Das neue Clear Cast Resin von Formlabs für hochpräzisen, arbeitsarmen industriellen Feinguss

Formlabs Clear Cast Resin

Wir freuen uns das neue, speziell für den industriellen Feingussguss entwickelte, Formlabs Material „Clear Cast Resin“ ankündigen zu können. Der 3D-Druck-Workflow aus Clear Cast Resin und Formlabs Stereolithographie (SLA) ermöglicht die direkte Produktion von Gussmodellen im eigenen Haus. Dadurch senkt man die Kosten, verkürzt die Durchlaufzeiten. Zudem verbessert sich die Flexibilität bei Iteration und Produktion.

Modelle aus Clear Cast Resin bieten Feingiessereien einen sauberen Ausbrand mit geringem Aschegehalt und ohne Metallspuren. Hinzu kommen eine erstklassige Wärmeausdehnung und eine maximale Abweichung von 0,25 mm im Vergleich zum Design. Ausserdem können die Giessereien das Material sofort in ihren Arbeitsablauf integrieren; sie müssen weder ihre Einbettmasse noch ihr Ausbrennverfahren ändern.

Formlabs Clear Cast Resin Parts

3D-Druck für den industriellen Feinguss

Eine der wichtigsten Anwendungen von grossformatigen industriellen SLA-Druckern ist der direkte 3D-Druck von Feingussmodellen. Die Hersteller von 3D-Druckern führten in den 1990er und 2000er Jahren auch neue Technologien wie Material- und Binder-Jetting ein, die die Herstellung von Modellen aus PMMA und Wachs ermöglichten. Dies erlaubte es Modelle aus solchen Materialien während des Vorgiessens einfach auf herkömmliche Gussbäume aufzutragen.

Der Einsatz von 3D-gedruckten Modellen senkt die Gesamtkosten pro Teil, da die hohen Vorlaufkosten für die Werkzeugherstellung entfallen. Dadurch können sie auch kleine bis mittlere Produktionsserien herzustellen oder Teile mit komplexen Geometrien fertigen, deren Herstellung auf herkömmliche Weise unmöglich oder unerschwinglich wäre. Die Vorteile des 3D-Drucks für den industriellen Feinguss haben viele Giessereien sofort erkannt. Allerdings waren sie nicht in der Lage, einige der Technologien intern einzusetzen.

Die herkömmlichen Grossformatdrucker, die zur Herstellung von Feingussmodellen verwendet werden, sind zwar technisch beeindruckend, jedoch kosten sie in der Regel Hunderttausende von Franken. Darüber hinaus ist für ihren Betrieb und ihre Wartung in der Regel ein spezialisierter Techniker erforderlich. Aufgrund der Kosten und der Komplexität dieser Systeme ist diese Technologie für viele kleine und mittlere Giessereien unerschwinglich. Viele Betriebe lagern daher den 3D-Druck ihrer Modelle an Dienstleistungsunternehmen aus, wodurch die Kosten pro Modell steigen und die Vorlaufzeiten sich verlängern.

Formlabs-Materialien für den Feinguss

In der Herstellung von Fotopolymeren mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) und sauberem Ausbrand hat Formlabs bereits langjährige Erfahrung. Denn der Formlabs Materialhersteller Spectra produziert seit über zehn Jahren Harze für die Feingussindustrie.

Für die Schmuckindustrie bietet Formlabs seit Jahren verschiedene Materialien an. Dabei handelt es sich um wachsgefüllte Materialien, die für das Giessen in einer Muffel konzipiert sind. Dazu gehören Castable Wax Resin und Castable Wax 40 Resin, die im Vergleich zum traditionellen Wachsausschmelzen gute Ausbrennergebnisse und einen vereinfachten Arbeitsablauf bieten.

Allerdings sind diese Materialien für grössere Giessereikunden zu zerbrechlich. Für grössere, dickere und strukturell robustere Teile, die für die industrielle Metallverarbeitung erforderlich sind, benötigt man ein anderes Material. Die Lösung für diese Kunden bietet die Kombination aus der hervorragenden Genauigkeit, Auflösung und Zuverlässigkeit der Formlabs-SLA-3D-Drucker mit der technischen Leistungsfähigkeit des neuen Formlabs Clear Cast Resin.

Clear Cast Resin Parts

Das neue Formlabs Clear Cast Resin

Dank dem neuen Formlabs Clear Cast Resin können kleine und grosse Giessereien den 3D-Druck von Modellen preiswert und einfach im eigenen Betrieb umsetzen. Das Formlabs Clear Cast Resin wurde speziell für industrielle Giessereien entwickelt. Neben einem sauberen Ausbrand, einem extrem niedrigen Aschegehalt, einer ausgezeichneten Oberflächenbeschaffenheit, bietet es vor allem eine hohe Leistung mit einer Modellgenauigkeit von nur 0,25 mm.

Abgesehen von der technischen Leistung verschafft Formlabs mit dem Clear Cast Resin Giessereien den Zugang zum einfachsten und benutzerfreundlichsten Arbeitsablauf im 3D-Druck. Innerhalb weniger Minuten können Giessereien selbst ohne technische Schulung oder 3D-Druck-Erfahrung mit dem ersten Druck beginnen. Anschliessend können sie sich in Ruhe anspruchsvollen Aufgaben zuwenden. Nach einigen Stunden erhalten Sie dann ein fertiges, hochpräzises Modell. Durch den geringeren Arbeitsaufwand sinken die Gesamtkosten pro Teil, ein Preisvorteil, den Sie an Ihre Kunden weitergeben können.

