• Vakuumguss

Vakuumguss

Schön, wenn man die Möglichkeit hat, über Möglichkeiten zu verfügen.

Vakuumguss ist ein weiteres, spezielles Rapid Prototyping-Verfahren. Es kommt im Anschluss an den durch Stereolithografie oder PolyJet-Technologie hergestellten Master, alias Prototypenbau, zum Einsatz. Sehr wirtschaftlich und exakt in allen Details, wird das gewünschte Bauteil gefertigt, respektive der Master reproduziert. Die Verwendungen sind so vielfältig wie anspruchsvoll.

Vakuumguss – Unsere Leistungen

  • Zum Ausgießen des Urmodells in einer Silikon-Vakuum-Form (Softtool) nutzen wir Polyurethan, je nach Anwendungszweck mit elastischer oder hochfester Konstitution
  • Unterschiedlichste Ziele werden aus einem Guss erreicht, ob produktentwicklungsbezogene Vor- und Kleinserien, die Herstellung von Serienwerkzeugen oder Präzisionsmuster und von Designteilen zu Pass- und Funktionsprüfungen. Sind größere Stückzahlen gefragt, treten Mehrfachformen in Aktion
  • Das Ausgießen und der Wärmeeintrag unter Vakuum vermeidet Lufteinschlüsse und sorgt für die gewünschte Festigkeit des Bauteils. Es besticht durch hohe Abbildungspräzision aller Details des Masters, Kälte- und Hitzebeständigkeit sowie durch Resistenz gegenüber Chemikalien, Gas und Flüssigkeit
  • Die detailgetreue und sehr wirtschaftliche Fertigung feinster Geometrien benötigt nur wenige Tage. Auch Baueinsätze können in die beliebig oft teilbare Silikonform eingebracht werden, was die Herstellung von Hinterschnitten erlaubt
  • Die hohe Oberflächengüte lässt sich nach Kundenwunsch weiter veredeln, von der Einfärbung und Bedampfung bis zur optischen Realisierung von Erodieroberflächen oder Komponenten-Integration

Mit dem Vakuumguss Verfahren haben wir die Gehäuseteile der neusten Generation des Serviceroboters „Care-O-Bot“ hergestellt. Der Vakuumguss bietet dabei eine ganze Bandbreite an Möglichkeiten was die Herstellung schönster Oberflächen in kürzester Zeit angeht! Die problemlose Integration von Funktionsteilen und die hervorragende Maßhaltigkeit machen den traditionellen Vakuumguss zum ultimativen Verfahren für kleine Stückzahlen.

Was ist Vakuumguss?

Der Vakuumguss bzw. das Vakuumgießen stellt eine erstklassige Lösung dar, um sowohl schnell und effizient als auch enorm kostengünstig Bau- bzw. Formteile zu fertigen. Dies geschieht meist im Rahmen von kleinen Serien mit bis zu rund 200 einzelnen Teilen. Das Vakuumguss-Verfahren basiert auf der sogenannten Abformtechnik, bei der eine absolut sauber gearbeitete Oberfläche ein wesentliches Kriterium darstellt. Am häufigsten wird dieses Verfahren zur Vervielfältigung weniger Teile verwendet, da es eine schnelle Fertigung garantiert und kostengünstig ist.

Der Vakuumguss wird allgemein in die Kategorie der Folgeverfahren eingeordnet. Da als Grundvoraussetzung stets ein Urmodell erforderlich ist, wird das Verfahren zudem teilweise auch als eine spezielle Kopiertechnik bezeichnet. Das Urmodell bzw. der Prototyp kann dabei auf verschiedene Arten hergestellt werden. Weit verbreitet sind diesbezüglich vor allem Stereolithografie-Prototypen; in bestimmten Fällen kommen aber auch das Selektive Lasersintern (SLS) oder gedrehte bzw. gefräste Prototypen zum Einsatz. Wichtig ist dabei immer, dass die Oberfläche des jeweiligen Urmodells immer in der Form aufbereitet wird, dass die gesamte Struktur so weit wie möglich der Oberfläche des herzustellenden Endprodukts nahekommt.

