Grundkenntnisse über Materialien für 3D-Drucker
Kunststoffformverfahren

Kunststoffformverfahren

Es gibt verschiedene Arten von Kunststoffformverfahren.
Jedes Formverfahren hat eigene Eigenschaften, sodass sich die Verfahrenswahl nach dem herzustellenden Produkt und den weiterverarbeitenden Methoden richtet.

Eigenschaften von Kunststoffformverfahren

Formverfahren	Zielprodukt	Eigenschaften
Zerspanen	Diverse Produkte wie Geräteteile für die Halbleiterproduktion, Teile für elektronische Geräte, medizinische Geräte, Vorrichtungen usw.	Kleinserien unterschiedlicher Produkte
Spritzguss	Alle Produkte des täglichen Gebrauchs, wie Fahrzeugteile und Elektrogeräte	Qualitativ hochwertige Großserien
Blasformen	PET-Flaschen, Shampooflaschen, Tragetaschen usw.	Für einfache Formen
Extrusion	Rohre, Baumaterialien usw.	Für Serienproduktionen von Profilen
Vakuumgiessen	Prüfung des Aussehens, Verkaufsmuster usw.	Für den Prototypenbau
3D-Drucker	Alle Produkte einschließlich solcher, die nicht durch Zerspanen oder Spritzguss hergestellt werden können (hohle Formen usw.)	Für den Prototypenbau

Zerspanen

Spritzguss

Der Spritzguss ist ein „typisches Formverfahren“ zur Herstellung von Kunststoffprodukten.
Spritzgussmaschinen werden in zwei Komponenten unterteilt: „Spritzeinheit“, die den Rohkunststoff auflösen und in eine Form spritzen, und „Schliesseinheit“, in denen der Kunststoff aushärtet.
Die Formen müssen hohen Drücken von ca. 200 bis 700 kg pro cm³ standhalten. Selbst wenn die Abmessungen nur geringfügig vom Sollwert abweichen, führt dies zu einer starken Druckveränderung, was die Genauigkeit beeinträchtigt. Daher ist die Formherstellung teuer und für Kleinserien unrentabel.
Das Spritzgussverfahren wird häufig mit 3D-Druckern verglichen, ist jedoch erheblich schneller und genauer.
Hergestellt werden können alle Produkte des täglichen Gebrauchs, wie Fahrzeugteile, Elektrogeräte usw.

Blasformen

Das Blasformverfahren ist ähnlich dem Spritzgussverfahren eine hochproduktive Formgebungsmethode für Kunststoffe.
Dabei wird ein Vorformling aufgeheizt und mit Druckluft ausgedehnt. Der aufgeblasene Kunststoff legt sich an die Formwand an und wird anschließend zum Aushärten abgekühlt. Das Blasformverfahren ähnelt dem Spritzgussverfahren, nur dass weniger Kraft und Genauigkeit als beim Spritzguss erforderlich ist. Diese Methode wird zur Herstellung von PET-Flaschen, Shampooflaschen, Tragetaschen usw. verwendet.

Extrusion

Die Extrusion dient zur Profilherstellung. Dabei wird fester oder dickflüssiger Kunststoff „strangförmig“ aus einer Form extrudiert.
Das Verfahren eignet sich für einheitliche Profilstreifen beliebiger Länge.
Es ermöglicht die Fertigung von Produkten aus unterschiedlichen Werkstoffen wie Kunststoff oder Metall.

Vakuumgiessen

Beim Vakuumgiessen wird Gießharz in eine Silikonform gegossen.
Dabei wird zunächst ein Mastermodell hergestellt, von dem anschließend Kopien gefertigt werden.
Das Vakuumgiessen eignet sich zum Bau diverser Prototypen mit Lieferzeiträumen von etwa einer Woche. Ein Vorteil dieses Verfahrens ist die flexible Anpassung an Konstruktionsänderungen. Als Werkstoffe werden unter anderem typischerweise Urethan- und Epoxidharze verwendet.
Das Vakuumgiessen ist nicht für die Massenproduktion konzipiert, kann jedoch zur kostengünstigen Herstellung hochpräziser Produkte genutzt werden. Das Verfahren wird daher für den Prototypenbau und ähnliches eingesetzt.

3D-Drucker

3D-Drucker erstellen dreidimensionale feste Objekte durch den schichtweisen Aufbau von Querschnittsformen.
Die Erstellung der 3D-Daten erfolgt mittels Computer. Es stehen verschiedene Methoden zur Verfügung, wie etwa die Inkjet-Technologie, bei der UV-Licht-härtendes Harz über einen Tintenstrahlkopf aufgetragen wird, das FDM-Verfahren, bei dem ein Filamentstrang jeweils in kleinen Abschnitten erhitzt und geschmolzen wird, und der Pulverdruck, bei dem ein Gipspulver mit Klebstoff besprüht wird.
In den letzten Jahren wurden die sich schnell ausbreitenden 3D-Drucker überwiegend für den Prototypenbau im Rahmen der Produktentwicklung verwendet.