Konstruktionsgrundlagen für das Vakuumgießen

Wenn es darum geht, ein Projekt in Angriff zu nehmen, das die Herstellung hochwertiger, detaillierter und wiederholbarer Teile erfordert, ist das Vakuumgießen oft die Methode der Wahl. Verschiedene Branchen bevorzugen diese Fertigungstechnologie für die kostengünstige Produktion von Kleinserien.

Um die Vorteile des Vakuumgießens in vollem Umfang nutzen zu können, müssen Sie jedoch mit Bedacht an den Entwurfsprozess herangehen. Dieser Leitfaden vermittelt Ihnen die wesentlichen Konstruktionsgrundlagen, die Sie für Ihren Erfolg benötigen.

Das Vakuumgießen verstehen

Wir haben einen Leitfaden mit einer Vollständiger Überblick über das Vakuumgießen, aber hier ist die Kurzversion. Einfach ausgedrückt, handelt es sich um ein Verfahren zur Erstellung originalgetreuer Nachbildungen eines Urmodells, das in der Regel mit einer CNC-Maschine oder einem 3D-Drucker hergestellt wird.

Das Modell wird in eine zweiteilige Silikonform gelegt, in die ein ausgewähltes Material - häufig ein Zweikomponenten-Polyurethan - gegossen wird. Anschließend wird ein Vakuum angelegt, um Luftblasen zu entfernen und sicherzustellen, dass das Material jeden Winkel der Form ausfüllt. Die Teile werden dann entnommen und je nach Bedarf nachbearbeitet.

Die für das Vakuumgießen verwendeten Materialien werden in der Regel aufgrund ihrer kunststoffähnlichen Eigenschaften ausgewählt, obwohl verschiedene Materialien unterschiedliche Eigenschaften wie Flexibilität, Steifigkeit, Farbe und Transparenz imitieren können. Letztendlich hängt die Wahl des Materials von der beabsichtigten Verwendung der fertigen Teile ab.

Kommen wir nun zu den Gestaltungsgrundlagen.

Entwurfswinkel

Beim Vakuumgießen ist das Konzept des Entformungswinkels von entscheidender Bedeutung. Ein Entformungswinkel ist eine leichte Verjüngung, die an den vertikalen Wänden Ihrer Teilekonstruktion angebracht ist und die Formöffnung etwas größer als ihre Basis macht.

Aber warum ist das so wichtig? Die Antwort liegt im Entnahmeprozess des Teils. Wenn Ihr Entwurf Entformungswinkel enthält, kann das Gussteil leichter aus der Form entnommen werden, wodurch das Risiko einer Beschädigung verringert wird.

Idealerweise sollte Ihr Entwurf Entformungswinkel von mindestens 1 bis 2 Grad enthalten. Der optimale Entformungswinkel kann jedoch von der Geometrie Ihres Teils und dem verwendeten Material abhängen. Dieses einfache, aber wirksame Element kann die Langlebigkeit Ihrer Formen und die Gesamtqualität Ihrer Gussteile erheblich verbessern.

Wanddicke 

Für ein erfolgreiches Vakuumgießen ist die Einhaltung einer gleichmäßigen Wandstärke in Ihrem Entwurf entscheidend. Wenn die Wandstärke stark variiert, können einige Abschnitte des Teils unterschiedlich schnell abkühlen und aushärten, was zu Verformungen oder Schwachstellen führen kann.

Im Allgemeinen empfehlen wir eine Mindestwandstärke von 0,75 mm bis 1,5 mm für kleine bis mittelgroße Teile, wobei größere Teile eine größere Stärke erfordern. Die optimale Dicke kann jedoch von Ihrem spezifischen Projekt und Ihrem Material abhängen.

Einbeziehung von Unterschneidungen und Auskragungen

Hinterschneidungen und Überhänge sind Merkmale eines Teils, die verdeckt sind oder sich über einen Hohlraum erstrecken, was das Formen und Gießen schwierig macht. Einer der Vorteile des Vakuumgießens besteht jedoch darin, dass Hinterschneidungen und Überhänge effizienter als bei anderen Herstellungsverfahren gehandhabt werden können.

Wenn Sie Teile mit Hinterschneidungen oder Überhängen für das Vakuumgießen konstruieren, wirken sich diese Merkmale auf die Komplexität der Form aus und erfordern möglicherweise zusätzliche Überlegungen oder Änderungen. Es ist am besten, sich mit Ihrem Fertigungspartner zu beraten, um sicherzustellen, dass diese Konstruktionsmerkmale genau und effizient hergestellt werden können. Wir von MakerVerse helfen Ihnen gerne.

Entwerfen für Materialeigenschaften

Beim Vakuumgießen kann die Wahl des Werkstoffs Ihre Konstruktion erheblich beeinflussen. Verschiedene Materialien haben unterschiedliche Grade an Flexibilität, Festigkeit und Temperaturbeständigkeit, und es ist wichtig, diese Faktoren bei der Konstruktion Ihres Teils zu berücksichtigen.

Wenn Sie beispielsweise mit einem Material arbeiten, das eine hohe Flexibilität aufweist, sollten Sie überlegen, ob Ihre Konstruktion eine mögliche Biegung aufnehmen kann, ohne die Funktionalität des Teils zu beeinträchtigen. Wenn Ihr Material hingegen eine hohe Steifigkeit aufweist, sollten Sie sicherstellen, dass Ihre Konstruktion keinen Spannungskonzentrationen ausgesetzt ist, die zu Rissen oder Ausfällen führen könnten.

Denken Sie daran, dass es bei einem erfolgreichen Entwurf nicht nur auf die Geometrie des Teils ankommt, sondern auch darauf, wie diese Geometrie mit den Eigenschaften des von Ihnen gewählten Materials interagiert.

Überlegungen zur Nachbearbeitung

Wenn Ihre Rolle einmal besetzt ist, ist sie nicht immer sofort einsatzbereit.

Um das gewünschte Aussehen oder die gewünschte Funktionalität zu erreichen, können Nachbearbeitungsmethoden wie Reinigen, Lackieren oder Auftragen einer Schutzschicht erforderlich sein. Es ist wichtig, dass Sie diese Schritte in Ihrem Entwurf einplanen.

Wenn Sie z. B. wissen, dass Ihr Teil lackiert werden muss, sollten Sie in Ihrem Entwurf einen gewissen Spielraum für die zusätzliche Dicke der Lackschicht einplanen. Wenn Ihr Teil mit einer bestimmten Methode gereinigt werden soll, müssen Sie sicherstellen, dass Ihr Entwurf diesem Prozess ohne Beschädigung standhält.

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Bei der Entwicklung von Vakuumgussteilen geht es um mehr als nur um eine großartige Idee. Es geht darum, ein Design zu entwerfen, das praktisch und herstellbar ist und mit den Zielen Ihres Projekts übereinstimmt.

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