Grundsätzlich werden bei der Vakuumgießtechnik mit Hilfe von Silikonwerkzeugen duroplastische Abzüge hergestellt. Für die Anfertigung der weichen Abgussformen werden Urmodelle benötigt. Wie der Verfahrensname bereits deutlich macht, nimmt das Vakuum beim eigentlichen Gießprozess eine entscheidende Rolle ein. Denn der Gießvorgang erfolgt grundsätzlich unter Vakuum. Dadurch wird gewährleistet, dass zum einen innerhalb des Werkzeugs auftretende Fließwiderstände durch Lufteinschlüsse vermieden werden können und dass es zum anderen zu einer blasenfreien Verarbeitung des jeweiligen Abgussmaterials kommt. Der Vakuumguss sorgt im Ergebnis dafür, dass Sie ein stets blasenfreies, hochpräzises Bauteil in den Händen halten, das über genau definierte Eigenschaften verfügt. Aus der breit gefächerten Palette an Materialien sollte dabei immer genau das Material bzw. der Werkstoff ausgewählt werden, der die Eigenschaften des eigentlichen Serienwerkstoffs am besten imitiert.

Den benötigten Prototyp können Sie zum Beispiel via 3D-Druckverfahren erstellen. Dabei wird das Urmodell im Rahmen des 3D-Drucks in einer zweiteiligen bzw. teilbaren Silikonform eingebettet. Ist das Silikon dann polymerisiert, lässt sich die Form dann eben teilen und Sie können das fertige Urmodell entnehmen. Die Silikonform kann anschließend dann weiterhin genutzt werden, um das entsprechende Bauteil zu vervielfältigen. Aus einer Form können mindestens 20 Abgüsse gefertigt werden. Es sind allerdings auch höhere Stückzahlen möglich, sofern die Randbedingungen rund um Gussmaterial und Geometrie darauf abgestimmt werden.

Eine besondere Bedeutung kommt dabei dem Erwärmen der Silikonform unter Vakuum zu. Denn nur durch die Kombination aus Erwärmung und Vakuum kann sichergestellt werden, dass es zu keinen Lufteinschlüssen und daraus resultierenden Hohlräumen im Bauteil kommt. Durch die explizite Erwärmung der Form entweicht dabei zum einen die im Silikon enthaltene Luft; außerdem wird die Form schnell fester. Zum anderen ist die Erwärmung auch Garant dafür, dass die Qualität bzw. die Genauigkeit der Abgüsse deutlich steigt. Außerdem lassen sich auch Hinterschnitte bei den in der Silikonkautschuk-Form befindlichen Bauteilen herstellen. Auch nahtlose Hohlkörper können hergestellt werden; hierbei kommt die so bezeichnete Schleudertechnik zum Einsatz. Selbst Objekte mit Metalleinlegern sowie Bauteile mit mehreren Komponenten (hier: Mehrschritt-Verfahren) – wie etwa Hart-Weich-Teile – können mit dem Vakuumgießen hergestellt werden.

Auch der eigentliche Gussvorgang wird immer unter Vakuum vollzogen. Dadurch wird gewährleistet, dass es nicht zu einem Lufteinschluss kommt und die Silikonform vollständig von dem jeweiligen Gussmaterial ausgefüllt ist. Sobald sich die Form nach dem Gussvorgang ausgehärtet hat, wird die Form entstürzt bzw. das Werkstück entfernt. Anschließend kann die Form dann sofort wieder neu mit dem Gussmaterial befüllt werden. Das entnommene Werkstück wird in der Regel noch im Wärmeschrank nachgehärtet und anschließend je nach Intention und Bedarf entsprechend nachbearbeitet.

Vakuumguss Materialien

Hinsichtlich der verwendeten Materialien kommen beim Vakuumguss bevorzugt Kunststoffe zum Einsatz. Die Eigenschaften von entsprechenden Kunst- bzw. Gießharzen sind prädestiniert für die Herstellung präziser Werkteile. Die Materialien können grundsätzlich weich, hart, vollkommen klar, transparent, eingefärbt sowie zum Beispiel auch gummiartig oder glasfaserverstärkt sein. Ebenfalls nutzbar sind etwa Metalllegierungen, die über einen niedrigen Schmelzpunkt verfügen, oder aber schmelzfähige Wachsmaterialien (für die Verwendung als Urmodell bzw. Prototypen für den Feinguss).

