Vakuumguss

Vakuumguss (auch Vakuumgießen oder Silikonabguss, englisch Vacuum Casting) ist ein Verfahren zur Herstellung kleiner Serien von Kunststoff- und Gummiteilen, bei dem ein zweikomponentiges Polyurethanharz in einer Vakuumkammer in eine Silikonform gegossen wird. Die Form entsteht, indem ein Urmodell (Mastermodell), meist im SLA-3D-Druck hergestellt oder gefräst, in flüssigen Silikonkautschuk eingegossen wird. Die Gussteile geben Form und Oberfläche des Modells originalgetreu wieder und ahmen gängige Spritzgusskunststoffe nach.

Zunächst wird das Urmodell in der geforderten Qualität endbearbeitet (geschliffen, poliert oder strukturiert), mit Angüssen und Entlüftungen versehen und in einem Rahmen mit Silikon umgossen. Nach dem Aushärten wird die Form entlang der gewählten Trennebene aufgeschnitten und das Modell entnommen. Beim Gießen wird das Harz im Vakuum gemischt und entgast und unter Vakuum in die Form gefüllt. Das verhindert weitgehend Blasen und füllt auch dünne Wände und feine Details. Anschließend härten die Teile bei erhöhter Temperatur aus, meist bei etwa 60 bis 70 °C, und werden von den Angüssen befreit.

Polyurethan-Gießharze gibt es in vielen Varianten, die ABS, Polypropylen, Polyamid, Polycarbonat oder transparentes PMMA nachbilden, außerdem gummielastische Typen mit einer Härte von etwa 30 bis 90 Shore A, selbstverlöschende Harze und Harze für höhere Temperaturen. Die Teile lassen sich durchfärben oder lackieren, metallische Gewindeeinsätze können mit eingegossen werden, und durch Umgießen entstehen Teile, die harten und weichen Werkstoff kombinieren.

Eine Silikonform hält je nach Geometrie und Harz meist etwa 15 bis 25 Abgüsse, danach wird vom selben Urmodell eine neue abgeformt. Die Maßgenauigkeit ist geringer als bei der Zerspanung, als Richtwert gelten ±0,15 bis 0,3 mm auf 100 mm Länge, je nach Material und Geometrie. Die Bauteilgröße begrenzt vor allem die Vakuumkammer; üblich sind kleine Teile bis hin zu Gehäusen von rund einem Meter Länge. Erste Teile liegen meist nach ein bis drei Wochen vor.

Vakuumguss eignet sich für Serien von einigen Dutzend bis höchstens einigen hundert Teilen, wenn der 3D-Druck jedes Teils zu teuer wäre oder nicht die nötige Oberfläche erreicht und sich ein Spritzgusswerkzeug noch nicht lohnt. Typisch sind Geräte- und Elektronikgehäuse für Tests und erste Kunden, Designmodelle und Messemuster, Gummiteile (Dichtungen, Griffe, weiche Hüllen) sowie Teile für Marketingfotos noch vor der Serienfertigung.

Aus einem Urmodell erhalten Sie so wiederholt Teile mit spritzgussähnlicher Oberfläche, in verschiedenen Farben und Werkstoffen, und können mehrere Materialvarianten vergleichen, bevor Sie das Werkzeug bestellen.

Polyurethan-Gießharze sind Duroplaste, die die Eigenschaften von Thermoplasten nur nachahmen. Steifigkeit und Härte können ähnlich sein, Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit, UV-Alterung und Ermüdungsverhalten weichen jedoch ab. Übertragen Sie Prüfergebnisse an Gussteilen deshalb nicht unbesehen auf das Spritzgussteil, und klären Sie bei Zertifizierungsprüfungen, ob das Prüfinstitut Teile aus dem Vakuumguss akzeptiert.

Die Qualität der Abgüsse hängt direkt vom Urmodell ab: Jede Druckschicht und jeder Kratzer überträgt sich auf alle Teile. Geben Sie in der Anfrage Oberfläche (glänzend, matt, strukturiert), Farbton, Shore-Härte bei gummielastischen Werkstoffen, Stückzahl und Toleranzen kritischer Maße an. Lange, dünne Wände können sich verziehen, massive Bereiche neigen zu Einfallstellen. Klären Sie außerdem, ob der Preis Urmodell, Form und Lackierung einschließt und wie viele Teile eine Form übersteht, denn eine größere Serie bedeutet zusätzliche Formen.