Leitfaden zur Bedeutung von 3D-Druckern für die Herstellung von Gussformen

Unterschiede bei Materialien

Es gibt mehrere Gussformtypen, die für unterschiedliche Zwecke aus unterschiedlichen Materialien gefertigt werden. Ihr Einsatz für Formgebungsverfahren ist vielfältig.

Metallform

Metallformen bestehen aus hitzebeständigem Stahl oder Gusseisen und zeichnen sich durch erstklassige Maßgenauigkeit, Druckbeständigkeit und Haltbarkeit aus.
Dieser Typ hält im Extremfall bis zu zwanzig- oder dreißigtausend Einsätzen stand und eignet sich für die Serienfertigung hochwertiger Produkte.

Sandform

Sandformen sind Metallformen gegenüber hinsichtlich der Oberflächengüte und der Maßgenauigkeit unterlegen. Zu ihren Vorteilen zählen jedoch die geringen Kosten, die fehlenden Größeneinschränkungen und die Verwendbarkeit unterschiedlichster Stahlarten als Gussmaterial. Dieser Typ eignet sich für die limitierte Fertigung vielfältiger Produkte.

Gipsform

Obgleich Gipsformen nicht die hohe Haltbarkeit von Metallformen aufweisen, ermöglichen sie eine sehr hohe Maßgenauigkeit. Ein weiteres Plus sind die geringen Kosten und die schnelle Herstellung. Dieser Typ eignet sich für kleine Chargen hochwertiger Produkte.

Temporäre Formen

Temporäre Formen eignen sich für kostengünstige und relativ schnell herstellbare, hochgenaue Produkte.
Sie bestehen aus Kunstharz oder Silikongummi und werden vorwiegend als temporäre Formen (Prototypformen) eingesetzt.

Formgebungsverfahren

Je nach Form und Material der Gussform kommen unterschiedliche Formgebungsverfahren zum Einsatz. In diesem Abschnitt werden einige typische Formgebungsverfahren erläutert.

Spritzguss

Ein in einem Zylinder geschmolzenes Material wird in die Gussform gespritzt, wo es abkühlt und aushärtet.
Da sich mit diesem Verfahren hochwertige Produkte effizient herstellen lassen, wird es hauptsächlich zur Fertigung von Kunststoffprodukten verwendet.

Blasformen

Das Material in der Gussform wird durch Einblasen von Luft expandiert.

(1) Direktes Blasformen: Das geschmolzene Material wird der Gussform direkt zugeführt.
(2) Biaxiales Streckblasformen: Für die Formgebung wird das durch Spritzgießen hergestellte halbgeformte Material (Vorform) verwendet.
Blasformen werden in die oben genannten Verfahren unterteilt. Dieses Formgebungsverfahren dient zum Formen von Hohlkörpern wie Kunststoffflaschen und -behältern.

Vakuumformen

Eine erwärmte und aufgeweichte Kunststoffplatte wird auf die Form gepresst. Das Material wird durch Ablassen der Luft aus der Form oder durch die gleichzeitige Anwendung von Druckluft von der gegenüberliegenden Seite der Platte her geformt. Gussformen lassen sich im Vergleich zu anderen Formgebungsverfahren einfach herstellen. Das Verfahren eignet sich für die Produktion von Kunststoffteilen in kleinen Mengen.

Tiefziehen

Ein Material, wie z. B. eine Metallplatte, wird zwischen ein Formenpaar gelegt und durch Zusammenpressen der Formen unter großer Krafteinwirkung geformt. Aufgrund der hohen Produktivität und der Möglichkeit einer fortlaufenden Verarbeitung findet dieses Verfahren Anwendung bei der Fertigung von Automobil-Karosseriebauteilen.

Gießen

Geschmolzenes Metall wird in eine Sand- oder Betonform gegeben. Gießen wird aufgrund seiner hohen Produktivität und der flexiblen Auswahl der Größe und Form bereits seit langem verwendet.

Wachsausschmelzverfahren

Ein Modell aus brennbarem Material wie etwa Wachs wird mit feuerfestem Material umgeben. Das innenliegende Modell wird verbrannt, während die feuerfeste äußere Form zurückbleibt. In diese Form wird zur Fertigung des Modells Material wie etwa Metall gefüllt. Da sich Modelle mit diesem Verfahren innerhalb kurzer Zeit herstellen lassen, wird es für die Einzelfertigung verwendet.

Silikongiessen

Ein Mastermodell wird mit flüssigem Silikon oder Kunstharz umfüllt und anschliessend ausgehärtet. Die weichen Formen ermöglichen eine hochgenaue Formgebung. Dieses Verfahren wird für gewöhnlich zur Fertigung von temporären Formen (Prototypen) eingesetzt.