Formlabs Silicon 40A macht den 3D-Druck von echtem Silikon erschwinglich

Wir freuen uns darauf Ihnen das Formlabs Silicone 40A Resin vorzustellen. Dies ist das erste erschwingliche 3D-Druckmaterial aus reinem Silikon. Der 3D-Druck von 100% Silikon im SLA-3D-Druckverfahren wird durch die von Formlabs zum Patent angemeldete „Pure Silicone Technology™“ ermöglicht. Damit kombiniert das Formlabs Silicone 40A Resin die hervorragenden Materialeigenschaften von gegossenem Silikon mit den Vorteilen des 3D-Drucks.

Es gibt zwar Möglichkeiten für den 3D-Druck von Elastomeren, jedoch ist es nur mit wenigen Lösungen auf dem Markt möglich reinem Silikon mit ausgereiften Eigenschaften herzustellen. Der Grund dafür sind hohe Kosten und technische Herausforderungen. Formlabs hat nun eine zum Patent angemeldete Pure Silicone Technology™ erfunden. Diese basiert auf dem Stereolithographie-(SLA)-Ökosystem von Formlabs und ermöglicht den 3D-Druck von 100%igen Silikonteile im eigenen Haus innert weniger Stunden.

Mit dem SLA-3D-Druck mit Formlabs Silicone 40A Resin kann man feine Details von 0,3 mm und komplexe Geometrien fertigen, die mit herkömmlichen Herstellungsverfahren kaum realisierbar sind. Bauteile aus Formlabs Silicone 40Aweisen, wie der Name bereits andeutet, eine 40A Shore-Durometerauf. Zudem verfügen sie über 230% Bruchdehnung und 12 kN/m Reissfestigkeit bei einer Rückprallelastizität von 34%. Daher eignen sie sich ausgezeichnet für Anwendungen, welche Biegsamkeit und Strapazierfähigkeit auch bei häufiger Dehnung, Biegung oder Kompression bedingen. Darüber hinaus verfügt das Material über eine ausgezeichnete chemische und thermische Beständigkeit von -25°C bis 125°C.

Objekte aus Silicone 40A Resin eignen sich hervorragend für folgende oder ähnliche Anwendungen:

• Rapid-Prototyping, Beta-Tests und Validierungsphasen in der Produktentwicklung für elastische Konsumgüter, Automobilkomponenten und Industrieausrüstungen wie Steckverbinder, Tüllen, Bedienelemente, Tastenfelder oder Uhrenarmbänder
• Kosteneffiziente Herstellung von Kleinserien oder Sonderanfertigungen von Endverbrauchsteilen für den Innenbereich, wie z.B. Dichtungsringe
• Kundenspezifische Fertigungshilfsmittel und Werkzeuge wie flexible Gussformen, Vorrichtungen und Maskierungswerkzeuge
• Komponenten für medizinische Geräte, patientenangepasste Prothetik und audiologische Anwendungen.
• Teile mit komplexer Geometrie, die mit traditionellen Verfahren nur schwer realisierbar sind

Warum soll man Silikon 3D-Drucken?

Fertigen Sie schnelle und einfache echte Silikon Bauteile

Aufgrund ihrer Biegsamkeit, Langlebigkeit und Druckfestigkeit sowie ihrer Chemikalien- und Temperaturbeständigkeit werden Silikonteile in einer Vielzahl von Anwendungen und Branchen eingesetzt. Man findet sie als Dichtungen im Automobilbau, in Bedienelementen oder als Faltenbälge in der Robotik. Oder ganz alltäglich in Konsumgütern wie Wearables, Kopfhörern, Küchengeräten und vielen anderen Produkten.

Durch Spritzguss-, Formpress- oder Extrusionsverfahren ist die Massenproduktion von Tausenden von Silikonteilen kostengünstig und effizient. Jedoch erfordern diese Arbeitsabläufe teure Werkzeuge, Maschinen und oft auch das Fachwissen eines externen Auftragnehmers, der sich auf die Konstruktion und Herstellung des Werkzeugs spezialisiert hat.

