Modellbau Gussformen aus dem 3D-Druck - Ein Erfahrungsbericht

[Desirofreak]

Der ein oder andere hat es vielleicht in der Nachlese zum letzten Dresdener Stammtisch gesehen. Ich experimentiere derzeit mit Gussformen, die im 3D-Druck hergestellt wurden.

Warum ich das mache?
Weil die Gussform aus dem Druck verglichen mit einer Silikonform für Vakuumguss deutlich preiswerter ist, das Abgießen daheim im Bastelkeller geschehen kann und die Form auch bisher einen stabileren und langlebigeren Eindruck macht.

Was sind die Vorteile:
- Keinerlei Maschinerie notwendig, keine Stromkosten
- Vergleichsweise simple Technologie, mit etwas Übung für jedermann einsetzbar

Nachteile aus Sicht eines ( zukünftigen ) Serienproduzenten:
- 24h Aushärtungszeit des Epoxidharzes => Stückzahl eher gering

Für diejenigen, die sich daran versuchen möchten, hier noch einige praktische Tipps, die ich bisher sammeln konnte:
- Alles steht und fällt mit sorgfältigem Einsatz von Trennmittel. Hier würde ich getreu dem Motto verfahren: besser zu viel als zu wenig
- Epoxidharz mag sehr zähflüssig sein, aber es kriecht auch durch die dünnsten Spalten. Bei einer mehrteiligen Form, wie ich sie verwende müssen Dichtungsfugen konstruiert werden, die am besten vor jedem Abguss mit Vaseline gefüllt werden sollten. Damit wird die gesamte Form optimal abgedichtet
- Es können beim gießen Luftblasen zurückbleiben. Ich habe bisher dazu leider noch keine perfekte Lösung aber beim nächsten Versuch werde ich die Form während der ersten Zeit des Aushärtens auf eine Rüttelplatte stellen. Das sollte das Problem zumindest an senkrechten Flächen beheben.

Soviel erstmal zu meinen Erfahrungen. Ich habe aus meiner Form, die mich knapp 48€ gekostet hat bereits 3 Abgüsse hergestellt, die jeweils im direkten Druck knapp 9€ gekostet hätten. Bisher zeigt die Form keinerlei Verschleißerscheinungen, selbst bei feinen 0,25mm starken Konturen. Ich bin daher recht optimistisch, dass sich diese Technologie auch auf größere Teile anwenden lässt, also auf Wagen- und Lokgehäuse u.ä.

Anbei noch ein Bild einiger Teile meiner Form und des abgegossenen Bauteils ( ganz links ) Dabei handelt es sich um einen groben Entwurf eines Voith Gravita Führerstands

Anregungen, Tipps, Fragen gerne gesehen!

Euer experimetierfreudiger Bastler, Desirofreak

 

[Simon]

Interessant! Ein Ultraschallreinigungsgerät sollte als Rüttelplatte taugen. Müsste man probieren.

 

[mcpilot]

Rüttelt ein Ultraschallbad während es angeschaltet ist ?
Hier ist eine Vibrationskomponente vom Handy bzw. von Erwachsenenspielzeugs machbar, zu unserem Oktoberstammtisch vor ein paar Jahren hatte Christian82 das Erstellen einer Silikonform und anschließende Abgießen von ersten Teilen aus Resin vorgeführt und nebenbei die möglichen Rüttel(Vibrations)-geräte erwähnt. Da der Epoxidharz sehr zäh ist, werden die Luftbläschen nicht so schnell durch sanftes Rütteln entweichen können, denke da müsste man schon ein stärkeres Gerät verwenden.

 

[KraTT]

Also wenn ich das richtig verstehe geht es dir vordergründig um die Kosten pro Abdruck. Leider kann ich nicht mit Erfahrung glänzen aber es gibt doch schon Drucker auf Resin Basis. Und die Ergebnisse aus diesen Druckern können sich wirklich sehen lassen. Eventuell wäre dies auch ein Ansatz. So empfinde ich das alles etwas doppel gemoppelt. Aber trotzdem interessant.

 

[Bigfoot]

Warum nicht ein Urmodell bauen oder drucken und anschließend eine Silikonform davon herstellen?
Ist sicher preiswerter als eine gedruckte Form. Es sei den man plant eine größere Menge Gußteile und die Form ist für reichlich mehr als 20 Abgüsse brauchbar, dann könnte es wieder interessant werden. Wie funktioniert das ausformen bei der gedruckten Form? Biegsam bzw. flexibel wird sie ja nicht sein.

 

[Simon]

Rüttelt ein Ultraschallbad während es angeschaltet ist ?

Naja es vibriert zumindest ordentlich und das Wasser ist in Bewegung.