Sehr günstige 3D-Drucker – in der Regel FDM-Drucker (Fused Deposition Modeling) – führen zu einer schlechten Oberflächenqualität der Teile. Die Folge sind ungenauere Formen und ein höherer Arbeitsaufwand bei der Vorbereitung und Nachbearbeitung. Wenn Giessereien Erfahrungen mit hohen Vorlaufkosten oder schlechter Qualität gemacht haben, können sie sich scheuen, einen neuen Drucker oder ein neues Material auszuprobieren. Der einfache Arbeitsablauf der Formlabs SLA-Drucker zusammen mit Clear Cast Resin vereint die Qualität traditioneller, grossformatiger SLA-3D-Drucker mit mit dem Preisniveau und der Intuitivität verfügbarer FDM-Drucker. Auf diese Weise können industrielle Giessereien die Technologie zu geringen Einstiegskosten ins Haus holen. Nach einer minimalen Schulung zur Datenaufbereitung können sie sofort mit der Produktion der Modelle beginnen.

3D-Drucker für Investment Casting

Der Einsatz von Clear Cast Resin

Gemeinsam mit seinen Kunden arbeitet Formlabs an der Entwicklung von Produkten, die zur Lösung von Problemen in den unterschiedlichsten Branchen beitragen. In Bezug auf den industriellen Feinguss bedeutete dies, ein Harz zu entwickeln, das sauber ausbrennt, enge Toleranzen einhält, einen geringen Aschegehalt und keine Spuren von Metallen aufweist. Gleichzeitig soll der 3D-Drucker enge Toleranzen einhalten, erschwinglich sein und einen zugänglichen Workflow bieten. Das neue Formlabs Clear Cast Resin, das auf dem Form 3+, Form 3L und Form 4 verarbeitet werden kann, erfüllt diese hohen Anforderungen in sämtlichen Belangen.

Im Laufe von mehr als einem Jahr hat Formlabs zusammen mit mehreren Betatestern einen Arbeitsablauf entwickelt, der von industriellen Feingiessereien ohne Pozessänderung sofort eingesetzt werden kann.

Wie ist der Arbeitsablauf bei Clear Cast Resin?

  1. Mit einer Software für Gitterstrukturen (lattice structures) wie Materialise Magics* können Sie Ihre Teile aushöhlen und mit einer Gitterstruktur im Inneren versehen. Dadurch wird ein saubereres und schnelleres Ausbrennen mit geringem Aschegehalt ermöglicht. Ausserdem werden die durch die Wärmeausdehnung entstehenden Kräfte minimiert, wodurch Rissbildung in der Einbettmasse verhindert wird.
  2. Laden Sie Ihr Bauteil mit Gitterstruktur in PreForm hoch. Wählen Sie dann Ihren Drucker und das Material Clear Cast Resin.
  3. Starten Sie den Druck des Bauteils und überlassen Sie den Rest der Maschine.
  4. Nach dem Druck entnehmen Sie das Bauteil aus dem Drucker und waschen es mit Formlabs Resin Washing Solution, Isopropylalkohol (IPA) oder TPM im Form Wash für kleinere Teile und Form Wash L für grössere Teile.
    1. Stellen Sie sicher, dass keine Flüssigkeit im Inneren des Teils verbleibt und blasen Sie Harz und Lösungsmittel mit Druckluft aus dem Inneren der Gitterstruktur.
    2. Möglicherweise müssen Sie die Teile zweimal waschen, wobei das Material dazwischen und danach aus dem Inneren ausgeblasen werden muss.
  5. Danach lassen Sie die Teile mindestens 30 Minuten lang trocknen. Dafür können Sie auch den Form Cure L mit einer Vorwärmzeit von 30 Minuten bei 35 °C verwenden.
  6. Das Nachhärten der Teile erfolgt im Form Cure oder Form Cure L bei 35 °C für 15 Minuten.
  7. Zur Vorbereitung der Einbettmasse befestigen Sie die Teile am Gussbaum.
  8. Das Einbetten in die Masse erfolgt durch das Eintauchen der Teile in Einbettmasse gemäss den üblichen Arbeitsabläufen.
  9. Das Ausbrennen der Teile dauert zwei Stunden lang bei 700-900 °C.
  10. Für den Guss können Sie ihrem herkömmlichen Arbeitsablauf folgen.

*Formlabs-Kunden haben Anspruch auf einen Rabatt von 35 % auf Materialise Magics. Fordern Sie jetzt eine Testversion von Materialise Magics an, um den Rabatt zu erhalten.

3d printed Investment-Casting Part

Starten Sie mit dem 3D-Druck von Feingussmodellen

Nutzen Sie die SLA-3D-Drucker der Form-Serie mit Clear Cast Resin und profitieren Sie von einem Arbeitsablauf nach dem Prinzip „Einstellen und Vergessen“, sowie von branchenführender Genauigkeit und sauberem Ausbrennen. Dadurch reduzieren Sie den Arbeitsaufwand in der Druckvorstufe und verringern das Schleifen oder die manuelle Bearbeitung von Teilen im Nachhinein. So senken diese 3D-gedruckten Modelle Ihre Gesamtkosten pro Teil. Darüber hinaus bieten sie neue Möglichkeiten der Produktgestaltung, ohne dass der Arbeitsablauf geändert werden muss.

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