Vakuumgießen
Das Vakuumgießen ist eines der am weitesten verbreiteten Verfahren zur schnellen und kostengünstigen Vervielfältigung von Urmodellen. Es kommt schwerpunktmäßig für Kunststoffteile zum Einsatz. Bei diesem Verfahren erfolgt die Vervielfältigung mit Hilfe einer Form aus Silikonkautschuk unter Nutzung einer Vakuumkammer zur Verhinderung von Lufteinschlüssen in Form und Werkstück.
Für die mit Hilfe des Vakuumgießens herzustellenden Abgüsse stehen derzeit folgende Materialien zur Verfügung:
- Zweikomponenten-Gießharze (Kunststoffe);
- Schmelzfähige Wachsmaterialien (für den Einsatz als Urmodell für den Feinguss);
- Niedrigschmelzende Metalllegierungen.
Die Basis für die Herstellung ist der Prototyp. Nach der Definition der Formteilungsebene und des Angusses wird das Teil in einem Rahmen fixiert. Anschließend wird dieser Rahmen mit Silikonkautschuk ausgefüllt und unter Vakuum erwärmt. Dadurch entweicht die im Silikon enthaltene Luft und die Form erhält die erforderliche Festigkeit.
Nach dem Entformen des Urmodells wird die Form erneut geschlossen und unter Vakuum mit dem flüssigen Material gefüllt. Nach dem Aushärten des Kunststoffes werden die erzeugten Teile entformt und gefinisht. Anschließend steht die Form für weitere Abgüsse zur Verfügung.
Die Vakuumgießtechnik hat folgende Vorteile:
- kostengünstige Formherstellung
- kurzfristige Formherstellung
- Hinterschnitte herstellbar (Silikonkautschukform ist beliebig häufig teilbar, elastisch, Einsätze in der Form nutzbar)
- leichte Entformbarkeit
- hohe Vervielfältigungsgenauigkeit
- Nutzung von Formeinsätzen zur Verbesserung der Formteilqualität möglich
- Einbindung von Norm- und Formteilen (zum Beispiel Lagerbuchsen, Gewindebolzen) in den Kunststoffteile während des Abgussvorganges
möglich
Zu den Nachteilen des Verfahrens zählen:
- schneller Verschleiß (durchschnittlich nur 15 bis 25 Abgüsse pro Form möglich)
- Verarbeitungstemperatur des Materials muss durch die Silikonform realisierbar sein
- Probleme beim Herstellen von Formelementen mit sehr großer Höhe im Verhältnis zum Querschnitt (zum Beispiel schlanke Bohrungen)
- problematische Entsorgung der verbrauchten Formen
- Hohlkörper nur mit Hilfe spezieller Kerne (im Ausschmelzverfahren) herstellbar
Die Effektivität des Verfahrens kann durch die gleichzeitige Abformung von mehreren Teilen in einer Form (Mehrfachform) erhöht werden.
Ein Anwendungsgebiet für das Vakuumgießen ist die Herstellung von Kleinserien- und Prototypenserien innerhalb der Prozesskette (Rapid Product Development).