Chinesisches Unternehmen für 3D-Druck und Vakuumguss

Chinesisches Unternehmen für 3D-Druck und Vakuumguss

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fertiges Vakuumgussmodell

Endmontage

fertiger Vakuumguss

Vorteile des chinesischen Vakuumgießens und seine Auswirkungen auf den Prozess

It isn't like other primary molding processes you've heard about. In fact, vacuum casting is the third most cost-effective way to manufacture complex designs. It's an alternative that many companies are turning to, especially in these tough economic times. If you're looking to cast thinner plastics or even metals, or if your budget is getting a little tight and you want to save a few bucks, vacuum casting may be right for you.

Kleinserienfertigung

It can be used when low volumes or high tolerances are needed ,while other way needs high cost. In addition to prototypes and custom products, it is commonly used when large quantities of parts aren't necessary. Hence, it is ideal for making prototypes and jewelry in small batches to test the market before mass production begins. Learn more about Kleinserien-Spritzgießen.

Schnelle Herstellung und Lieferung

Trotz der Tatsache, dass das Vakuumgießen eine schnelle Herstellung und Lieferung von Produkten ermöglicht, wird es von der Industrie in der ganzen Welt bevorzugt. Sie erhalten das Produkt rechtzeitig für Ihre Kunden, die es dringend benötigen, und da keine Formen hergestellt werden müssen, spart dies auch Zeit, bis ein neu entwickelter Artikel auf den Markt kommt.

Im Gegensatz zu anderen Metallgießverfahren werden beim Vakuumgießen die Teile viel schneller hergestellt. Die Zeit, die für jeden Guss benötigt wird, hängt von der Komplexität ab, liegt aber in der Regel zwischen ein paar Tagen und einer Woche.

Eine billigere Alternative zum Spritzgießen

Dieses Material hat keine besonderen Anforderungen im Vergleich zu Stahl oder Aluminium, diese 2 Materialien müssen bearbeitet werden, so dass ihre Zeit länger ist.

It's used to create prototypes, molds, as well as molds for casting in epoxy, plaster, and concrete because silicone is less expensive than other materials. It reduces the overall cost of production,normally 30% . For a deeper look at Spritzgießkosten, see our comprehensive guide.

Mit dem Programm lassen sich auch große und komplexe Prototypen leicht erstellen.

Kein Bedarf an produktionsgerechten Werkzeugen

Im Vergleich zu anderen Gießverfahren sind für das Vakuumgießen keine Werkzeuge erforderlich, was bedeutet, dass es eine gute Option für Unternehmen ist, die nicht in teure Formen und Werkzeuge investieren möchten.

Vakuumgießformen sind einfacher als Kunststoffspritzgießformen aus Stahl oder Druckgießformen. Daher eignen sie sich besser für das Prototyping, da sie schnell und kostengünstig hergestellt werden können.

Bessere Produktqualität

Beim Vakuumgießen ist die Produktqualität aufgrund geringerer Porosität, besserer Oberflächengüte und höherer Maßgenauigkeit besser. Außerdem werden Schrumpfung und Verformung beim Aushärten minimiert.

This makes vacuum casting ideal for industries requiring high-quality components, such as medizinische Geräte and aerospace. A vacuum casting process produces parts with fewer defects and cleaner parting lines than other types of casting processes.

Vakuumgießverfahren:

Um die Qualität und die Geschwindigkeit, mit der ein Produkt geformt wird, zu kontrollieren und die Arbeitskosten zu senken, verwenden die Hersteller Vakuumgießverfahren mit Formen oder Gesenken.

Schritt eins: Festlegung des Musters

Ihre erste Aufgabe bei der Entwicklung von Gussteilen muss die Erstellung eines Modells sein, das als Referenz für die Form und die Gestalt der endgültigen Gussteile dient. CNC-Bearbeitung oder 3D-Druckverfahren können als Prototyping-Lösungen eingesetzt werden; jedes Merkmal des Produktdesigns, wie Abmessungen, Formen und Oberflächeneigenschaften, muss in diesem Modell genau dargestellt werden.