Die Fertigung von Teilen aus reinem Silikon in kleineren Mengen (1-1000 Stk.) ist für den Maschinenbau, das Produktdesign und in der Fertigung schwierig. Denn die Kosten und der Zeitaufwand für die Herstellung eines Werkzeugs stellt ein Hindernis dar. Zwar sind kostengünstigere Verfahren wie das Silikongiessen bei geringen Stückzahlen möglich, aber sie sind arbeitsintensiv, zeitaufwändig, schwer perfekt zu reproduzieren und haben Einschränkungen in Bezug auf Design oder Geometrie. Alternativ bietet sich auch der 3D-Druck mit elastomeren Materialien an, deren Eigenschaften jedoch oft schlechter sind als die von Silikon. Wenngleich einige 3D-Druckerhersteller echte Silikonmaterialien für den direkten 3D-Druck von Silikonteilen anbieten, kosten diese Systeme mehr als 100’000 CHF.

Jetzt, mit Silicone 40A Resin, gibt es keinen Kompromiss mehr zwischen Preis, Qualität und Geschwindigkeit. Denn jeder, der einen Formlabs SLA 3D-Drucker besitzt, ist in der Lage, reine, qualitativ hochwertige Silikonteile schnell und direkt zu drucken, wodurch der Aufwand für das Giessen entfällt und die hohen Kosten für die Werkzeugherstellung vermieden werden.

Durch Silikon neue Anwendungen und Arbeitsabläufe erschliessen

Bisher war der 3D-Druck aus reinem Silikon für viele Unternehmen, die sich keine teuren 3D-Drucker für Silikon leisten konnten, unerreichbar. Durch die leicht zugängliche Plattform von Formlabs ist dies nun möglich. KMUs und Einzelpersonen können nun Silikonteile in Endverbraucherqualität herstellen. Und dies mit einem Material, welches Herstellern und Verbrauchern vertraut ist. Dadurch kann man einerseits bisher ausgelagerte Produktion wieder im eigenen Haus umgesetzten. Andererseits kann man die Produktivität von Prototyping-Teams steigern.

Rapid Prototyping

Die Verwendung von Silicone 40A Resin im 3D-Druck verkürzt die Zeitspanne der Produktentwicklung, da es die Möglichkeit bietet, schnell mehrere Iterationen weicher und flexibler Komponenten gleichzeitig zu drucken. So können sie noch am selben Tag einer Funktionsprüfung unterzogen werden, ohne dass ein externer Auftragnehmer mit der Herstellung von Werkzeugen oder dem arbeitsintensiven Silikonabguss beauftragt werden muss. Insbesondere bei funktionalen Anwendungen kann die Möglichkeit des 3D-Drucks und der Funktionsprüfung von Teilen helfen, Entwürfe zu optimieren und Beta-Tests und Validierungsphasen viel schneller zu durchlaufen – unabhänging davon, ob es sich dabei um Verschleissteile, Greifer, Bedienelemente oder Dichtungen der Konsumgüter-, Automobil-, Luft- und Raumfahrt-Industrie oder der Robotik handelt.

Das Testen von Produkten und Komponenten, die sich genauso verhalten wie die späteren spritzgegossenen Silikonteile, schafft Sicherheit und Vertrauen in den Entwicklungsprozess. Durch eine frühzeitige Validierung lassen sich Tausende von Franken sparen, die Qualität eines Produkts verbessern und Unternehmen helfen, Marktchancen zu verbessern.

Fertigungshilfen und Werkzeuge aus Silikon

Wenn ein ausgelasteter Fertigungsbetrieb in der Lage ist, schnell und kostengünstig Fertigungshilfsmittel wie flexible Vorrichtungen oder Abdeckwerkzeuge im eigenen Haus herzustellen, kann er durch die Vermeidung von Ausfallzeiten und die Optimierung der Arbeitsabläufe täglich viel Geld einsparen.

Komponenten aus Silikon werden häufig für Dämpfungs- und Kompressionsanwendungen eingesetzt. Sie helfen die Lebensdauer von Maschinen zu verlängern oder Bauteile vor Reibung schützen. Aufgrund seiner chemischen Beständigkeit ist Silicone 40A Resin auch eine gute Wahl für Abdeckwerkzeuge, wenn Teile benötigt werden, die gegenüber verschiedenen Arten von Chemikalien resistent sind.