Metall Vakuumgießen

Im Vakuumguss können neben Kunststoffen auch niedrigschmelzende Metalllegierungen als Material genutzt werden. Hierbei handelt es sich um Legierungen, die einen deutlich geringeren Schmelzpunkt als Zinn aufweisen. Ein Großteil dieser Metalllegierungen basieren dabei auf den Metallen Indium, Bismut und in speziellen Fällen auch auf Gallium. Für die Fertigung von entsprechenden Bauteilen aus Metall kommt auch die so bezeichnete Feinguss-Technik als Folgeverfahren zum Einsatz. Zudem können Sie beim Vakuumgießen Metallteile direkt mit in die Form einlegen. So werden zum Beispiel gerade bei hochgenauen Konturen zusätzliche Metalleinsätze verwendet.

Kunststoff Vakuumguss

Als noch vergleichsweise junge Technologie steht das Rapid Prototyping für die Fertigung funktionsfähiger Einzelteile – in der Regel seriennah oder serienidentisch – in nur wenigen Stunden. Das Vakuumgießen stellt eine Teildisziplin dieser jungen Technik dar. Ausgehend von einem unabdingbaren Urmodell wird eine Silikonform gegossen, die anschließend unter Vakuum mit einem 2-Komponenten-Polyurethan-Harz befüllt wird. Auf diese Weise lassen sich 50 oder auch mehr Kunststoff-Prototypen ohne teure und aufwändige Stahlform einfach und schnell herstellen. Die Ergebnisse sind in der Regel nicht von Großserienkunststoffteilen zu unterscheiden. Daher erlauben diese Prototypen aus Kunststoff auch eine schnelle Überprüfung der Modelle im Hinblick auf „fit, form and function“. Wird nicht auf das Vakuumguss-Verfahren zurückgegriffen, können Sie eine entsprechende Serienreife nur mit weitaus mehr Mühen und Aufwand realisieren.

Dabei profitieren Sie auch von der Flexibilität respektive von der Vielfalt an Einsatzmöglichkeiten von Kunststoff. So stehen für die Herstellung von Kunststoffteilen im Rahmen des Vakuumguss-Verfahrens rund 30 unterschiedliche Gießharze zur Verfügung. Die Bandbreite reicht hier von eingefärbten oder gummiähnlichen über plexiglasähnliche bis hin zu transparenten Kunststoffen. Auch bei der Härte gibt es zahlreiche Variationsmöglichkeiten; zumeist werden Härtegrade zwischen Shore A25 und Shore A98. Sie können mit diesen Materialien nahezu sämtliche Funktionsprüfungen und -untersuchungen zuverlässig durchführen. In der Praxis hat sich gezeigt, dass sich das Vakuumgießen von Kunststoffteilen insbesondere hervorragend eignet, um sowohl filigrane als aber auch komplexe Modelle – wahlweise ohne oder mit Hinterschnitt – herzustellen. Wichtig ist es allerdings dabei, dass die genutzten Prototypen sehr gute Oberflächen aufweisen, die das Produkt exakt abbilden. Um diese Prämisse zu gewährleisten, werden die entsprechenden Urmodelle vor dem Einformen häufig nochmals nachgeschliffen oder auch gefüllert.

Der Vakuumguss von Bauteilen aus Kunststoff ist grundsätzlich für geometrisch hochkomplexe Ansprüche prädestiniert. Dank des Vakuums lassen sich exakte Abgüsse, die von äußerster Genauigkeit geprägt sind, herstellen. Im Gegensatz zum klassischen Spritzguss treten dabei auch keine Einfallstellen auf, die durch Masseanhäufungen ausgelöst werden. Stattdessen können Sie die Gießharze genau auf Ihre Intention abstellen. So ist es Ihnen jederzeit möglich, zum Beispiel explizit wärmeformbeständige, transparente oder auch gummiähnliche Kunststoffteile anzufertigen. Das Einbringen von Hinterschneidungen gestaltet sich beim Kunststoff Vakuumguss ebenfalls als unproblematisch; zudem können Sie auch zum Beispiel Gewindebuchsen oder andere Einlegeteile jederzeit mit eingießen. Die minimale Wandstärke der Kunststoff-Modelle beträgt dabei – immer abhängig vom Fließweg – in der Regel zwischen 0,5 und 1,0 mm. Zudem ist auch eine mechanische Bearbeitung am Anschluss an das Aushärten machbar. Ob Beschichten, Lackieren, Polieren oder beispielsweise auch Einfärben – mit dem Vakuumguss von Kunststoffteilen lassen sich spezielle Kundenanforderungen im Hinblick auf die Oberflächenstruktur und -beschaffenheit hervorragend realisieren.

