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.