Mikrofusion von 3D-gedruckten Teilen mit ausbrennbaren Harzen

Mikrofusion oder der verlorene Wachsprozess ist eine der am weitesten verbreiteten Herstellungsmethoden in der Schmuckindustrie und der älteste bekannte Gießprozess.

Das Gießen ermöglicht es, Metallnachbildungen mithilfe einer Form zu erhalten, die aus einem traditionell in Wachs modellierten Prototypen hergestellt wurde. In diesem Fall werden 3D-gedruckte Teile mit Verbrennungsresins verwendet, um die Wachsmodelle zu ersetzen.

Schmuck kann aus verschiedenen Metallen hergestellt werden, darunter Gold, Platin, Silber und Messing, mit dem Gießprozess. Unten sehen Sie den Mikrofusion-Prozess für Schmuck aus 3D-gedruckten Teilen mit Verbrennungsresins:

1- 3D-Druck des Teils

Basierend auf mit CAD-Software erstellten Designs, müssen die gewünschten Modelle 3D-gedruckt werden. Derzeit stehen eine große Anzahl von kalzinierbaren Resins von verschiedenen Herstellern zur Verfügung. Die Verwendung eines Materials oder eines anderen hängt vom verwendeten 3D-Drucker und den für die Teile erforderlichen Eigenschaften ab.

Bild 1: 3D-gedruckter Ring mit FormLabs-Verbrennungsresin. Quelle: FormLabs.

Einer der beliebtesten 3D-Drucker für den 3D-Druck im Schmuckbereich ist der Form3 des renommierten Herstellers FormLabs. Dieser 3D-Drucker erfordert kein fortgeschrittenes technisches Wissen und kann daher problemlos verwendet werden. Der Form3 3D-Drucker beschränkt seine Verwendung, indem er nur Materialien unterstützt, die vom Hersteller entwickelt wurden. Dies kann ein Vorteil sein, da keine Einrichtung erforderlich ist und die Konfigurationsparameter und änderbaren Werte auf ein Minimum reduziert sind, wobei nur der Materialtyp und einige grundlegende Parameter ausgewählt werden müssen. Dies reduziert den Fehlerbereich auf ein Minimum.

In der folgenden Tabelle sind einige der beliebtesten brennbaren Resins und ihre Kompatibilität mit 3D-Druckern aufgeführt:

Tabelle 1: Verbrennungsresins und Kompatibilität. Quelle: Filament2print.

Jedes Material hat unterschiedliche Eigenschaften und erfordert unterschiedliche Parameter. Sie haben jedoch alle eine gemeinsame Eigenschaft: Sie wurden entwickelt, um Wachsteile im Mikrofusionprozess zu ersetzen, mit einer Zusammensetzung, die Gussstücke ohne Rückstände ermöglicht, die das Endergebnis der Teile beeinträchtigen könnten.

Nachdem die Teile gedruckt wurden, müssen sie gehärtet werden, wenn das Material es erfordert. Dies hängt von der Zusammensetzung des Harzes ab, und es sollte immer den Ratschlägen des Herstellers gefolgt werden, um ein optimales Ergebnis zu erzielen.

2- Wachstree

Nachdem die Teile gehärtet wurden (in Fällen, in denen dieser Schritt erforderlich ist), kann die Entfernung des Trägers vorsichtig durchgeführt werden. Schleifpapier (400er Körnung oder höher) oder sogar ein Drehwerkzeug mit Polieraufsatz können verwendet werden, um die Träger vollständig zu entfernen und einen perfekten Abschluss zu erzielen.

Um den Wachstree zu erstellen, wird eine Wachsbasis genommen und an eine Gummihülle des Auslaufes angebracht. Kleine zylindrische Wachsstäbe werden mit einem Heizwerkzeug an der Wachsbasis verschweißt. Die 3D-gedruckten Teile werden am anderen Ende der Stäbe verschweißt.

Bild 2: Gusswachstree. Quelle: FormLabs.

Dieser Prozess ist ähnlich dem, der beim Mikrofusion durchgeführt wird, wenn traditionell geschnitzte Wachsteile gegossen werden.

3- Formvorbereitung

Der Wachstree mit den 3D-gedruckten Teilen in Verbrennungsresin soll in einen feuerfesten Stahlzylinder gelegt werden, der in die Gummizylinderabdeckung eingesetzt werden soll. Falls der feuerfeste Stahlzylinder Löcher hat, sollten diese durch Umwickeln des Zylinders mit Klebeband abgedeckt werden.

Bild 3: Feuerfester Stahlzylinder. Quelle: Formlabs.

Der Guss muss dann langsam gegossen werden, immer von der Seite des Zylinders aus, um den Baum mit den Teilen 3D-gedruckt mit kalzinierbarem Resin nicht zu beschädigen.

Bild 4: Gießen des Gusses in einen feuerfesten Stahlzylinder. Quelle: Formlabs.

Beim Gießen des Gusses können kleine Lufteinschlüsse zurückbleiben, die die Qualität der Endteile beeinträchtigen können. Aus diesem Grund ist es sehr wichtig, den Entgasungsprozess in einer Vakuumkammer durchzuführen.

4- Ausbrennen

Der Zylinder wird gemäß den vom Hersteller empfohlenen Zeit- und Temperaturanweisungen in den Ofen gestellt. Während dieser Zeit wird das Wachs ohne Rückstände ausbrennen und die Form bereit machen.

Bild 5: Ausbrennprozess. Quelle: Formlabs.

Das gewünschte Metall muss dann in die Form gegossen werden, um die Endteile herzustellen.

5- Waschen und Polieren

Nach dem Gießen wird die Form vorsichtig aus dem Ofen genommen und unter Verwendung von Zangen in Wasser eingetaucht. Während dieses Prozesses wird der Guss schmelzen und die Metallteile sichtbar machen. Nach dem Waschen werden die Metallteile vom Baum getrennt, poliert und poliert, bis der gewünschte Finish erreicht ist.

Bild 6: Waschprozess. Quelle: Formlabs.

Nach dem Waschen werden die Metallteile vom Baum getrennt, poliert und poliert, bis der gewünschte Finish erreicht ist.

Bild 7: 3D-gedruckter Ring mit Verbrennungsresin und Silberring nach dem Mikrofusionprozess. Quelle: Formlabs.

Die Verwendung von gießbaren Resins im Schmucksektor bietet zahlreiche Vorteile. Unter anderem ermöglicht es Ihnen, so viele Modelle wie gewünscht schnell und mit äußerster Präzision zu 3D-drucken. Dies führt zu einer erheblichen Reduzierung der Kosten und Produktionszeiten.