Fragen zum Vakuumguss Vakuumguss - Vervielfältigung in Bestform und Bestzeit

Durch das Vakuumverfahren ist eine schnelle, effiziente und kostengünstige Fertigung gewünschter Bau- und Formteile möglich. Außerdem können bei der Produktion zwei verschiedene Materialien (hart und weich) miteinander kombiniert werden. Auch Einlegeteile (Magnete, Gewinde, Inserts usw.) können ins Bauteil integriert werden.

Der Terminus „lebensmittelecht“ bezeichnet Werkstoffe, die auf Grund ihrer physischen Zusammensetzung gesundheitlich unbedenklich sind. Sie haben keine geruchliche oder geschmackliche Wirkung auf Lebensmittel. Das bringt neue Verwendungsmöglichkeiten für Prototypen und Kleinserien in der Haushaltsgeräte-Industrie.

Für viele unserer 3D-Druck Materialien haben wir Materialmuster lagernd oder können diese herstellen. Materialmuster sind als Zugstäbe oder Technologie-Musterboxen verfügbar. Technologie-Musterboxen können Sie hier bestellen. Für Zugstäbe kontaktieren Sie bitte Ihren Vertriebsmitarbeiter / Ihre Vertriebsmitarbeiterin.

Ein zentrales Merkmal der Oberflächenveredelung ist die Möglichkeit, Modellen und Prototypen zusätzliche Funktionen zu geben. So kann die Oberfläche gegen Korrosion geschützt werden, weitere Optimierungen können hinsichtlich Temperaturbeständigkeit oder Widerstandsfähigkeit vorgenommen werden.

Ein weiterer Vorteil ist die optische Veredelung und damit die Verbesserung der ästhetischen und dekorativen Eigenschaften. Bei 1zu1 bieten wir folgende Methoden an: Infiltrieren, Polieren, Trovalisieren, Bedrucken, Laserbeschriften, Bedampfen/Metallisieren, Heißfolienprägung, Heißdruckimprägnieren.

Bei einer DXF-Datei (Drawing Interchange File Format) handelt es sich um ein Dateiformat zum Datenaustausch bei CAD. Dieses Dateiformat DXF-Datei ist in das CAD-Programm AutoCAD integriert. Dadurch wird ein Datenaustausch zwischen verschiedenartigen AutoCAD-Ausführungen ermöglicht und durchgeführt.

Das Austauschformat Step (Standard for the Exchange of Product model data) ist ein Standard zur Beschreibung von Produktdaten. Er ermöglicht es, dreidimensionale Grafiken und Produktdefinitionen in heterogenen rechnergestützten CAD-, CAM und CAE-Systemen auszutauschen.

Parasolid ist ein Modellierkern für 3D-CAD-Systeme, der ursprünglich vom Unternehmen UGS entwickelt und 2007 von Siemens PLM Software übernommen wurde.

Zur Wahl stehen Elastomer-Materialien (PU-Gummi) in verschiedenen Härten von 30 - 90 Shore A. Bei thermoplastähnlichen Materialien sind die Härten von 45–85 Shore D wählbar.

Polyurethan ist der chemische Sammelbegriff für elastische bis harte Kunststoffe, die aus Polyalkoholen und Polyisocyanaten hergestellt werden. Die Härtungsreaktion ist eine Polyaddition. Polyurethane sind vielseitig einsetzbar, z.B. für die Herstellung von Haushaltsschwämmen, Klebstoffen, Lacken und Bodenbeschichtungen. Auch im Modebereich kommen synthetische Textilfasern wie Polyurethan zum Einsatz.

Der Produktionsprozess läuft in einem Vakuum bzw. im Unterdruck ab. Was bewirkt nun dieses Vakuum? Es sorgt einerseits für eine blasenfreie Verarbeitung des Materials. Andererseits werden so durch Lufteinschlüsse entstehende Fließwiderstände innerhalb des Werkzeuges vermieden. So können wir bei 1zu1 homogene, porenfreie Werkstoffeigenschaften realisieren.

• Vom Urmodell zur Gussform:
  • Abguss im Vakuum
  • Bei einfachen Bauteilen direkt über eine Gießform in 3D Druck oder Frästechnik: Für Serienanwendung empfiehlt 1zu1 100 bis 200 Stück.

