3D Druck Service und Dienstleistung

VAKUUMGUSS für KUNSTSTOFFPRODUKTE
- Vielfältige technische Eigenschaften
- Verschiedene Werkstoffe
- In Serienqualität
- Gute Oberflächen
KLEINSERIEN IN KUNSTSTOFFSPRITZGUSS QUALITÄT
- Verschiedene Farben oder auch Transparent
- Diverse Oberflächenvarianten
- Flexible Shore-Härte
Vakuumguss für Baugruppen
- Individuelle Gestaltung
- Kombination von Werkstoffen
- Montage von Baugruppen
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Vakuumguss

Seriennahe Prototypen und Kleinserien in Spritzgussqualität


Der Vakuumguss eignet sich besonders für Kunststoff und Gummi Prototypen, sowie kleine Serien. Das Vakuumgießverfahren kommt dann zum Einsatz, wenn das Material und die Oberflächen ähnliche Ansprüche und Eigenschaften von Kunststoffspritzgussteilen entsprechen sollen. Hierbei können wir auf verschiedene Materialqualitäten mit unterschiedlichen Eigenschaften zurückgreifen. Weiterhin können wir Prototypen aus Kunststoff und Gummi ohne teure und aufwendige Kunststoffspritzgusswerkzeuge herstellen. Somit können Entwickler und Ingenieure Ihre Teile ausgiebig und kostengünstig testen, bevor diese in Serie gehen.

Neben dem 3D-Druck von Prototypen, ist der Vakuumguss eine schnelle, präzise und alternative Methode. Beim Vakuumgießen wird auf Basis eines Urmodell eine Gießform aus Silikonkautschuk angefertigt. Diese Silikonform ist vergleichbar mit dem Aufbau eines Kunststoffspritzgusswerkzeuges. Die Herstellung dieser Silikonform ist jedoch um ein vielfaches günstiger. Für die Formerstellung kommen als „negativ Abdruck“ (Kavität) in der Regel 3D-Druck Stereolithographie Modelle zum Einsatz. Auch das „kopieren“ anhand einer vorhandenen Form oder Bauteil ist möglich. Nicht mehr erhältliche Ersatzteile für Oldtimer und alte Maschinen können, auf Grundlage des defekten und aufgearbeiteten Bauteils, hergestellt werden.

Nutzen Sie die Vorteile des Vakuumguss-Verfahrens für das Rapid Prototyping. Lassen Sie Ihre Modelle und Kleinserien seriennah im Vakuumguss herstellen.


Die Vorteile vom Vakuumgießen

  • Vielfältige Kunststoffe möglich: ABS / PA / PS / PP / PE oder auch transparent wie PC / PMMA oder gummiartig
  • Der Vakuumguss ist die Alternative zu Kunststoffspritzguss bei kleinen Stückzahlen
  • Kostengünstige Gießform aus Silikon
  • Kurzfristige Herstellung realisierbar
  • Umgießen von anderen Bauteilen möglich

Oberflächen beim Vakuumguss

Wir können beim Vakuumguss verschiedene Oberflächenstrukturen herstellen, welche mit denen des Kunststoffspritzgusses vergleichbar sind.  Glatte oder auch erodierte Strukturen lassen sich auf der Oberfläche flexibel realisieren. Durch verschiedene Lacke und Lackschichten auf dem Urmodell lässt sich die Oberflächenstruktur einstellen. Auch Oberflächen wie Schlangenhaut können wir realisieren, allerdings ist es dafür erforderlich, dass die Oberflächenstruktur bereits im Urmodell existiert. Solche speziellen Strukturen lassen sich nicht über Lackierprozesse herstellen.

Strukturoberflächen oder Erodieroberflächen (Elektroerosive Bearbeitung) können individuell nach VDI 3400 definiert und eingestellt werden.

Mögliche Oberflächen, wo und wie diese entstehen:

Urmodell:ErodierstrukturGlatte OberflächenSchlangenhaut
Gießteil:Soft-TouchStrukturlackGlasperlstrahlen
Sonderoberflächen:ChromlackGoldlackAluminium / Edelstahllack
WTD Dekore:Carbon OptikHolz OptikSonder Dekore

Für Ihre Prototypen bietet sich demnach eine Fülle an Möglichkeiten die Optik so nah wie möglich an die Serie anzupassen. Auch bei Kleinserien haben Sie so viele Möglichkeiten, ein Produkt zu individualisieren, dass beinahe keine Wünsche offenbleiben. So können wir zum Beispiel auch ganz spezielle Dekore im Wassertransferdruck aufbringen. Allerdings ist dieses Verfahren ganz stark von der Form und Geometrie abhängig. Es eignen sich einfach nicht alle Vakuumguss Teile für den Wassertransferdruck. Sollte Sie hier Fragen haben oder eine technische Beratung benötigen, nehmen Sie doch einfach Kontakt mit uns auf! Wir helfen Ihnen gerne weiter:


Welche Materialien kann man im Vakuumguss verarbeiten?

