Fachwissen

Einsatz von 3D-gedruckten Formen im Spritzgussverfahren

Die meisten Kunststoffprodukte werden heutzutage durch Spritzguss gefertigt. Die Formen hierfür müssen nicht immer zwingend aus Metall produziert werden, sondern können auch kunststoffbasiert 3D-gedruckt werden.

Mit einem Formlabs 3D-Drucker und einer Desktop-Spritzgussmaschine ist der Einstieg in den 3D-Druck von Spritzgusswerkzeugen im eigenen Haus ganz einfach. Prototypen lassen sich schnell testen, validieren und iterieren, Teile für die Vorproduktion können bereits im endgültigen Produktionsmaterial hergestellt und sogar Teile für den Endverbrauch können in kleinen Mengen mit begrenzter Ausrüstung und Schulung produziert werden.

Weltweit werden die meisten Kunststoffprodukte heute im Spritzgussverfahren hergestellt. Die Herstellung von Gussformen kann jedoch unerschwinglich und zeitaufwändig sein. Glücklicherweise müssen Formen nicht immer aus Metall hergestellt werden – sie können auch kunststoffbasiert 3D-gedruckt werden.

Der 3D-Druck mittels Stereolithografie (SLA) bietet eine kostengünstige Alternative zur maschinellen Bearbeitung von Aluminiumformen. Die SLA-Drucktechnologie ist eine gute Wahl für das Spritzgießen. Sie zeichnet sich durch eine glatte Oberfläche und hohe Präzision aus, die von der Form auf das endgültige Teil übertragen wird und die auch die Entformung erleichtert. Mit SLA hergestellte 3D-Drucke sind chemisch gebunden, so dass sie vollständig dicht und isotrop sind und funktionelle Formen in einer Qualität herstellen, die mit Fused Deposition Modeling (FDM) nicht möglich ist. Desktop-SLA-Drucker von Formlabs vereinfachen den Arbeitsablauf, da sie einfach zu implementieren, zu bedienen und zu warten sind.

Zur Unterstützung des Spritzgießens von Kleinserien hat Formlabs das High Temp Resin entwickelt, das eine Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT) von 238 °C bei 0,45 MPa aufweist – die höchste unter den Formlabs-Harzen und eine der höchsten unter den Harzen auf dem Markt. High Temp Resin kann hohen Formgebungstemperaturen standhalten und die Abkühlzeit minimieren. In unserem Whitepaper wird eine Fallstudie mit Braskem beschrieben, einem Unternehmen, das 1.500 Injektionszyklen mit einem 3D-gedruckten Formeinsatz aus High Temp Resin zur Herstellung von Maskenbändern durchführte. Das Unternehmen druckte den Einsatz und platzierte ihn in einer in das Spritzgießsystem integrierten generischen Metallform. Dies ist eine leistungsstarke Lösung für die schnelle Herstellung mittlerer Serien. Der gedruckte Einsatz kann bei der Weiterentwicklung des Designs und im Falle eines Fehlers ausgetauscht werden. Auf diese Weise können Formen mit komplizierten Geometrien auf Abruf hergestellt werden, die auf herkömmliche Weise schwer zu fertigen wären, während gleichzeitig mehrere Chargen ausgeführt werden.

Hochtemperaturharz ist jedoch recht spröde. Bei komplizierteren Formen verzieht es sich leicht oder reißt. Bei einigen Modellen kann es eine Herausforderung sein, mehr als ein Dutzend Zyklen zu erreichen. Um dieses Problem zu lösen, stieg sich das französische Start-up-Unternehmen Holimaker auf das Formlabs Grey Pro Resin um. Es hat eine geringere Wärmeleitfähigkeit als High Temp Resin, was zu einer längeren Abkühlungszeit führt, aber es ist weicher und kann Hunderte von Zyklen tragen.

Formlabs hat vor kurzem Rigid 10K Resin auf den Markt gebracht, ein hochgradig glasgefülltes Material in Industriequalität, das eine Lösung für eine größere Vielfalt an Geometrien und Spritzgießprozessen bietet. Rigid 10K hat eine HDT von 218°C bei 0,45 MPa und einen Zugmodul von 10.000 MPa, was es stark, extrem steif und thermisch stabil macht. Novus Applications hat Hunderte von Kappen mit komplizierten Gewinden mit einer einzigen Rigid 10K-Harzform gespritzt. Immer mehr Unternehmen nutzen Rigid 10K Resin. Wir sind überzeugt, dass es sich hervorragend für den 3D-Druck anspruchsvoller Spritzgussformen eignet.

Möchtest Du mehr über das Spritzgießen mit Hilfe des SLA-3D-Druck von Formlabs erfahren? Vereinbare ein Beratungsgespräch mit einem Experten von 3D-MODEL.

Außerdem kannst Du dich von unserem Fachpersonal auf der AM Expo detailliert beraten lassen. Unseren Stand, mit der Nummer A 1011, findest Du in der Halle 1. Ein kostenloses Ticket für die AM Expo und die gleichzeitig stattfindende Swiss Medtech Expo kannst Du dir hier sichern.

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