Die Fertigungstechnologie Vakuumguss ist verhältnismässig unbekannt und wird häufig unterschätz. Das Verfahren beruht auf mehreren Prozessschritten, welche die Herstellung von Prototypen Serien gleichermassen ermöglichen. Ein Schritt macht sich dabei auch den 3D-Druck zu nutze. Im Vakuumguss hergestellte Bauteile besitzen dabei immer eine sehr glatte, hochwertige Oberfläche und einen hohen Detailgrad.
Wie funktioniert Vakuumguss?
Kurz gesagt wird im Vakuumguss eine Form gebaut, welche mit dem gewünschten Material ausgegossen wird. Folgende Fertigungsschritte sind nötig im Detail nötig, um ein Bauteil im Vakuumguss herzustellen:
- Herstellung des Positivs (Urmodell): Um überhaupt erst eine Form bauen zu können, wird ein Positiv/Urmodell benötigt. Hier kommt der 3D-Druck ins Spiel. Die einfachste Möglichkeit, ein Urmodell herzustellen, ist mittels 3D-Druck. Meist wird dabei das SLA Verfahren eingesetzt. Grund dafür ist die bereits sehr glatte Oberfläche und der hohe Detailgrad, welcher mit dieser Drucktechnologie erreicht werden kann. Das gedruckte Positiv wird anschliessend für den Formenbau vorbereitet.
- Formenbau: Mit Hilfe des Urmodells als Formteil kann nun die Giessform gebaut werden. Dabei wird das Urmodell mit Anguss und Steigern in einem Rahmen montiert. Danach wird dieser Rahmen mit einem entsprechenden Giessharz (2K-Silikonkautschuk) unter Vakuum ausgegossen. Das Vakuum soll dabei die Blasenbildung in der Form verhindern. Die komplette Form wird dann meist in einem Ofen noch ausgehärtet, um den Prozess zu beschleunigen. Nach dem Aushärten muss nun das Formteil (Urmodell) entfernt werden. Dafür wird die Form aufgeschnitten und nach dem Entfernen wieder verschlossen.
- Giessen: Nach dem die Giessform nun fertiggestellt ist, kann das gewünschte Material gegossen werden. Dabei handelt es sich immer um Harzmischungen, welche bestimmte Materialeigenschaften simulieren sollen. Zu den möglichen Materialien später mehr. Auch das finale Material wird unter Vakuum in die Form gegossen, um Blasenbildung zu verhindern. Sobald die Form komplett gefüllt ist, wird diese zum Aushärten wieder in einen Ofen gestellt.
- Ausformen: Wenn alles ausgehärtet ist, kann das finale Bauteil nun entformt werden. Anschliessend muss es noch gesäubert (Anguss- und Steigerrückstände, sowie Grate entfernen).
Was sind die Vorteile von Vakuumguss?
Der Prozess klingt an sich relativ aufwändig. Allerdings bietet er dadurch folgende Vorteile:
- Die Herstellung der Form ist dank dem 3D-Druck relativ einfach und kostengünstig. Vor allem, wenn der Vergleich mit Spritzgussformen gemacht wird, welche zuerst sehr aufwändig aus Metall gefräst werden müssen.
- Dank der sehr weichen und flexiblen Silikonform sind auch Hinterschnitte möglich. Beim Entformen kann die Form einfach verformt werden.
- Wenn mit genügend Vorsicht entformt wird, kann die Form mehrmals verwendet werden. So kann das Urmodell in höheren Stückzahlen vervielfältigt werden. Zudem können in einer Form direkt mehrere Bauteile gegossen werden.
- Mit den unterschiedlichen Harzmischungen lassen sich viele gängige Kunststoffe simulieren. So können die Materialeigenschaften von ABS, PA, PS, PP/PE, PC, PMMA und elastomere Materialien abgebildet werden.
- Vor allem die Herstellung von flexiblen und gummiartigen Bauteilen ist ein grosser Vorteile. Dabei kann die Shore-Härte entsprechend eingestellt werden und reicht von Shore A30 bis A90. Besonders die weichen Shore-Härten sind nur im Vakuumguss möglich und können im 3D-Druck nur sehr schwer oder überhaupt nicht abgebildet werden.
Für welche Anwendungen eignet sich Vakuumguss?
Der Vakuumguss lässt sich für die unterschiedlichsten Anwendungen einsetzten. Folgend einige konkrete aber nicht abschliessende Anwendungen:
- Ersatzteile: Sofern noch ein intaktes Originalbauteil vorhanden ist, kann dieses direkt als Urmodell für den Formenbau dienen. Danach kann es im Vakuumguss vervielfältigt werden. Ist kein Originalbauteil vorhanden, kann durch 3D-Scan oder Reverse-Engineering dennoch ein Urmodell digitalisiert und mittels 3D-Druck produziert werden.
- Nullserie und Prototypen: Bevor ein teures Spritzgusswerkzeug hergestellt wird, kann dank dem Vakuumguss eine Nullserie hergestellt und getestet werden. Dabei sind können die gängigsten Materialien simuliert werden, welche schlussendlich auch in der Serie eingesetzt werden. Auch für Prototypen, welche direkt mehrfach für Tests o.ä nötig sind, eignet sich Vakuumguss ideal.
- Dichtungen: Da im Vakuumguss auch sehr flexible Bauteile mit geringer Shore-Härte möglich sind, eignet sich das Verfahren speziell auch für Dichtungen.
- Demo- oder Anschauungsmodelle: Aufgrund der hochwertigen Oberfläche und dem dem hohen Detailgrad, welche im Vakuumguss möglich sind, eignet sich das Verfahren auch für Demo- oder Anschauungsmodelle. Besonders für Messen oder Präsentationen von Produkten kann so ein seriennahes Bauteil demonstriert werden.
Wenn Sie konkret Bedarf von vakuumgussgefertigten Teilen oder allgemein Interesse haben, können Sie mit uns Kontakt aufnehmen. Wir beantworten Ihnen gerne Ihre Fragen oder senden Ihnen ein entsprechendes Angebot zu. Folgend einige weiter Bilder von Bauteilen, die im Vakuumguss hergestellt wurden.