Oft werden Fertigungsmittel nicht eingeplant. Silicone 40A Resin und der Formlabs Form 3+ bieten erschwingliche Möglichkeit, sie bei Bedarf schnell herzustellen. Während die Herstellung von weichen Ersatzteilen mit herkömmlichen Fertigungsmethoden Wochen dauert, kann man mit dem 3D-Druck von Silikonteilen vor Ort ein Gerät innerhalb eines Tages wieder betriebsbereit machen.

Da Silikon über gute Eigenschaften verfügt und der 3D-Druck schnell angepasst werden kann, eignet sich der 3D-Druck von Silikon auch für die Herstellung von Werkzeugen auf Anfrage. Selbst für die Herstellungen von flexiblen und wiederverwendbaren Silikonformen für das Giessen von Urethan, Epoxid, Harz, Wachs, Gips oder anderen Materialien ist der 3D-Druck mit Silicone 40A Resin eine effiziente Methode.

Kleinserien oder Sonderanfertigungen

Bis jetzt war es für Hersteller von Konsumgütern unmöglich, Silikonprodukte individuell zu gestalten – die hohen Werkzeugkosten verhinderten eine effiziente Produktion von Kleinserien oder Einzelanfertigungen. Für Hersteller von medizinischen Geräten und Gesundheitsprodukten kann Silicone 40A Resin neue Anwendungen in der Audiologie, patientenangepasste Prothetik und personalisierte Medizin eröffnen.

Mit direkt 3D-gedrucktem Silikon, insbesondere in Kombination mit der Skalierbarkeit der Formlabs Form 3+ SLA 3D-Druckern, kann man nun kundenspezifische Silikonprodukte wie Wearables, Griffe, etc. zu einem Bruchteil der Kosten anbieten, die für die herkömmliche Formgebung anfallen würden. Angesichts der Nachfrage nach personalisierten Produkten können mit einer Flotte von Form 3+ Druckern echte Silikonteile zu einem weitaus niedrigeren Preis als bei der Herstellung von Werkzeugen für verschiedene Silikonproduktlinien gefertigt werden.

Fallbeispiele von Formlabs Silicone 40A Anwendungen

HGM Automotive validiert Silikon 40A Resin für Endverbraucher-Steckverbinderdichtungen

Das auf Getriebesteuerungen spezialisierte Unternehmen HGM Automotive Electronics entwickelt und liefert hochmoderne elektronische Systeme für den Kfz-Ersatzteilmarkt.

Für die Fertigung von Prototypen und Kleinserien hat sich das Unternehmen für den 3D-Druck entschieden, da dies die beste Möglichkeit ist, Teile nach Bedarf im eigenen Haus zu produzieren. Da die Automobilindustrie jedoch eine regulierte Branche ist, in der spezifische Anforderungen wie Schutzart (IP) und chemische Beständigkeit erfüllt werden müssen, ist die Wahl des Materials sehr wichtig.

Durch strenge chemische und mechanische Tests konnte nachgewiesen werden, dass die aus Silikon 40A gedruckten Teile hervorragende mechanische Eigenschaften und chemische Beständigkeit aufweisen. Dabei sind sie mit spritzgegossenen Silikonen vergleichbar, auf die man sich bisher verlassen hat. Als Ergebnis der sechswöchigen thermischen Belastung in einem Motorraum unter normalen Betriebsbedingungen und zusätzlicher Tests mit chemischen Flüssigkeiten haben sich die 3D-gedruckten Silicone 40A Resin-Teile für den Einsatz in Automobilteilen qualifiziert.

Gegenübergestellte Methode	Vorteile des 3D-Drucks mit Silicone 40A Resin
Ausgelagerter Spritzguss	Durchlaufzeit um 90 % verkürzt Kosten um 98 % gesenkt
Betriebsinterner Silikonguss	Schwierige, komplexe Geometrie mit detaillierter Auflösung umgesetzt Arbeitsaufwand, Fehlerrisiko und Durchlaufzeit verringert Reproduzierbar und skalierbar von 10 bis 1000 Einheiten

FINIS entwickelt Prototypen von Schwimmbrillen

Das amerikanische Unternehmen FINIS, Inc. ist bekannt für die Entwicklung innovativer Produkte, die aufgrund ihrer aussergewöhnlichen Qualität und Leistung das Vertrauen von Schwimmern aller Leistungsstufen gewonnen haben. Die in Kalifornien (USA) ansässige Firma ist bestrebt, ihr innovatives Produktangebot ständig weiterzuentwickeln und dabei die sich ändernden Anforderungen von Schwimmern und Trainern im Auge zu behalten.