Silikon Vakuumguss

Auf den ersten Blick erscheint das Vakuumgießen mit Silikonformen im Hinblick auf die Materialauswahl zwar vergleichsweise begrenzt. Aber die vorzugsweise genutzten modernen Gießharze bilden die Eigenschaften vieler Kunststoffe rund um ABS, Polyamid, Polypropylen, Polyethylen oder zum Beispiel auch Polycarbonat weitgehend ab. Daher liefern mit den Bauteilen durchgeführte Produkt- und Funktionstests auch zuverlässig aussagekräftige Ergebnisse.

Die Silikonform ist die am weitesten verbreitete und zudem äußerst beliebte Lösung für die Herstellung von Kleinserienteilen. Dies liegt vor allem an der Effizienz des Verfahrens und der Effektivität von Silikon. Denn Silikone erweisen sich zum einen grundsätzlich extrem dehn- bzw. formbar. Zum anderen generieren Silikone den Vorteil, dass andere Materialien nach dem Aushärten gut von Silikonen getrennt werden können. Hinzu kommt, dass Silikon eine hohe Abzeichnungsgenauigkeit von Oberflächen verfügt, was gerade in der industriellen Fertigung und in der Medizin wichtige Kriterien sind. Zudem wird Silikon als ein gesundheitlich unbedenklicher Stoff eingeordnet. Nicht umsonst kommt Silikon eben auch im Medizin-Bereich derart häufig zum Einsatz.

Ein wesentlicher Vorteil der Silikone ist des Weiteren die hohe Elastizität. Selbst bei extrem tiefen Temperaturen bis zu minus 90 Grad und explizit hohen Temperaturen bis zu maximal 250 Grad behalten einige Silikone ihre Elastizität. Daher eignen sich die synthetischen Polymere, aus denen sich Silikon zusammensetzt, erstklassig für die Fertigung verschiedener Bau- und Formteilen. Während das Schaffen der Form respektive das Gussszenario an sich keiner großen Vorbereitung bedarf, sind im Rahmen einer spezifischen Nachbearbeitung oftmals noch mehrere Schritte erforderlich. So müssen Sie eventuell das Werkstück noch abschleifen, lackieren oder mit Bohrungen und Beschriftungen versehen.

Weitere Vakuumguss Materialien

Entsprechende Vakuumguss Maschinen sind aber oftmals nicht nur in der Lage, sämtliche Kunststoffe mit entsprechenden PU-Materialien effektiv zu simulieren. Qualitativ hochwertige Modelle eignen sich sogar für flexible und hochtransparente Kunststoffe, wobei in einigen Vakuumgießmaschinen selbst Wachse für die Feinguss- und Schmuckindustrie vergossen werden. Auch die Verwendung von Epoxidharz und ähnlichen Materialien, die mit einer hohen Viskosität aufwarten ist im Rahmen des Vakuumgießens möglich. Ein Epoxidharz (EP) besteht immer aus Polymeren, die abhängig von der Reaktionsführung und unter Zugabe entsprechender Härter in einen duroplastischen Kunststoff verwandeln. Geprägt wird dieser durch chemische Beständigkeit und eine hohe Festigkeit. Zudem weisen Harze dieser Art fast beliebige Formgebungsmöglichkeiten auf, was dieses Material im Hinblick auf den Vakuumguss für die Herstellung von Modellen bzw. Prototypen prädestiniert.

Vakuumguss Maschine: Die Komponenten

Die beim Vakuumguss eingesetzten Anlagen bzw. Maschinen ermöglichen anhand von Silikonformen die Vervielfältigung von Kunststoff-Bauteilen.

Komponente A: Die Pumpe

Ausgestattet ist eine solche Maschine mit einer Pumpe für das Erzeugen von Vakuum und

Komponente B: Die Niederdruckkammer

mit einer Niederdruckkammer, die der Entstehung von Luftblasen auf der Prototypen-Aufstellung entgegenwirkt.
Maschinen dieser Art sind in der Lage, Form- bzw. Bauteile aus Polyurethanharzen (PU) herzustellen, die das eigentlich verwendete Produktmaterial „simulieren“. Von der Mechanik her sind die gefertigten Prototypen den entsprechenden Kunststoffspritzguss-Serienteilen sehr ähnlich. Daher können Sie diese Prototypen mit ihrem qualitativ hochwertigen Oberflächenfinish auch für mechanische und visuelle Tests verwenden. Gesteuert werden die beim Vakuumguss genutzten Maschinen zum Großteil mittels CAD-Software.