• 3D Druck von Silikonen: 
  • Austragen des Werkstoffes mittels Düsen oder Injektion eines Katalysators in ein Silikonbad 
  • Auskragende Bauteile evtl. möglich 
  • Schichtweiser Aufbau sichtbar 

• Vakuumguss Materialien: Verwendung von Original-Silikonen, u.a. lebensmittelechtes Silikon

Wir verfügen über spezielles Know-how für Prototypen aus lebensmittelechten Kunststoffen und Silikonen. Diese von der Food and Drug Administration (FDA) zugelassenen Basiswerkstoffe helfen dabei, eine FDA Zulassung für das jeweilige Teil zu beantragen.

Die Dokumentation für die FDA Zulassung können wir unseren Kunden übergeben, damit sie den FDA-Antrag stellen können. Der Terminus „lebensmittelecht“ bezeichnet in diesem Zusammenhang Werkstoffe, die auf Grund ihrer physischen Zusammensetzung gesundheitlich unbedenklich sind und keine geruchliche oder geschmackliche Wirkung auf Lebensmittel haben. Das bringt neue Verwendungsmöglichkeiten für Prototypen und Kleinserien in der Haushaltsgeräte-Industrie.

So haben wir zum Beispiel für einen namhaften Kaffeemaschinenhersteller den Einsatz eines transparenten Polyurethan-Werkstoffs im Vakuumguss getestet. Mit den lebensmittelechten Farben können Kunststoffteile in praktisch jedem gewünschten Farbton produziert und auf die strengen Zulassungsbestimmungen der amerikanischen Food and Drug Administration angepasst werden.

Silikon
Auch biegsame Teile, wie etwa Schläuche oder Dichtungen aus Silikon können von 1zu1 in beliebigen Farben und in Shore-Härten zwischen 00 A und 65 A hergestellt werden. In den Shore-Härten 00 A, 43 A und 65 A können auch lebensmittelechte Teile produziert werden. 

Gummi
Zur Wahl stehen Elastomer-Materialien (PU-Gummi) in verschiedenen Härten von 30 - 90 Shore A. Bei thermoplastähnlichen Materialien sind die Härten von 45–85 Shore D wählbar. Typische Anwendungsgebiete sind Gehäuse, Abdeckungen, Dichtungen, Verkleidungen für den Fahrzeug-Apparatebau, Gießereimodelle, Modell- und Prototypenbau, Formrohre, Schläuche, …

• Glasfasern/Glasfasermatten bis zu einem Gewichtanteil von 20 Prozent sind möglich. Sie bewirken meist keine höhere Festigkeit, sondern eine größere Härte, höhere Formstabilität und teilweise eine höhere Temperaturformbeständigkeit. Glasfasern senken jedoch die Bruchdehnung.
• Kohlefaser/Kohlefasermatten
• Sand

Polyurethane – wie auch Serienmaterialien – können selbstverständlich mit verschiedenen Additiven verstärkt werden. Diese haben oft nicht denselben Effekt wie beim Spritzgießen, da beispielsweise Glasfasern nicht „gerichtet“ sind.

Die SHORE-Härte, benannt nach Albert Ferdinand Shore, ist eine Kennzahl, die vorwiegend für Elastomere und gummielastische Polymere eingesetzt wird. Sie steht in direkter Beziehung zur Eindringtiefe und ist somit ein Maß für die Werkstoffhärte. Die Elastizität hängt zusätzlich von der Geometrie des Kunststoffteiles ab.

3D-Druck
Die schnellste und günstigste Prototypenherstellung ist über 3D-Druck möglich. Ausgangspunkt dafür ist ein digitales, dreidimensionales Modell des Bauteils aus einem CAD- oder 3D-Programmiersystem. Dabei werden Daten direkt, ohne Formen und Werkzeuge, in das Bauteil überführt, was Kosten- und Zeiteinsparungen bringt. Prototypen können in nur wenigen Tagen hergestellt werden (schnelle Verfügbarkeit). Kurzfristige Änderungen umzusetzen, sehr schnell zu lernen und über rasch hintereinander erfolgende Iterationsschritte zur Serienlösung zu gelangen, sind weitere entscheidende Vorteile der Prototypenherstellung mit 3D-Druck.

Spritzguss mit Aluwerkzeug
Ist es erforderlich, dass die Herstellung auf dem Originalwerkstoff beruht bietet sich zusätzlich das Spritzgussverfahren mit Aluwerkzeugen an.
Der gewünschte Werkstoff wird hierbei verflüssigt und unter Druck in eine Form eingespritzt. 

Vakuumguss
Neben diesen direkten, additiven Verfahren stehen auch gießtechnische Nachfolgeverfahren zur Verfügung (als Basis dient ein 3D gedrucktes Urmodell).
Bei 1zu1 Prototypen ist das der Kunststoff-Vakuumguss mit Polyurethan-Gießharzen.