 

[Desirofreak]

Ich hatte vor vielen Monden schonmal mit Silikonformen experimentiert und fand sie eher unpraktisch. Aber das kann auch an damals mangelnder Erfahrung gelegen haben. Nächster Punkt wäre, Silikonformen brauchen immer eine Art Rahmen den man noch drumherumbauen muss. Das Silikon ist einfach zu weich, um dauerthaft stabil zu sein.
Der Hauptgrund warum ich die 3D Druck Formen favorisiere ist die Möglichkeit modulare Formen zu bauen. Man steckt sie so zusammen wie man sie braucht, Harz rein und fertig. Da können winzig kleine Formänderungen relativ simpel nachgebaut werden.
Als Beispiel die amerikanische GP-Serie... Eine Lokserie, hunderte Varianten. Mit Silikonformen muss jede Gehäuseform im ganzen hergestellt werden. Ich muss dagegen nur kleine Formteile austauschbar gestalten und anders zusammenstecken und schon kann ich eine komplett andere Lok mit 75% gemeinsamen Teilen herstellen. Bei den Doppelstockwagen kann ich beide Türvarianten (Hoch-/Tiefeinsteieg) einfach mit einer gemeinsamen Seitenform mit einsteckbaren Modulen herstellen. Wenn man sie sauber konstruiert und verbaut sind die Trennkanten kaum wahrnehmbar und lassen sich leicht wegpolieren. Außerdem hoffe ich, dass die 3D Druckformen langlebiger sind. Das muss ich allerdings in nächster Zeit erstmal mit einer Musterserie testen.

 

[IoreDM3]

Als Rahmen für Silikonformen hab ich Lego-Bausteine genommen.
Läßt sich schnell erstellen, schnell entfernen, ist stabil und leicht wiederholbar.
Dann kann man die Silikonmischung für die Form auch elastischer anmischen.
Den Halt bekommt die Form dank Lego.

IoreDM3

 

[Bahn120]

Naja Gußformen aus dem 3d Drucker werde auch im Kunststofspritzguß verwendet, wenn es um kleinere Auflagen geht. Interessant wäre wie sie sich mit Resin verhalten. Um einen Vakuumkasten wird man für vernünftige Resultate nicht herumkommen.
Aufjedenfall für Kleinserienmodelle bei denen sich beim Vorbild im Laufe des Einsatzes etwas geändert hat.

mfg Bahn120

 

[Stardampf]

Ein interessanter Ansatz.
Wie kommt die unelastische Form mit dem Schrumpfen des Resins klar?
Hast Du Aushebeschrägen vorsehen müssen?

 

[Desirofreak]

Für die Form ist das schrumpfen kein Problem, nur muss ich irgendwie sicherstellen dass auch überall genug Harz übrig bleibt. Vielleicht muss ich es unter leichtem Druck aushärten lassen.
Formschrägen habe ich bei der Form nicht gebraucht, weil sie aus mehreren Teilen besteht. Einzig der Kern hätte vielleicht eine gebraucht aber bisher ließ er sich problemlos herausziehen

 

[E-Fan]

Bei gutem Resinharz sollte die Schrumpfung (fast) keine Rolle spielen und dünnflüssiges - vergleichsweise wie Olivenöl - gibt es auch. Schau Dich mal bei Breddermann um. Die haben auch Harze, die nach 1 bis 3h entformt werden können.
Gedrucktes als Formnegativ zu verwenden ist wie Perlen vor die Säue. Denke, dass Dir da "lediglich" Erfahrung fehlt und Silikonkautschukformen die preiswertere wie auch haltbarere Variante sind. Rahmen kannst Du Dir aus einer Platte und vier Winkelstücken bauen, die einfach draufgelegt werden wobei die Legovariante ebenso einfach zu realisieren ist.

 

[Desirofreak]

Wie gesagt der größte Vorteil den ich bei Druckformen sehe ist die Modularität. Wenn ich eine Form für meinen Wittenberger Kopf baue kann ich die Form für das Gehäuse einfach ohne die Türen entwerfen und baue dann verschiedene Einsätze für die Türen. (Standard oder Schwenktüren)

Ein anderer Vorteil ist dabei auch, dass ich falls doch mal was schiefgeht nicht gleich die ganze Form ersetzen muss sondern nur ein einzelnes Teil.

Aber danke für den Tip mit Breddermann. Da werden ich mich mal beraten lassen. Ein wirklich gutes glasklares Harz wäre auch nochmal eine Maßnahme. Wobei das was ich schonmal getestet habe auch nicht schlecht war.

 

[E-Fan]

Die Idee mit der Modularität ist gut. Könnte mir allerdings vorstellen, dass es schwierig wird diese Prozesssicher zu gestalten. Sofern Du ein Neuteil brauchst, könnten Dir die Genauigkeiten der Drucker/Druckergebnisse mit bis zu 2/10 schon einen Strich durch die Rechnung machen.

Lufteinschlüsse auf der Oberfläche lassen sich auch durch vorheriges Einstreichen der Formflächen mit einem Pinsel verhindern - entsprechende Topfzeit des Resins vorausgesetzt.