Unterschiede in technischen Merkmalen

Die einzelnen Vakuumgießmaschinen unterscheiden sich dabei spezifisch in ihren technischen Merkmalen. Auf folgende Merkmale bzw. Unterschiede sollte dabei besonders geachtet werden:

  • Die jeweils maximale Größe der Formen.
  • Die Innenabmessungen der Kammer.
  • Das maximale Volumen der Form- bzw. Bauteile.
  • Die jeweiligen Spritzgusskapazitäten in Litern.

Silikondosier- und Mischanlagen

Neben der eigentlichen Maschine bzw. Anlage können Sie in der Vakuumguss-Technik zusätzlich noch Silikondossier- und Mischanlagen für die stets zeitnahe Fertigung von Silikonformen in gleichbleibend hoher Qualität einsetzen. Diese gewährleisten sowohl eine homogene Vermischung als auch eine luftblasenfreie Dosierung. Letztendlich wird der gesamte Herstellungsprozess der Formen respektive der Bauteile durch den Einsatz solcher Anlagen qualitativ nachhaltig verbessert und zudem auch noch rationalisiert werden.

Vakuumgießen: Wie funktioniert das Vakuumguss-Verfahren?

Wie bereits mehrfach erwähnt, ist das Erstellen eines Urmodells für das Vakuumgießen unabdingbar und von zentraler Bedeutung für den weiteren Verfahrensweg. Denn die bedarfsgerechte Silikonform wird explizit nach der Vorlage des Urmodells erstellt. Als Urmodell dient in vielen Fällen ein Stereolithographie-Modell. Bei dieser Methode wird das eigentliche Urmodell auf der Basis von 3D-Daten erstellt, indem es zum schichtweisen Aufbau von flüssigem Polymerharz kommt. Ein Laser härtet anschließend die Schichten aus, bevor es gründlich gereinigt und in einer Ofenanlage vollständig gehärtet wird. Wenn Bedarf besteht, können Sie das Urmodell nach dem Herausnehmen aus dem Stützkorsett bzw. -gerüst noch individuell nachbearbeiten. Auf diesem Wege generieren Sie dann letztendlich eine perfekte Oberfläche. Nur in Ausnahmefällen wird ein solches Urmodell auch mit einem Frästeil gefertigt.

Nach kompletter Fertigstellung des Urmodells wird es in einem entsprechenden Rahmen fixiert. Anschließend können Sie dann das flüssige Silikon einfüllen. Dieser Vorgang, der auch als Abformen bezeichnet wird, geschieht grundsätzlich in Kombination mit Unterdruck. Dank der Erwärmung unter Vakuum kann die Luft komplett entweichen, was im Endeffekt für die hohe Stabilität der Silikonform verantwortlich ist. Sobald die Silikonform erstellt ist, wird das jeweils verwendete Material unter Niederdruck in eben die Form eingespritzt und unter der Zugabe von Hitze bzw. Wärme in einem Ofen bzw. in einem Wärmeschrank vollständig ausgehärtet.

Im Detail läuft das Verfahren dabei in folgender Form ab: Liegt die Silikonform vor, müssen an der erstellten Form Entlüftungen und Anguss eingebracht werden. Erst dann kann der erste Guss starten. Erst einmal werden die beiden Formhälften dabei auf rund 70°C erwärmt und wieder zusammengefügt. Dann führen Sie einen Trichter oder einen Schlauch in den Anguss ein. Danach werden die vorbereitete Form sowie die Einfüllkomponenten in der Gießanlage entsprechend positioniert. Nach dem Schließen der Kammer erzeugt die eingeschaltete Pumpe innerhalb weniger Minuten das maximale Vakuum. Jetzt muss das Material rund sechs bis neun Minuten lang unter vollem Vakuum evakuiert werden. Anschließend startet dann der eigentliche Guss. Dabei wird die Kammer belüftet und das über den Schlauch bzw. Trichter einfließende Material durch Druckausgleich und Schwerkraft in die Silikonform gepresst, so dass jede kleine Nische ausgefüllt wird.