Mechanische Fertigung
Eine weitere Option bei der Herstellung von Prototypen ist die Mechanische Fertigung.
Unsere Dreh-, Fräs- und Drehfräsanlagen bieten die Möglichkeit, im Zeitrahmen von wenigen Tagen bis Wochen, komplexe Modelle und Bauteile aus Original-Werkstoffen (z.B. PA6 GF 30, Grivory, etc.) zu fertigen.

Designprototyp 
Ein Designprototyp dient zur Überprüfung von ästhetischen und ergonomischen Merkmalen. Die Prototypen/Modelle erfüllen dabei drei Funktionen: erstens ermöglichen sie detaillierte Designstudien (räumlich realistische Darstellung, Größenverhältnisse, ästhetische, haptische, technische Wirkung), zweitens dienen sie als Präsentationsobjekte zur Entscheidungsfindung oder Akzeptanzklärung bei Kunden und drittens bilden sie die Grundlage zur Generierung von 3D-Daten, die man zur Konstruktion und Produktion braucht.

Funktionsprototyp 
Ein Prototyp, der bereits wichtige funktionale Eigenschaften eines späteren Serien-Bauteils aufweist. Unter anderem werden die mechanischen, elektrischen, akustischen oder thermischen Funktionen einzelner Komponenten überprüft.

Geometrischer Prototyp 
Ein maßgenaues Modell für erste Montage- und Gebrauchsversuche oder um ein Anforderungsprofil zu konkretisieren. Im Vordergrund stehen dabei die Überprüfung der Form- und Passgenauigkeit sowie die Kontrolle der Toleranzen. Materialspezifische Eigenschaften sind weniger von Bedeutung.

Konzeptprototyp 
Modell zur Illustration eines bestimmten Konzept oder Prüfung einer Idee.

• Anwendungen mit insgesamt bis zu 50.000 Teilen im Lebenszyklus eines Kunststoffteiles
• Bei Kleinststückzahlen von ganz wenigen Teilen ist es sinnvoll den 3D-Druck von Beginn an als Serientechnologie auszuwählen.
• 3D Druck: Stückzahlen von bis zu 1.000 sind möglich und je nach Anforderung des Bauteils auch sinnvoll.

Vorserien
Vorserien gelangen durch den Kunden erstmals in Umlauf. Später werden diese immer durch Serienteile abgelöst. Sie dienen also der Validierung einer Serie, als letzte Testteile zum Verbauen oder für letzte Funktionstests. Daraus sollte eine Freigabe für eine Serienfertigung mit nur noch geringer Änderung resultieren.

Serien
Bauteile, die unter diesem Begriff hergestellt werden, werden als Serienteile durch unsere Kunden in Umlauf gebracht. Wichtig dabei: „Serie“ steht nicht für das jeweilige Kundenverständnis einer speziellen Branche. Sie steht vielmehr für die 1zu1 Definition, welche Leistung bei 1zu1 als Serienteil erbracht werden kann. Die Qualitätsanforderungen des Kunden selbst sind daher immer mit 1zu1 und den Möglichkeiten der bei uns leistbaren Qualitätssicherung abzustimmen. Eine Validierung der Prozesse ist möglich.

1zu1 testet regelmäßig neue Materialien, Verfahren/Technologien, Anlagen usw. Wenn die Ergebnisse unseren Ansprüchen genügen, nehmen wir es ins Programm auf.

Wir informieren Interessierte über unseren 1zu1 Newsletter über aktuelle Neuigkeiten. Hier können Sie sich auf dafür anmelden.

Wir betreiben auch F&E und forschen an neuen Materialien für den 3D-Druck und den Vakuumguss.

Mit unserem Monitoring beobachten wir den gesamten Markt und testen laufend neue Verfahren, Materialien und Verbesserungen bestehender Technologien.

5-10 mal pro Jahr inormieren wir unsere Kunden und Interessenten über die Neuerungen bei 1zu1 Prototypen. Gerne können auch Sie die Informationen erhalten, die Anmeldung zum Newsletter finden Sie hier.

Die Stärke von 1zu1 liegt bei Prototypen und Kleinserien. Dabei beraten und unterstützen wir Sie von der ersten Idee bis zum fertigen Produkt. Ein paar unserer Erfolgsgeschichten dazu finden Sie im Bereich Kundenstory. Gerne schreiben wir auch Ihre Erfolgsgeschichte mit. Kontaktieren Sie uns.