Material selection for models typically includes metals, plastics, wood, wax and epoxy resins. Selection depends upon requirements for machinability, heat resilience and dimensional stability - such as Aluminum's excellent surface quality which lends itself to easy machining; on the other hand ABS plastic offers more affordable material changes as needed.

Achten Sie darauf, dass bei der Erstellung des Modells für Gussteile alles getan wird, wobei eine Genauigkeit von +-0,005 Zoll für genaue Ergebnisse erforderlich ist. Dadurch wird sichergestellt, dass die Gussteile genau den Konstruktionsvorgaben entsprechen. Text, Logos oder Verrundungen können ebenfalls in dieses Modelldesign eingefügt werden, um die Attraktivität zu erhöhen.

Ein fehlerfreier Modellbau ist von entscheidender Bedeutung, um zu verhindern, dass sich Unvollkommenheiten in die endgültigen Produktionselemente einschleichen, wie z. B. unregelmäßige Oberflächen, Verformungen, Luftblasen oder Auswerferstiftabdrücke. Daher muss sowohl die Konstruktion als auch die Herstellung dieser Modelle von einer fachkundigen Planung begleitet werden.

Schritt zwei von drei: Herstellung einer Silikonform

Nach der Erstellung eines präzisen Urmodells sollte der nächste Schritt bei der Entwicklung der Form die Herstellung der Silikongummiform sein. Sobald sie in einem Formrahmen aufgehängt ist, wird flüssiges Silikon um sie herum gegossen und fließt frei entlang jeder Kontur, bevor es durch einen Katalysator zu einer extrem flexiblen Gummiform ausgehärtet wird.

Silikon eignet sich ideal für die Nachbildung komplizierter Details und komplexer Geometrien mit einer Genauigkeit von 0,005 Zoll oder weniger und bietet eine einfache Entformung der Teile nach dem Aushärten sowie eine lange Lebensdauer der Form über viele Gießzyklen hinweg. Formenbauer verlassen sich auf Hochleistungssilikone mit hervorragender Chemikalien- und Wärmebeständigkeit als ideale Materialwahl, die es Formenbauern ermöglichen, komplexe Formenkonstruktionen zuverlässiger als mit jedem anderen Medium abzubilden.

Für das Vakuumgießen werden hauptsächlich zwei Formen verwendet:

• Einteilige Form - An individual piece mold with one cavity and pouring cup that's suitable for simple part geometries such as symmetricals.
• Mehrteilige Form - Comprising multiple pieces that enable flexible demolding after curing has taken place; these moulds must be assembled after being cured before use.

Vor dem Ausgießen des Silikons muss zunächst ein Trennmittel auf das Urmodell aufgetragen werden, um ein Verkleben zu verhindern und eine saubere Entformung zu ermöglichen. Entlüftungsöffnungen und Auswerferstifte können ebenfalls in die Formgestaltung einbezogen werden, während die Gießformen so konstruiert sein müssen, dass der turbulente Harzfluss minimiert wird.

Die Herstellung einer hervorragenden Silikonform erfordert beträchtliche Kenntnisse im Vakuumgießverfahren. Die Konstruktion der Form wirkt sich direkt auf die Genauigkeit, die Qualität der Oberflächenbeschaffenheit und die Konsistenz der Endprodukte aus.

Schritt drei des Gussverfahrens: Vorbereitung auf das Gießen

Bevor mit der Produktion begonnen werden kann, muss die fertige Silikonform zunächst in einer Vakuumgießmaschinenkammer montiert und versiegelt werden. Anschließend werden die flüssigen Polyurethanharzkomponenten gemäß den Spezifikationen gemischt, bevor die Bediener das richtige Mischungsverhältnis überwachen, das sich auf die Aushärtungszeit und die Materialeigenschaften auswirkt.