Vorwiegend lassen sich 2K-Kunststoffe verarbeiten. Diese sind meist Silikone und Polyurethane (PUR). Durch Zugabe von Additiven lassen sich so Werkstoffen wie ABS, PC, PMMA, PA, PS usw. vergleichbar simulieren. Die technischen Eigenschaften sind mit denen der thermoplastischen Kunststoffe vergleichbar. Es gibt auch Materialien im Vakuumguss, welche eine FDA oder MED-Zulassungen haben, flammhemmend nach UL94 sind oder eine biokompabilität besitzen.

Wir beziehen unsere Materialien von den folgenden namhaften Herstellern:

Sollten Sie spezielle Anwendungen haben, sprechen Sie uns gerne an. Gemeinsam finden wir ein passendes Material für Ihre Anwendung!


Die Alternative für Kunststoffspritzgussteile in kleinen Stückzahlen

  • Verschiedene Kunststoffe sind simulierbar:
    • ABS, PA, PS, PP, PMMA, PC
    • in Farbe oder Transparent
    • Verschiedene Oberflächenstrukturen
    • Gummi von ca. 30-100 Shore A
    • Kunststoffe von ca. 35-90 Shore D
    • Silikone von 7-58 Shore A
  • Geringe Werkzeugkosten:
    Der Vakuumguss benötigt keine teuren Metallwerkzeuge. Für den Vakuumguss verwendete Werkzeuge sind aus Silikon gegossen. Die Formtrennung erfolgt durch das gezielte Aufschneiden an vorher definierten Schnittebenen. Die so entstandenen Formhälften bilden das Negativmodell (Kavität) für den späteren Vakuumguss ab.
  • Mehrfachformen (Mehrfach Kavitäten):
    Bei Stückzahlen über 15-25 Teile bietet es sich meist an Mehrfachformen anzulegen. Dabei gießen wir in einer einzigen Silikonform gleich mehrere Negativmodelle (Kavitäten) gleichzeitig. In einem einzigen Gießvorgang entstehen so gleich mehrere Teile gleichzeitig. Aus einer 5-Fach Silikonform (5 Kavitäten) gießen wir ca. 100-125 Teile, bevor diese verschlissen ist. Das Anlegen einer neuen Gießform muss (in diesem Beispiel) somit nur alle 100-125 Teile erfolgen. Das spart Zeit, Aufwand und somit auch Kosten für die Kleinserie.
  • Vakuumguss als Alternative für Kunststoffspritzgussteile bei kleinen Serien:
    Bei kleinen Stückzahlen sind die Werkzeugkosten für Kunststoffspritzgussteile oftmals unwirtschaftlich. Der Vakuumguss kann für eine kleinere Serie, von 1 Stück bis zu mehreren Hundert Stück, durchaus eine Alternative darstellen.

Der Gießprozess

Wie funktioniert das Vakuumgießverfahren?

  • Die Silikonform herstellen:

    Nach dem Festlegen der Trennebenen und der Position des Angusses, wird das Urmodell in einem Gießkasten fixiert. Um die Gießform herzustellen, werden in der Regel ein Stereolithographie Modell für den Abdruck (Kavität) herangezogen. Eventuelle Einlegekerne werden im Vorfeld angefertigt. Der Gießkasten wird mit flüssigem, vorevakuiertem Silikon befüllt und in eine separate Kammer gebracht. Eine Vakuumpumpe  erzeugt ein Vakuum in der Kammer. Bei der chemischen Reaktion vom Silikon und dem Vernetzer entsteht CO2, welches aus der Masse entweichen muss. Außerdem wird beim Verrühren der beiden Komponenten (Silikon und Vernetzer) Luft mit in die Masse gerührt. Das Vakuum unterstützt den Prozess des Entgasens. Am Ende sorgt es dafür, dass das Silikon ohne Lufteinschlüssen und Blasen aushärtet.

  • Das Aushärten der Silikonform:

    Nach dem Ausgasen in der Vakuumkammer kommt die Silikonform in einen Wärmeschrank. Dort härtet die Form bei einer definierten Temperatur weiter aus. Die ausgehärtete Silikonform muss an der vorher festgelegten Formteilungsebene aufgeschnitten werden. Ist der Trennschnitt mittels Skalpell erfolgt, kann man die Urform aus der Silikonform herauslösen. Die Form und Geometrie der Silikonform ist vom Aufbau nun vergleichbar mit der eines Kunststoffspritzgusswerkzeuges.

