Vakuumgießen

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Experte für Rapid Prototyping und Rapid Manufacturing

Spezialisiert auf CNC-Bearbeitung, 3D-Druck, Urethanguss, Rapid Tooling, Spritzguss, Metallguss, Blech und Extrusion.

Ultimativer Leitfaden zum Vakuumgießen

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Vakuumgießen ist das Verfahren zur Herstellung hochwertiger Kunststoffteile, die mit Spritzgussteilen vergleichbar sind. Die Vakuumgusstechnologie wird seit mehr als einem halben Jahrhundert entwickelt und ist eine Verarbeitungstechnologie mit hoher Kostenleistung und sehr niedrigen Kosten- und Zeitkosten für die Herstellung von Kleinserienteilen. An-Prototype verfügt über mehr als 15 Jahre Erfahrung im Vakuumgussverfahren. Ziel dieses Blogs ist es, die Entwicklungsgeschichte des Vakuumgussverfahrens, Vor- und Nachteile, Verarbeitungsprozess, Typ und andere Informationen vorzustellen und Ihnen konstruktive Ratschläge bei der Auswahl des richtigen Vakuums zu geben Gussbearbeitungsservice.

Unter Vakuumgießen versteht man den Prozess, bei dem im Herstellungsprozess ein Zweikomponenten-Polyurethanharz verwendet wird, um hochwertige Kunststoffprototypen herzustellen. Manchmal wird es auch als Silikonform oder weiche Form bezeichnet. Der Unterschied zwischen Vakuumguss und Spritzgussform besteht darin, dass beim Vakuumguss eine weiche Silikonform verwendet wird und die Spritzgussform aus Stahl oder Aluminium und anderen Materialien besteht. Da der Prozess unter Vakuum durchgeführt wird, entstehen hochwertige Gussteile ohne Blasen, mit leichter Oberflächenstruktur, weniger Defekten und geringeren Bau- und Zeitkosten. 

Was ist Vakuumgießen?

Die Bearbeitung und Lieferung kann innerhalb weniger Tage erfolgen, und in den meisten Fällen können Dutzende Teile innerhalb weniger Wochen geliefert werden. Daher wird es häufig in der industriellen Produktion eingesetzt, insbesondere für die Verarbeitung von Funktionstests und für einige Prototypen, die kleine Chargen erfordern und keine besonderen Anforderungen an Produktmaterialien stellen.

Geschichte des Vakuumgießens?

Schon 1943wurden die ersten Silikonharze entwickelt. Allerdings dauerte es bis in die 1960er Jahre, bis die Vakuumgießtechnik von der Technischen Universität Dresden und der Technischen Universität Cottbus in der Deutschen Demokratischen Republik entwickelt und der Welt präsentiert wurde. Da die Europäer diese Verarbeitungstechnologie zu dieser Zeit nicht systematisch erlernten, verkauften sie sie in den 1970er Jahren nach Japan, hauptsächlich für die Automobilindustrie. Innerhalb weniger Jahre führte Europa die Technologie wieder ein und begann, ihr Aufmerksamkeit zu schenken. Mittlerweile nutzen fast alle großen Produktionsunternehmen die Technologie in der Forschungs- und Entwicklungsabteilung, da die Technologie die Produktionskosten senken und die Produktionseffizienz steigern kann.

Vakuumguss ist seit langem weit verbreitet, und einige flexible Formen, wie Naturkautschuk und andere Materialien, werden seit vielen Jahren auch von Bildhauern zur Herstellung von Relief- oder Skulpturenformen verwendet. Vakuumgeformte Kunststoffe wurden ursprünglich in den 1940er und 1950er Jahren durch Vakuumguss- und Formtechniken entwickelt, und es wurden auch Kunststoffe wie Polyethylenterephthalat (PET) entwickelt, das heute eines der am häufigsten verwendeten Verpackungsprodukte und das Material für Plastikwasserflaschen ist. In den 1980er Jahren wurden duroplastische Kunststoffe entwickelt und für den Vakuumguss eingesetzt. Bisher ahmen diese Kunststoffe das Aussehen und die Eigenschaften von Materialien perfekt nach, die in der Massenproduktion verwendet werden, was zu einem Durchbruch bei der Vakuumreplikation mithilfe von Silikonformen führte.