Die Entgasung des Harzbehälters muss dann unter Vakuum erfolgen, um Luftblasen zu beseitigen, die sich in den Gussteilen festsetzen und sich negativ auf die mechanische Leistung und das Aussehen auswirken könnten. Die Entgasung kann je nach Viskosität zwischen 5-20 Minuten dauern.

Schritt Vier : Vakuumguss-Zyklus

Sobald die Form und das Harz zusammengesetzt sind, wird die Kammer verschlossen und der automatische Guss beginnt. Die wichtigsten Schritte sind:

Das Vorheizen der Form auf 150-182 Grad Celsius beschleunigt die Aushärtung. Nach dem Erhitzen sollte das Harz direkt in die Formhohlräume und Überlaufgefäße gegossen werden, um alle feinen Details vor dem Aushärten schnell zu füllen.
Ein Vakuumdruck von 29 Zoll Quecksilber sollte 60 bis 90 Sekunden lang angelegt werden, um Luftblasen im Harz zu vertreiben und einen hohlraumfreien Guss zu gewährleisten. Nach Aufhebung des Vakuumdrucks verfestigt sich das Teil in der Form, während das Harz aushärtet; die Aushärtungszeiten liegen normalerweise zwischen zwei und zehn Minuten.
After adequate curing, the part is demolded and finished. For outstanding surface quality and mechanical properties, controlled vacuum pressure must be used to pull liquid resin evenly throughout all crevices of silicone molds - this guarantees exceptional surface quality, accuracy and mechanical properties. Heated tooling speeds resin curing speeding productivity even further.

Das Vakuumgießen bringt viele einzigartige Herausforderungen und Einschränkungen mit sich, die berücksichtigt werden müssen, einschließlich Materialbeschränkungen und betrieblicher Schwierigkeiten. Im Folgenden werden diese Überlegungen im Rahmen von "Vakuumgießen 101" untersucht.

Obwohl das Vakuumgießen mehrere Vorteile bietet, gibt es bestimmte Hürden und Beschränkungen, die bei der Umsetzung zu beachten sind, bevor man sich für diesen Weg entscheidet:

Beschränkungen der Teilegröße

Vacuum chamber dimensions dictate the maximum part size. Commercial machines usually accept parts up to around 60"x20"x20", though custom systems can handle much larger dimensions. Also, larger parts require higher capacity vacuum pumps in order to achieve desired pressures.

Dauerhaftigkeit der Form

Obwohl Silikonformen in der Regel Hunderte von Zyklen überdauern, ohne zu verschleißen und ersetzt werden zu müssen, verschlechtern sich ihre empfindlichen Details mit der Zeit, so dass sie aufgerüstet oder ganz ersetzt werden müssen. Die Verwendung von leistungsfähigeren Silikonen kann die Langlebigkeit verlängern, ist aber mit zusätzlichen Kosten verbunden.

Vakuumgussteile erfordern zusätzliche Nachbearbeitungsarbeiten wie Schleifen, Bohren, Gewindeschneiden oder Kleben. Außerdem können Formtrennmittel erforderlich sein, wenn es sich um minimale Entformungswinkel an vertikalen Flächen handelt. Obwohl Sekundäroperationen ein integraler Bestandteil von Gießverfahren im Allgemeinen sind, erfordert das Vakuumgießen oft einen zusätzlichen Zeit- und Kostenaufwand im Vergleich zu Nettoformverfahren.

Vacuum Casting of polyurethanes offers unique properties compared to other processes; however, their range is more restricted compared to others. High temperature engineering thermoplastics like PEEK cannot be vacuum cast due to this process's limited material selection; similarly highly filled or specialty materials requiring high shear/pressure may not be suitable either.

Prozess-Know-how
There's an art to creating precision master patterns, high fidelity silicone molds, degassing resins properly, and dialing in process parameters correctly when initiating vacuum casting operations. A trial-and-error period often occurs at first - significant process expertise should generally be fostered in-house before beginning vacuum casting operations.