Vakuumguss Anwendungsbereiche

Grundsätzlich eignet sich das Vakuumguss-Verfahren für die Fertigung von Kunststoff-Formteilen; sowohl kleinere als auch mittlere Stückzahlen sind dabei möglich. Dabei handelt es sich um eine explizit kostengünstige Methode. So sind die jeweiligen Formkosten gerade im Vergleich zum Spritzguss deutlich niedriger. Die Bandbreite an Anwendungsmöglichkeiten umfasst dabei zum Beispiel die exakte Fertigung von Dichtungen; dafür werden gummiähnliche Materialien eingesetzt. Nutzen Sie stattdessen schlagzähe und bruchfeste Materialien, können Sie demgegenüber beispielsweise Filmscharniere anfertigen.

Für welchen Anwendungsbereich Sie auch immer den Vakuumguss nutzen möchten, Sie benötigen grundsätzlich vorab einen Prototypen. Dieser lässt sich zum Beispiel schnell und akkurat mit dem 3D-Druckverfahren herstellen.

Vakuumguss in diversen Industriezweigen

Auf Branchen bezogen finden in Serie produzierte Vakuumgussteile vor allem Verwendung im Automobil- und Flugzeugbau, in der Lebensmittelindustrie, im Maschinen- und Sondermaschinenbau, in der Optikbranche sowie in der Medizintechnik.

Branchenspezifische Vakuumgussteile

Als typische bzw. branchenspezifische Vakuumgussteile gelten dabei unter anderem Verkleidungen, Abdeckungen und Gehäuse, Formrohre und Schläuche oder auch Dichtungen unterschiedlicher Art. Zudem können Sie mit dem Vakuumguss von lichtdurchlässigen Behältern bis hin zu Displays transparente Formteile herstellen.

Weitere Gebiete des Vakuumgusses

Im Allgemeinen können Sie das Vakuumgießen auszugsweise für folgende Anwendungsgebiete nutzen:

  • Funktionsmodelle:
  • Bauteile
  • Mehrfarbige Bauteile
  • Serienfertigung
  • Präzise und saubere Gussteile
  • Design- und Messemodelle

Vakuumguss Vorteile

Grundsätzlich stellt der Vakuumguss eine erstklassige Möglichkeit dar, um Einzelteile in überschaubarer Auflage in absolut identischer Form herzustellen. Dank der für diese Abformtechnik wichtigen Urmodelle, die zumeist mittels der CAD-3D-Technologie hergestellt werden, können dabei bereits zu Beginn einer etwaigen Kleinserienfertigung etwaige Fehler oder Schwachstellen beseitigt werden. Dies wiederum generiert letztendlich einen kostensparenden Effekt. Im Allgemeinen zählen die allgemein günstigen Fertigungskosten einer Kleinserie, die Elastizität bzw. Flexibilität von Silikon (wichtig für die Formgebung) und ganz besonders die Genauigkeit der Vervielfältigung zu den Stärken respektive zu den Vorteilen des Vakuumguss-Verfahrens. Dies sind aber bei weitem nicht die einzigen Vorzüge, die das Vakuumgießen bietet. Wir haben Ihnen die relevantesten Vorteile und Stärken im folgenden Abschnitt übersichtlich aufgelistet.

Vakuumgießen: Die Vorteile auf einen Blick

  • Beim Vakuumguss handelt es sich um ein schnelles Verfahren. Vom Prototypen bis hin zum fertigen Formteil vergehen oftmals nur Tage oder wenige Wochen. Im konventionellen Kunststoffspritzguss nimmt der gesamte Entwicklungsprozess demgegenüber meistens mehrere Monate in Anspruch.
  • Formen und Bauteile können vergleichsweise preiswert hergestellt werden. So stellt das Vakuumgießen zum Beispiel gegenüber dem Kunststoffspritzguss eine deutlich günstigere Lösung dar.
  • Gewährleistung der Funktionsintegration: Lagerbuchsen, Gewindebolzen oder andere Norm- und Formteile lassen sich bereits während des eigentlichen Gussvorgangs in das Werkstück einbinden.
  • Beim Vakuumguss können in einem Bauteil verschiedene Materialien miteinander kombiniert werden; hierzu werden Mehrschritt-Verfahren eingesetzt.
  • Das Verfahren ist prädestiniert für die Fertigung von kleinen und mittleren Formen. Sie können dabei im Rahmen des Mikrospritzgusses kleinste Formen herstellen, aber auch die Fertigung von großen Werkstücken ist jederzeit möglich.
  • Die gefertigten Bauteile zeichnen sich durch eine hervorragende Oberflächenqualität und eine hohe Maßhaltung aus.
  • Durch das Verwenden von expliziten Formeinsätzen kann die Formteilqualität verbessert werden.
  • Das Verfahren verfügt über eine hohe Vervielfältigungsgenauigkeit.
  • Das Anfertigen von Hinterschnitten oder auch nahtlosen Hohlkörpern ist jederzeit möglich. Allerdings sind Hohlkörper lediglich mit Ausschmelzkern umsetzbar.
  • Um den Herstellungsprozess zu beschleunigen, können Mehrfachformen mit mehreren Kavitäten eingesetzt werden. Dank dieser erfolgt die Fertigung von Werkstücken gleichzeitig.
  • Sie können sich auf eine grundsätzlich leichte Entformbarkeit verlassen.