Wie funktioniert Vakuumgießen?

Das Vakuumgießen umfasst zunächst drei Verarbeitungsschritte: zunächst die Hauptform, die Gussform und die Serienproduktion bestimmen.

Schritt 1: Bestimmen Sie zunächst die Hauptform.
Wie bei den meisten modernen Herstellungsprozessen besteht der erste Schritt darin, ein 3D-Modell der Form zu erstellen, die bei der Bearbeitung des Teils erforderlich ist. Da das Urmodell zum Gießen des Teils verwendet wird, muss das Urmodell die perfekte Größe und Optik haben, was möglich ist durch CNC-Bearbeitung oder durch 3D-Druckbearbeitung hergestellt werden. Anschließend wird die Hauptform geschliffen, lackiert und grundiert, um die gewünschte Oberflächenstruktur und -qualität zu erzielen. Da jeder Fehler in der Hauptform das Aussehen des endgültigen Vakuumgussteils beeinträchtigt, muss die Hauptform perfekt sein, wenn die Anforderungen an das Aussehen der Teile hoch sind.

Schritt 2: Gussform.
In der Regel bestehen die Meistermodelle aus Kunststoff oder Metall und die einzige Voraussetzung ist, dass sie Temperaturen von 40°C standhalten und lange aushärten. Das Meistermodell wird in einer maßgefertigten Holzkiste positioniert und befestigt, und flüssiges Silikon wird darum gegossen und zum Aushärten 8–16 Stunden lang gebacken. Nachdem das Silikon getrocknet und verfestigt ist, können Box und Steigrohr entfernt werden. Zum Schluss schneiden Sie die Form vorsichtig mit einem Messer auf, um den negativen Hohlraum der Baugruppe freizulegen. Jeder Fehler führt in der Regel zu Schimmelschäden, und durch sorgfältige Auswahl und Verwendung von Trennmitteln können Klebrigkeit und Oberflächenfehler vermieden werden.

Schritt 3: Massenproduktion
Das Vakuumgießharz und das Pigment werden gemischt und in die Silikonform gegossen, wo sie beim automatischen Gießvorgang 50–60 Sekunden lang im Vakuum vollständig vermischt und entgast werden. Durch die Eliminierung von Lufteinschlüssen im Inneren des Werkzeugs ermöglicht die Vakuumtechnologie außerdem, dass die Schwerkraft die gesamte Arbeit des Befüllens der Form übernimmt. Anschließend werden die Teile zum Aushärten in den Ofen überführt. Die Aushärtezeit hängt auch von der Teilegröße ab. Nach dem Aushärten kann der Guss aus der Form genommen werden. Sobald der Guss fertig ist, können der Anguss und die Steigrohre entfernt werden. Der letzte Prozess besteht darin, die Kanten des Rohmaterials zu beschneiden und mit Schleifpapier der Körnung 1000 zusätzlich zu schleifen und zu polieren. Das erste bearbeitete Teil nach der Fertigstellung muss auf Qualität geprüft werden. Ist das erste Stück qualifiziert, kann die Produktion fortgesetzt werden. Dieser Vorgang kann durchschnittlich 20 bis 30 Mal wiederholt werden. Eine Überschreitung dieser Zeiten führt zu einer allmählichen Verformung der Form und beeinträchtigt die Maßhaltigkeit.

Überlegungen zur kundenspezifischen Anpassung Vakuumgießen?