  • Die Vorbereitung des Gießprozesses beim Vakuumguss:

    Vor dem ersten Abguss muss die Silikonform erst einmal vorwärmen. Hierzu kommt die Form in einen ca. 70 °C vorgeheizten Wärmeschrank. Die präparierte und temperierte Gießform kommt nun in die Vakuumkammer. Währenddessen wird das ausgewählten Gießharz, welches sich ebenfalls in der Vakuumkammer befindet, zubereitet. Hierzu wird der flüssige Kunststoff (Gießharz Polyol) und ein Vernetzer (Isocyanat) in einem definierten Mischungsverhältnis zusammengemischt. Mit einem Rührwerk werden beide Komponenten unter Vakuum verrührt und gut durchgemischt. Beide Komponenten erzeugen beim Mischen eine chemische Reaktion, die größere Mengen CO2 freisetzt. Das Vakuum lässt die Blasen an die Oberfläche steigen, wo diese dann zerplatzen. Die Vakuumpumpe saugt das austretende CO2 Gas direkt ab. Farbpigmente zur Einfärbung von Gießteilen können den Harzen vorab ebenfalls beigemischt werden.

  • Der Gießprozess / der Vakuumguss:

    Ist die Luft in der Gießkammer und in der Form entwichen, sowie das Gießharz fertig angemischt, kann der Abguss starten. Auch dies geschieht unter Vakuum. Das Vakuum ist dabei insofern wichtig, als dass es Fehlstellen / Lufteinschlüsse an den Gießteilen, durch Lufteinschlüsse, vermeidet. Weiterhin reduziert es die Gefahr von Luftnestern, sodass die Form nicht volllaufen könnte.

  • Das Aushärten und Nachvernetzen:

    Die zwei Komponenten (Polyol und Isocyanat) reagieren in der Gießform miteinander. Nach einer exothermen Reaktion des Gemisches härtet das Gießteil aus. Dies wird in der Regel durch ein Tempern unterstützt und beschleunigt. Hierbei wird die Silikonform inkl. des abgegossenen Teiles in einen Ofen gestellt. Die Temperatur und die Haltezeit bestimmen die spätere Güte und Qualität bzw. Werkstoffeigenschaften des fertigen Gießteiles. Nach einer materialspezifisch einzuhaltenden Entformungszeit kann man die Silikonform öffnen und das Gießteil entnehmen.

  • Die Nachbearbeitung:

    Nachdem die Gießteile gegossen sind, müssen wir diese noch nacharbeiten. Das Entfernen des Anguss, der Steiger (Entlüftungskanäle) und möglicher Gratbildung steht noch an. Hierzu bedienen wir uns verschiedener Methoden und Werkzeuge, wie Schleifen, Schneiden oder auch abbrechen an vorher eingebrachten Sollbruchstellen. Anschließend ist das Gießteil fertig und der Prozess kann von vorne beginnen. Je nach Bauteilgeometrie, Material und Oberflächenanforderungen ist die Silikonform 15–25 Mal wiederverwendbar. Anschließend ist die Silikonform verschlissen und ein Neubau der Form ist erforderlich.


Spezielle Anforderungen und Gestaltungsmöglichkeiten

  • Bearbeitung nach dem Vakuumguss:
    Die optische Gestaltung  der Teile kann ganz nach Belieben erfolgen. Die fertigen Teile können farblich lackiert, beklebt und bedruckt werden. Auch metallisierte Optiken wie z. B. Chrom, Aluminium und Edelstahl sind realisierbar. Somit können Sie die gefertigten Prototypen zu unterschiedlichen Verwendungszwecken nutzen, bei Bedarf auch mit unterschiedlichen Oberflächenstrukturen.
  • Vakuumguss von 2 Komponenten:
    Durch das Verfahren können auch 2 Teile gefertigt werden. Die Auswahl an 2-Komponenten-Gießharzen (Polyurethane) und den damit verbundenen Materialeigenschaften lässt kaum Wünsche offen. Norm- und Formteile (z. B. Gewindebuchsen und Metallkerne) können ebenso in den Gießprozess eingebunden werden.
  • Unterschiedliche Eigenschaften:
    • Wenn es um flexible Gummiteile geht, können Sie sich für Materialien mit Gummi-Eigenschaften in Härten von 20 bis 100 SHORE A entscheiden.
    • Ebenso steht Ihnen hierfür Silikon in Härten von 7 bis 58 SHORE A zur Verfügung.
    • Harte Materialien simulieren dabei ABS/PC- oder PA/PP-ähnliche Eigenschaften von Kunststoffen.
    • Glasfasern können zur Versteifung beigemischt werden.
    • Zudem können Sie auch transparente und wärmebeständige (75-200 °C) Materialien auswählen.
  • Wichtige Angaben zur Silikonform:
    Die für den Vakuumguss verwendete Form aus Silikon unterliegt einem gewissen Verschleiß. Je nach Gießharz und der Ausprägung von Hinterschneidungen sind 15 bis 25 Abgüsse erzielbar.

Wir nutzen unsere Expertise, um mittels Vakuumguss hochwertige Gießteile und Kleinserien aus Kunststoff und Gummi herzustellen. Interessieren Sie sich darüber hinaus auch für den 3D Druck im FDM Verfahren oder die Fertigung von Modellen durch selektives Lasersintern? Nehmen Sie für diese und weitere Rapid Prototyping Verfahren gerne unsere individuelle Beratungsleistung in Anspruch!

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