Additiver Formenbau und ESD-Schutz

Gedruckte Werkzeugeinsätze aus dem Mold 400 VP von Cubic Ink für den Spritzguss tolerieren Einspritztemperaturen von bis zu 350 °C und Drücke von 400 bar (Spritzdruck) sowie 900 bar (Nachdruck). Dies erlaubt nicht nur das Verspritzen von klassischen Thermoplasten wie PE oder PP, sondern auch von PA6, auch mit Glasfaserfüllung, sowie PC.

In der Additiven Fertigung steht häufig die Herstellung des Endbauteils im Vordergrund. Nur selten wird bedacht, dass ein mehrstufiger Prozess zielführender sein könnte. So ist auch die additive Herstellung von Betriebsmitteln, wie Montagehilfen und Lehren sowie Formen für Vakuum- oder Spritzguss ein denkbarer Weg, die geometrische Freiheit generativer Verfahren zu nutzen. Bei Betriebsmitteln liegt die Anforderung meist darin, in der Fertigung auftretende Belastungen durch Schläge oder wiederkehrende Beanspruchung standzuhalten. Ein Material wie das Cubic Ink® High Performance 4-3800 VP kann hier gut eingesetzt werden. Dieses Material verfügt über sehr ausgewogene Materialeigenschaften hinsichtlich Zähigkeit und Schlagfestigkeit.

Liegt der Fokus jedoch auf Werkzeugen und Betriebsmitteln für die Elektronikindustrie, so stehen verwendete Materialien vor ganz anderen Herausforderungen. Dort ist ein wirksamer ESD-Schutz oder eine hohe thermische Beständigkeit, manchmal auch in Kombination gewünscht. Materialien, die elektrostatische Aufladungen und somit eine Beschädigung der elektronischen Komponenten vermeiden wie das Cubic Ink® High Performance 4-2800 VP ESD, können dabei hervorragende Dienste leisten. Dieses Material wird es demnächst auch als Version für Hochtemperaturanwendungen bis 280 °C geben. Damit sind temperaturbeständige Betriebsmittel, wie Halterungen für Lötanwendungen problemlos herstellbar.

Mit der Mold-Serie bietet Cubic Ink eine Materialklasse für One-Shot-Molds (OSM) an. Diese Formen können ein- oder mehrteilig gedruckt werden. Das Material beginnt sich nach Lagerung in Wasser aufzulösen, sodass fertige Objekte nach kurzem Abschälen einfach und unbeschadet entnommen werden können.

3D-gedruckte Werkzeugeinsätze

Ein weiteres, stark wachsendes Einsatzgebiet additiver Technologien ist die Herstellung von Formeinsätzen für Spritzgießanwendungen. Man hat erkannt, dass Werkzeugkosten ein immenser Preistreiber bei der Entwicklung von Spritzgießanwendungen sind. Durch die Nutzung des 3D-Drucks ist man in der Lage, in der Entwicklungsphase mit günstigen Werkzeugeinsätzen Vorserien im Originalwerkstoff herzustellen. Teilweise leisten diese Werkzeugeinsätze sogar genug, um für Muster-, Klein- und Vorserien verwendbar zu sein. Voraussetzung dafür sind jedoch Werkstoffe, die den Temperaturen und Drücken in der Spritzgießanwendung standhalten. Für diese Anwendungen hat Cubic Ink das Mold 400 VP entwickelt. Es toleriert Einspritztemperaturen von bis zu 350 °C und Drücke von 400 bar (Spritzdruck) sowie 900 bar (Nachdruck). Dies erlaubt nicht nur das Verspritzen von klassischen Thermoplasten wie PE oder PP, sondern auch von PA6, auch mit Glasfaserfüllung, sowie PC.

Derartige Anwendungen zeichnen sich dadurch aus, dass mit teilbaren Formen gearbeitet wird. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, Objekte mit Geometrien zu verwirklichen, die für die analoge Werkzeugherstellung eine große Herausforderung oder sogar unmöglich sind. Das konventionelle Castverfahren, ob Schwerkraft oder Vakuum, eignet sich für zahlreiche 2K Füllmaterialien wie Silikone, Epoxide oder Polyester und arbeitet in einem moderaten Druck- und Temperaturfenster. Für diese Materialklasse eignet sich das Cubic Ink Mold 2000 VP.

Hohe Wasseraffinität

„Mit der Mold-Serie bietet Cubic Ink eine Materialklasse für One-Shot-Molds (OSM) an, die auf gängigen Harzdrucksystemen wie DLP, LCD oder SLA druckbar ist und stetig weiterentwickelt wird. Diese Formen können ein- oder mehrteilig gedruckt werden. Highlight des Materials ist seine hohe Wasseraffinität, sodass sich die Form nach Lagerung in Wasser aufzulösen beginnt und fertige Objekte nach kurzem Abschälen einfach und unbeschadet entnommen werden können. Das ist vor allem dann spannend, wenn Bauteile oder Objekte erstellt werden, die aufgrund komplexer Hinterschnitte nicht als teilbare Form hergestellt werden können. Dafür gibt es bislang keine brauchbare Lösung. Damit statten wir die Industrie speziell für den Design- und Kleinserienbereich mit völlig neuen Möglichkeiten aus“, verrät André Salié, der bei Cubic Ink für das Business-Development verantwortlich ist.

Die neuen Materialien von Cubic Ink erweitern die Möglichkeiten in der industriellen Additiven Fertigung enorm. Angepasst auf die Bedürfnisse der Industrie schließen die Materialien die dringendsten Bedarfslücken im Übergang zwischen dem Prototyping und der Serienfertigung. Kostengünstige Spritzgießformen für die Bemusterung oder Kleinserie sind nicht länger Zukunftsmusik und auch auf Abgüsse komplexer Geometrien muss nicht mehr verzichtet werden.

Weitere Informationen unter Cubic Ink – ALTANA AG