Bei der Wahl des Vakuumgusses sollten folgende Grundsätze berücksichtigt werden:
Der Unterschied zwischen Vakuumgießen und Spritzgießen:

Wenn Sie eine schnelle, einfache und kostengünstige Möglichkeit zur Herstellung hochwertiger Kunststoffteile benötigen, ist Vakuumgießen eine ausgezeichnete Wahl. Im Gegensatz zum Spritzgießen ist beim Vakuumgießen kein DFM erforderlich, wodurch Projektzeit gespart wird. Bei der Auswahl eines Herstellungsprozesses ist es wichtig, Ausbeuteanforderungen, Toleranzanforderungen, Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit und Vorlaufzeit zu berücksichtigen. Vakuumguss ist eine ausgezeichnete Wahl für die Fertigung kleiner Stückzahlen mit engen Toleranzen und einer glatten Oberflächenbeschaffenheit. Spritzguss eignet sich am besten für die Massenproduktion, die Toleranzen sind groß und für die Herstellung von Teilen mit höherer Präzision nicht geeignet.

Bearbeitungsgenauigkeit und Empfehlungen: Es wird empfohlen, dass die Wandstärke der bearbeiteten Teile zwischen 1.5 mm und 4 mm liegt. Verwenden Sie einen Radius von mehr als 3 mm. Vermeiden Sie die Verwendung von 90-Grad-Wänden, um die Festigkeit des Teils zu erhöhen. Die beste Tiefe zum Schnitzen beträgt 0.25 mm. Die Toleranzen des Vakuuminjektionstyps müssen gemäß der internationalen Norm ISO 2368M bearbeitet werden.

AN-Prototype verwendet die folgenden Standardtoleranzen: +/ -0.30 mm +0.05 mm (pro 30 mm)

Dimension (mm)

0-30

30-60

60-90

90-120

120-150

Toleranz (mm)

+ / - 0.3

+ / - 0.35

+ / - 0.4

+ / - 0.45

+ / - 0.5

Vakuumguss-4
schnelles Vakuumgießen (2)

Vorteile des Vakuumgießens

1. Niedrige Kosten: Im Vergleich zur CNC-Bearbeitung und zum 3D-Druck sind die anfänglichen Produktionskosten beim Vakuumgießen viel niedriger.
2. Sparen Sie die Produktion: Das Vakuumformen erfordert nicht viel Zeit, verbessert die Produktionseffizienz erheblich und eignet sich für die Fertigung kleiner Stückzahlen.
3. Feine Details: exquisite Verarbeitung, hohe Reduzierbarkeit, niedrige Ausschussrate. Wenn die Urform 3D-gedruckt wird, können beim Drucken komplexe Details erzeugt werden, die im endgültigen Guss nachgebildet werden können.
4. Maßhaltigkeit: Durch Vakuumguss hergestellte Teile passen perfekt zusammen, ohne dass Nachbearbeitungsschritte wie Schleifen oder Bohren erforderlich sind.
5. Hervorragende Oberflächenveredelung: Farbe und Oberflächenveredelung können problemlos hinzugefügt werden, wodurch sich das Verfahren ideal für ästhetisch anspruchsvolle Branchen eignet.
7. Kürzere Vorlaufzeit: Die Herstellung von Silikonformen (die einige Tage dauert) ist viel schneller als die Herstellung von Stahlformen oder Aluminiumformen (die Wochen dauert).
8. Materialflexibilität. Vakuumgießharze sind in verschiedenen Farben erhältlich, um den Anforderungen verschiedener Anwendungen gerecht zu werden.

Nachteil des Vakuumgusses

Produktionsgrenzen: Vakuumguss eignet sich grundsätzlich für die Fertigung kleiner Stückzahlen, normalerweise im Bereich von 1–30 Teilen. Für Hochtemperaturanwendungen ist das Verfahren nicht geeignet. Gleichzeitig führt die Hauptform zu einer Schrumpfung und dem Phänomen runder Kanten. Da die Anzahl diese Grenze überschreitet, müssen weitere Urmodelle angefertigt werden.
Abhängigkeit von der Urform: Beim Vakuumgussverfahren wird viel Wert auf Details gelegt. Liegt zu Beginn ein Defekt in der Hauptform vor, wirkt sich dieser auf alle später bearbeiteten Teile aus.