Vakuumgießen: Hintergrund und Geschichte

Der Vakuumguss fand erstmals in den 1960er Jahren explizite Erwähnung. Zu dieser Zeit entwickelten Forscher, Wissenschaftler und Techniker der Technischen Universität in Cottbus und Dresden diese Verfahrenstechnik des Kunststoffeingusses mittels einer Silikonform und der Nutzung eines Vakuums. Da das in der ehemaligen DDR entwickelte Verfahren in Europa aber keinen Anklang fand, sicherten sich die Japaner in den 1970er Jahren Zugriff auf das Vakuumgießen. Im Gegensatz zu den europäischen Unternehmen erkannten die Japaner die Vorzüge des Vakuumguss-Systems und setzten das Verfahren fortan bevorzugt in der Automobilbranche ein. Nicht umsonst wurde von den Japanern eine ganz spezielle Maschine erbaut, die mit ihren charakteristischen Bullaugen als die Basis respektive als der Vorläufer aller modernen Vakuumguss-Maschinen gilt. Erst als der Vakuumguss in Japan aufgrund der Effektivität alsbald in aller Munde war, befassten sich die auch die Unternehmen in Deutschland mit den Vorteilen des Kunststoffgusses unter Vakuum. Im Laufe der Jahre avancierte das Vakuumgießen zu einer festen Instanz, die mittlerweile vorzugsweise in den jeweiligen Entwicklungsabteilungen nahezu aller größeren Produktionsunternehmen integriert worden ist.

Auch wenn die 1960er Jahre als die Geburtsstunde des Vakuumgießens gilt, die Verfahrensweise hat seinen Ursprung im Grunde genommen in der Bronzezeit. Denn schon damals vor über 3.500 Jahren existierten Gießereien mit Steiger und Einguss. Seit mehreren tausend Jahren wird zudem auch schon mit Vakuum bzw. mit Unterdruck gearbeitet. Als diesbezüglich exemplarisches Beispiel gilt vor allem das Schröpfen präparierter Kuhhörner. Diese wurden entweder nach dem Aufsetzen angesaugt und anschließend mit Wachs verschlossen oder aber es entstand innerhalb des Kuhhorns ein Unterdruck durch das Abbrennen von in Spiritus getauchte Wollflocken. Auch Bildhauer und Restauratoren nutzen bereits seit vielen Jahren den Vakuumguss aufgrund der vorteilhaften Eigenschaften. Zum Einsatz kommt dabei meistens Naturkautschuk. Die entsprechend elastischen Formen lassen sich hervorragend nutzen, um zerstörungsfrei Plastiken oder Reliefs abzuformen.

Im Laufe der vergangenen Jahre wurde die Technik bzw. das Verfahren immer weiter optimiert. Die Kombination verschiedener Techniken fungiert dabei von Beginn an als Basis, aber erst als in den 1980er Jahren die duroplastischen Kunststoffe entwickelt wurden, schaffte das Vakuumgießen flächendeckend in der Industrie den tatsächlichen Durchbruch. Denn erst diese so bezeichneten Zwei-Komponenten-Werkstoffe erlaubten es, dass Polypropylen, Polyethylen oder auch anderes thermoplastisches Großserienmaterial derart täuschend echt imitiert werden kann. Immer aufbauend auf das Grundkonzept haben die Entwickler und Techniker dabei weitere Unter-Verfahren, Automatisierungsprozesse sowie spezielle Zubehörteile entwickelt, die den Vakuumguss als ein durchweg effektives wie auch effizientes Verfahren etabliert haben und zudem stets eine schnelle, einfache und dabei kostengünstige Handhabung der gesamten Methodik gewährleisten.