeigenschaften: Beim Vakuumguss werden Materialien verwendet, die denen beim Spritzguss sehr ähnlich sind. Dadurch erhalten die Teile überlegene mechanische Eigenschaften wie Festigkeit, Flexibilität und Hitzebeständigkeit. Dies ist besonders wichtig für Funktionstests und Endanwendungen.

Oberflächenfinish: Teile aus gegossenem Urethan weisen im Allgemeinen glattere und feinere Oberflächen auf als Teile aus dem 3D-Druck, bei denen Schichtlinien sichtbar sein können und für eine glatte Oberfläche eine zusätzliche Nachbearbeitung erforderlich ist.

Farb- und Texturoptionen: Vakuumguss ermöglicht eine größere Auswahl an Farben und Texturen ohne Nachbearbeitung. Die Vielseitigkeit bei den Endbearbeitungsoptionen direkt aus der Form ist größer als bei den meisten 3D-Druckverfahren.

Produktion größerer Stückzahlen: Während sich der 3D-Druck optimal für einmalige Prototypen oder sehr kleine Serien eignet, ist das Vakuumgießen bei der Herstellung kleiner bis mittlerer Teilemengen kostengünstiger und effizienter, da mit den Silikonformen mehrere Kopien desselben Mastermodells erstellt werden können.

Haltbarkeit: Urethangussteile sind in der Regel langlebiger und besser für Funktionstests und den Verbrauchergebrauch geeignet, da die verwendeten Materialien härteren Bedingungen standhalten können.

Der Polyurethan-Vakuumguss bietet im Vergleich zum herkömmlichen Spritzguss mehrere Vorteile, insbesondere bei der Prototypenherstellung und kleinen Produktionsläufen:

Geringere Kosten: Beim Vakuumgießen sind wesentlich geringere Vorabinvestitionen in die Werkzeuge erforderlich, da Silikonformen verwendet werden, die günstiger und schneller herzustellen sind als die für das Spritzgießen benötigten Stahl- oder Aluminiumformen.

Schnellere Abwicklung: Die Herstellung von Formen für Vakuumguss nimmt erheblich weniger Zeit in Anspruch, sodass der Prozess vom Entwurf bis zum fertigen Teil schneller verläuft. Diese Geschwindigkeit ist bei Projekten mit knappen Fristen oder wenn schnelle Iterationen erforderlich sind, von entscheidender Bedeutung.

Flexibilität bei den Materialien: Während beim Spritzgießen normalerweise thermoplastische Kunststoffe zum Einsatz kommen, ist beim Vakuumgießen eine größere Auswahl an Materialien möglich, darunter verschiedene Arten von Polyurethanharzen, die die Eigenschaften von Thermoplasten, Elastomeren und Gummi nachahmen können.

Hochwertige Details und Verarbeitung: Durch Vakuumguss können hervorragende Oberflächendetails und eine Oberflächengüte erzielt werden, die denen von Spritzgussteilen ähneln. Es ist besonders effektiv für komplexe Formen und feine Details, die hohe ästhetische Qualitäten erfordern, ohne dass eine Nachbearbeitung erforderlich ist.

Anpassung von Farbe und Textur: Beim Vakuumgießen verwendete Polyurethanharze können während des Mischvorgangs problemlos eingefärbt werden. Dadurch sind integrierte Farben und Strukturen möglich, die ohne zusätzliches Anstreichen oder Nachbearbeiten an spezifische Designanforderungen angepasst werden können.

Ideal für kleine Chargen: Vakuumgießen ist für die Produktion kleiner bis mittlerer Chargen kostengünstig und bietet eine praktische Lösung für Mengen, die nicht groß genug sind, um die hohen Kosten für Spritzgusswerkzeuge zu rechtfertigen.

Bei der Konstruktion von Teilen für den Vakuumguss können mehrere wichtige Überlegungen den Erfolg und die Effizienz des Produktionsprozesses beeinflussen:

Wandstärke: Eine gleichmäßige Wandstärke ist beim Vakuumgießen entscheidend, um Verformungen vorzubeugen und eine gleichmäßige Aushärtung des Harzes zu gewährleisten. Die empfohlene Wandstärke liegt je nach Größe und Komplexität des Teils normalerweise zwischen 1.5 und 5 mm.

Formschrägen: Die Einbeziehung von Entformungsschrägen in das Design erleichtert das Entfernen des Teils aus der Form. Für die meisten Oberflächen ist ein Mindestens eine Entformungsschräge von 1 bis 2 Grad ratsam.

Unterschnitte und Überhänge: Das Entwerfen mit Hinterschneidungen und Überhängen erfordert sorgfältige Planung, da sie die Form verkomplizieren und die Kosten erhöhen können. Die Verwendung von seitlich wirkenden Kernen oder geteilten Formen kann eine Lösung sein, erhöht jedoch die Komplexität.

Rippen und Zwickel: Durch das Hinzufügen von Rippen und Knotenblechen können Sie die Festigkeit und Steifigkeit der Teile verbessern, ohne das Materialvolumen und -gewicht wesentlich zu erhöhen. Positionieren Sie sie strategisch, um die strukturelle Integrität zu unterstützen.

Entlüftung und Tore: Die richtige Platzierung von Entlüftungsöffnungen und Angussöffnungen ist wichtig, um eine luftfreie Füllung der Form und einen vollständigen Harzfluss in alle Teile der Form sicherzustellen. Dadurch werden Hohlräume vermieden und die Qualität des endgültigen Gusses sichergestellt.

Oberflächenfinish: Die Qualität der Oberfläche des Mastermodells wirkt sich direkt auf das Endprodukt aus. Jede Struktur oder Politur des Mastermodells wird im Guss reproduziert.

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Beim Vakuumgießen muss die Form, die normalerweise aus Silikon besteht, sicher zusammengehalten werden, um eine präzise und hochwertige Teileproduktion zu gewährleisten. Dies wird durch ein zweiteiliges Formsystem erreicht, das das flüssige Polyurethanharz während des Gießvorgangs umschließt.

Um die Form zusammenzuhalten, wird ein starrer Rahmen oder Kasten verwendet, der oft als Formkasten bezeichnet wird. Dieser Kasten besteht normalerweise aus Materialien wie Aluminium oder einem robusten Kunststoff. Er erfüllt mehrere wichtige Funktionen: Er unterstützt die Form dabei, ihre Form und Integrität unter Vakuumbedingungen beizubehalten, verhindert, dass sich die Form beim Eingießen des Harzes wölbt oder verformt, und stellt sicher, dass die beiden Hälften der Form präzise ausgerichtet sind, ohne sich zu verschieben.

Bevor mit dem Gießen begonnen wird, wird die Silikonform in diesen starren Rahmen gelegt. Die beiden Hälften der Form werden dann fest zusammengeklemmt oder verschraubt, um ein Auslaufen des Harzes zu verhindern. Diese Klemmung trägt auch dazu bei, eine Vakuumversiegelung um die Form herum zu erzeugen, die für den effektiven Ablauf des Vakuumgießverfahrens unerlässlich ist. Das Vakuum hilft dabei, das Harz selbst in die feinsten Details der Form zu ziehen, wodurch hochwertige, detaillierte Teile mit minimalen Luftblasen oder Defekten gewährleistet werden.