Vakuumguss-Service

Vorteile des AN-Prototype-Vakuumgussservices

AN-Prototype kann die Produktionskosten des Vakuumgusses auf folgende Weise senken:
Materialien: Auf dem Markt sind Hunderte von Gusspolymeren erhältlich, die jede erdenkliche Härte und Oberflächenstruktur nachbilden. Es ist auch möglich, völlig undurchsichtige, durchscheinende oder völlig transparente Teile herzustellen.

Design: Durch ein effektives Formendesign kann die Komplexität des internen Schwerpunkts optimiert und Abfall reduziert werden. Und profitieren Sie von Skaleneffekten.

Erfahrungen : Die Wahl des richtigen Herstellers für die Zusammenarbeit kann Zeit und Kosten sparen. An-prototype verfügt über mehr als 15 Jahre Verarbeitungserfahrung im Vakuumgussverfahren und kann Ihre Anforderungen erfüllen und Ihre Erwartungen in der Verarbeitung und Herstellung übertreffen.

FAQ

Wo kann Ihr Vakuumgusstyp eingesetzt werden?

Medizintechnik: Vakuumgießen wird in der Medizinindustrie häufig zur Herstellung komplexer medizinischer Teile eingesetzt.

Automobilindustrie: Automobilprototypen und -teile werden meist im Vakuumguss hergestellt, da mit diesem Verfahren sehr feine Teile hergestellt werden können. Beispielsweise können die folgenden Teile von der hervorragenden Präzision und Wiederholbarkeit des Silikon-Vakuumgusses profitieren: unter anderem Autoabdeckungen, Ansaugkrümmer, Polster und Karosserieteile.

Lebensmittel-Industrie: Dieses Verfahren wird häufig zur Herstellung komplexer Bauteile in der Lebensmittelindustrie eingesetzt. Es können Lebensmittelverpackungsboxen (Einweglöffel) und andere komplex geformte Teile hergestellt werden.

Luft- und Raumfahrtkomponenten: Mit diesem Verfahren lassen sich Präzisionskomponenten für die Luft- und Raumfahrt herstellen. Aufgrund seiner hervorragenden Präzision, Wiederholbarkeit und Fähigkeit zur Herstellung komplexer Details können mit dem Vakuumgussverfahren folgende Komponenten hergestellt werden: Luftkanäle, Kraftstoffsysteme und mehr.

Konsumgüter: Durch Vakuumgießen können komplexe Konsumgüter wie Spielzeug und Sportgeräte, Testsysteme, Sensoren, Textilien, Druck-, Beleuchtungs- und Möbelgeräte hergestellt werden.

Wie viele Tage werden Sie brauchen, um die Bearbeitung abzuschließen?

AN-Prototype wird entsprechend der Komplexität Ihrer Zeichnungen hergestellt und die von Ihnen benötigten Prototypenteile werden in nur 3 Tagen hergestellt. Vakuuminjektionstyp für welches Material geeignet?

Welche Materialien werden beim Vakuumgießen verwendet?

Materialien Zu den beim Vakuumgießen verwendeten Materialien gehören Thermoplaste, Gummi und Harze – alle mit spezifischen Eigenschaften und Eigenschaften.

Ähnlich wie PA: Robust und langlebig. Es ist Licht.

Ähnlich wie ABS: Gute Schlagfestigkeit und ausgewogene physikalische Eigenschaften.

PC: Gute Transparenz, gute UV-Beständigkeit.

PP: Hohe Schlagfestigkeit, gute Flexibilität.

PMMA: Gute Transparenz, gute UV-Beständigkeit.

Weiches Gummi: Flexibel, gute Stoßdämpfungswirkung.

Haben Sie unterschiedliche Ausführungen für das Vakuumspritzgießen?

Im Vakuumgussverfahren hergestellte Teile können direkt entsprechend dem gewünschten Material eingefärbt oder mit einem zweiten Lack versehen werden. Es können verschiedene Lackarten verwendet werden, von matt bis seidenmatt. Selbstverständlich kann die Oberfläche auch strukturiert oder poliert sein.

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