Engineers need to keep these limitations in mind in order to choose an optimum manufacturing technology, like vacuum casting. While no manufacturing method can meet every application perfectly, keeping these restrictions in mind helps engineers select appropriate technologies - in many instances vacuum casting remains highly competitive and effective precision manufacturing method for certain purposes.

Vergleich zwischen Gussverfahren

Um sich ein umfassendes Bild zu machen, kann es hilfreich sein, das Vakuumgießen mit gängigen alternativen Gießverfahren zu vergleichen:

Druckguss eignet sich gut für die Herstellung komplexer Metallteile in sehr hohen Stückzahlen in kurzen Zykluszeiten mit hervorragender Maßhaltigkeit und schnellen Zyklen, doch die Werkzeugkosten für Stahlformen können unerschwinglich hoch sein; alternativ kann Vakuumguss ein größeres Potenzial für die Herstellung von Prototypen, Vorserien oder Kleinserien bieten.

Sandgießen bietet eine wirtschaftliche Werkzeugoption für das Gießen von Metallen und Legierungen; ihre Genauigkeit und Oberflächengüte sind jedoch nicht mit der von Vakuumgusskunststoffen und Urethanen vergleichbar. Sandformen halten in der Regel auch nicht so lange wie ihre wiederverwendbaren Gegenstücke aus Silikon.

Spritzgießen
Injection molding offers exceptional efficiency and precision when manufacturing polymer part runs at large scale, yet steel tooling requirements can be expensive and lead times long. Vacuum casting provides an alternative method when dealing with low volumes where injection molding simply cannot justify itself due to steel tooling costs and long lead times. Read our ultimate guide to injection molding for a full comparison.

Harzinjektionsverfahren (RTM) Technologie wurde während des Ersten Weltkriegs erfunden und verfeinert, um langlebige Teile zu erschwinglichen Kosten herzustellen.

RTM verwendet geschlossene Formen, die dem Vakuumguss ähneln, injiziert aber Harz unter Druck ohne Vakuum. RTM hat sich als Methode zur Herstellung von Hochleistungsverbundwerkstoffen weithin durchgesetzt, bietet jedoch nicht die Präzision und Oberflächengüte von Vakuumgusskunststoffen. Außerdem werden für RTM teurere Metall- oder Verbundwerkstoffformen anstelle von Silikonformen für Spritzgießanwendungen verwendet.

Rotationsgießen
Beim Rotationsgießen werden pulverförmige Polymere gegen heiße Formoberflächen erhitzt, bevor sie durch Rotation miteinander verschmolzen werden. Dieses Verfahren ermöglicht sehr große Hohlkörpergeometrien, die mit dem Vakuumgießen nicht erreicht werden können. Es ist jedoch nicht sehr präzise und sollte nur in Betracht gezogen werden, wenn es um die Herstellung komplexer massiver Teile geht, für die normalerweise das Vakuumgießen erforderlich wäre.

3D-Druck mes 3D printing offers unparalleled geometric freedom and part complexity through an additive process with no tooling requirements, but its surface finish, precision, and end use material properties typically fall below those offered by vacuum cast parts - therefore 3D printing and vacuum casting should be seen as complementary rapid prototyping technologies. See also: 3D Printing vs CNC vs Vacuum Casting.

Schleudergießen involves dispensing liquid metal evenly into an ever-spinning permanent mold using centrifugal force, with casting weights reaching 10,000 lbs - surpassing even vacuum casting's capabilities! However, for high precision plastic parts vacuum casting offers superior accuracy, detail, and surface finish over centrifugal methods.

Overall, vacuum casting offers an optimal combination of initial tooling costs, material selection options, part sizes available to be produced in production runs of various lengths, precision production runs sizes and surface quality - making it an attractive and cost-effective alternative for applications aligning with its capabilities.