Übersicht

Die Produktion von Werkzeugen direkt aus CAD-Modellen gilt als wichtige
Methode für die Kostenreduzierung und Verkürzung von Markteinführungszeiten neuer Produkte. Obwohl dies ein relativ neuer Trend in der Fertigung ist, hat er bereits drastische Auswirkungen auf die technische Umgebung.

Rapid Tooling (RT) beschreibt normalerweise den Vorgang, bei dem ein Rapid Prototyping (RP)-Modell als Muster verwendet wird für ein schnelles Erstellen einer Form, oder bei dem der Rapid Prototyping-Prozess selbst für die Fertigung einer begrenzten Anzahl an Werkzeug prototypen verwendet wird. Im Allgemeinen unterscheidet sich RT von der herkömmlichen Werkzeugbereitstellung darin, dass:
a) Die Zeiten für eine Werkzeugbereitstellung deutlich kürzer sind.
b) Die Werkzeugkosten geringer sind.

Dieser Anwendungshinweis beschreibt die Vorteile der PolyJet-Technologie für eine zusätzliche Steigerung der Geschwindigkeit der Werkzeugentwicklung. Anhand eines Beispiels wird detailliert beschrieben, wie eine bunte Silkontastatur in kurzer Zeit hergestellt werden kann, nachdem das Design der Form fertig gestellt wurde.

Technologische Vorteile
Der Prozess für die Fertigung von Spritzgussformen durch substraktive CNC oder Spark-Erosions methoden ist kostspielig und zeitaufwändig. Und um es bei zunehmender Produktkomplexität und Verkürzung von Produktzyklen noch schwieriger zu machen, gibt es immer weniger Fachkräfte zum Ausführen dieser Arbeiten. Das bedeutet, dass der wachsende Bedarf an präziseren Werkzeugen von immer weniger Werkzeugfabrikanten bedient werden muss. Demzufolge kann ein Prozess, der diese Einschränkungen durch
Einsparungen in Zeit und Arbeitskraft bewältigt, deutliche Vorteile bieten.

Die folgenden Vorteile sorgen dafür, dass sich die PolyJet™-Technologie von Objet in höchstem Maß für die Produktion von RTV-Formen eignet:
Hohe Qualität: Marktführende Auflösung von 16μ stellt glatte, hoch detaillierte Teile und Formen sicher.
Äußerst präzise: Präzise Jetting- und Build Material-Eigenschaften ermöglichen feine Details und dünne Wände (600μ oder weniger, je nach Geometrie und Materialien).
Schnell: Hochgeschwindigkeits-Raster bei voller Breite, gleichzeitiger Aufbau
mehrerer Elemente und kein Nachhärten machen den PolyJet-Vorgang
unschlagbar schnell.

Der Rapid Tooling-Prozess
Um zu demonstrieren, wie die PolyJet-Technologie mühelos bei dem
RT Tooling-Prozesse angewendet werden kann, finden Sie unten eine detaillierte Erläuterung darüber, wie eine bunte Silikontastatur im Handumdrehen erzeugt werden kann. Das Beispiel setzt an, nachdem das Design der Form fertig gestellt wurde.

Die RTV-Form
Diese RTV-Form wurde mit einer 3D-CAD-Software entwickelt und ist mit feinen Details ausgestattet.

Vorbereiten der Form für RTV
1. Nach dem Druck wird Lack auf die RTV-Form aufgetragen und erst dann
fortgefahren, wenn dieser getrocknet ist. Falls ein Trennmaterial verwendet werden muss, tragen Sie dieses anstelle des Lacks auf den Innen
bereich der Form auf.
2. Entfernen Sie Schmutz oder überschüssige Partikel von der Form.
Löcher innerhalb der RTV-Form lassen sich am einfachsten mit Luftdruck reinigen.
3. Platzieren Sie die RTV-Form auf einer flachen Fläche mit der Innenseite nach oben.

Vorbereiten des Spritzgussmaterials:
Bei diesem Beispiel ist die Form für die Tastatur eines Mobiltelefons. Die Tastatur hat in der Mitte eine rote Funktionstaste; die übrigen Tasten sind durchsichtig. Das Spritzgussmaterial ist RTV-Silikon (GT-Produkte, GT-7040 Translucent 40 Shore A (HS) gemischt mit einem Gummihärter CA7040). Zum Erstellen der roten Taste der Tastatur mischen Sie das Silikon mit Pigmenten. Buntes Silikon lässt sich recht einfach herstellen.
Stellen Sie ein Gefäß zum Mischen (eine Papptaste reicht aus) auf eine Skala. Nehmen Sie X Gramm GT-7040 Translucent 40 Shore A (HS) mit X/10g Gummihärter CA7040 und 1-2%*X Gramm Pigment. Verrühren Sie die Ingredienzien mit einem Holzstock, bis eine homogene Paste entsteht.

Spritzen Sie das Silikon in die Form.
Füllen Sie eine übliche Plastikspritze mit dem Silikon (Sie werden Sie diesen
Vorgang für jede Farbe wiederholen müssen). Hier applizieren wir die rote Farbe zuerst. Mit dem Holzstock, den Sie zum Verrühren verwendet haben, können Sie das Silikon in die Spritze füllen.
Füllen Sie die Löcher der Form, indem Sie das entsprechend farbige Silikon einspritzen. In diesem Beispiel ist die Rückseite der Tastatur durchsichtig. Daher spritzen wir zuerst das rote Silikon und lassen etwas Luft, um später das durchsichtige Silikon zu spritzen.
Füllen Sie beide Seiten der Form, bis sie leicht überlaufen. Nachem die Form geschlossen ist, fließt das Eingangsmaterial in die Eingangskanäle.

Entfernen von Luftblasen aus dem Silikon
Um Luftblasen aus dem Silikon zu entfernen, stellen Sie die Form für zehn Minuten auf eine Ablage innerhalb einer Vakuumkammer von 2atm. Alle Luftblasen sollten nach zehn Minuten verschwunden sein. Sollten jedoch noch Luftblasen vorhanden sein, stellen Sie die Form in eine regulierbare Vakuumkammer. Erhöhen Sie in der regulierbaren Vakuumkammer
vorsichtig das Vakuum, bis alle Luftblasen aus dem Silikon abgesaugt wurden.

Abschlussverfahren
Schließen Sie die RTV-Form fest, indem Sie sie in einen Schraubstock stellen, damit sie gerade steht. Auf diese Weise werden das überschüssige Silikon sowie verbleibende Luftblasen entfernt. Um das Silikon zu trocknen, stellen Sie die Form entweder für drei Stunden in einen Druckofen von 2 Bar und 70°C, oder lassen Sie die Form bei Zimmertemperatur für 24 Stunden geschlossen stehen (siehe Abbildung 5).
Wenn Sie die Form aus dem Ofen nehmen, überprüfen Sie, ob die überstehenden Silikon reste um die Formränder trocken und hart sind. Öffnen Sie die Form vorsichtig, und trennen Sie das Silikonteil. Hierfür heben Sie einfach eine kleine Stelle des Silikonteils an und fügen Luftdruck zwischen das Teil und die Form – das Teil trennt sich problemlos.
Jetzt ist die bunte Handytastatur einsatzbereit.

Haftungsausschluss
Objet Geometries Ltd. übernimmt keine Haftung für den Missbrauch unserer Produkte oder deren Verwendung in Verbindung mit unsicherem oder unsachgemäß gewartetem Equipment oder für eine Verwendung, die nicht Gegenstand dieses Anwendungshinweises ist.