Die Silikonteile wurden in der Vergangenheit gegossen, was arbeitsintensiv war und lange Vorlaufzeiten hatte. Durch den Einsatz der Formlabs Form 3+ SLA-3D-Drucker und des neuen Silicone 40A Resins konnten die Dichtungen für Schwimmbrillen in Produktionsqualität innerhalb von nur acht Stunden und zu einem Bruchteil der Kosten gedruckt werden. Dadurch liessen sich die üblichen Ausgaben von über 1.000 CHF und die dreiwöchige Zeitspanne, die mit der Auftragsvergabe verbunden ist, deutlich reduzieren. Die 3D-gedruckten Silikondichtungen wurden in einer Schwimmbadumgebung strengen Wasserdichtigkeitsprüfungen unterzogen, was dem Team half, seinen Entwicklungsprozess zu verkürzen.

Gegenübergestellte Methode	Durchlaufzeit	Kosten
Urethanguss	2–3 Wochen	1220 CHF für ein Set von 2 Dichtungen
3D-Druck mit Silicone 40A Resin	8 Stunden	10 CHF pro Dichtung

Dorman Products zeigt, wie man Autoteile dank 3D-gedruckten Dichtungen schneller testet

Der seit hundert Jahren bestehende Hersteller von Kfz-Ersatzteilen für leichte und schwere Nutzfahrzeuge, Dorman Products, hat sich für den 3D-Druck entschieden, um seine Produktionszeiten zu verkürzen und die Qualität zu verbessern. Dank der zwölf 3D-Drucker, die auf zwei Standorte verteilt sind, kann das Unternehmen mit den ständig neuen Marken und Modellen der Erstausrüster (OEMs) Schritt halten.

Für die Validierung neuer Konstruktionen verfügt das Unternehmen über eine umfangreiche interne Testumgebung. Um Komponenten einer Druckprüfung zu unterziehen, müssen sie in der Lage sein, bestimmte Anschlüsse und Flächen abzudichten. Häufig fehlt jedoch die passende geometrische Passform, um alle Teile abzudichten. Daher muss das Team kreative Ideen entwickeln, die meist auf die Herstellung von kundenspezifischen Dichtungen und Vorrichtungen hinauslaufen.

Lange Zeit wurden die Bauteile im Labor vermessen, Metallformen angefertigt und dann die Dichtungen mit Hilfe der Formen in einer Dornpresse ausgeschnitten. Man kann sich das vorstellen wie das Ausstechen von Keksen aus einem Blech. Es war sehr ineffizient in Bezug auf den Materialverbrauch und den Zeitaufwand der Labortechniker.

Durch den Umstieg auf den 3D-Druck konnte das Team die Vorlaufzeiten und Kosten drastisch reduzieren, insbesondere angesichts stetig wachsenden Menge neuer Komponenten. Für den Drosselklappenprüfstand haben sie beispielsweise Hunderte von kundenspezifischen Dichtungen gedruckt, um beide Enden der Drosselklappe abzudichten und dann Durchflussprüfungen daran durchzuführen.

Während das silikonähnliche Elastic 50A Resin von Formlabs zeitweise für diesen Zweck geeignet war, erweitert das neue Silicone 40A Resin den Anwendungsbereich deutlich.

Gegenübergestellte Methode	Durchlaufzeit	Kosten
Silikonplatten mit Metallformen schneiden	2 Wochen pro Set	250 CHF pro Set
SLA-3D-Druck mit Silicone 40A Resin	3 Stunden pro Set	12 CHF pro Set

Formlabs Elastomer-Materialien im Vergleich

Formlabs Elastic 50A Resin ist ein weiches, transparentes Elastomermaterial auf Acrylbasis, das sich gut für das Rapid Prototyping eignet.

Formlabs Silicone 40A Resin ist ein echtes Silikon. Aufgrund seiner Shore-Härte von 40A eignet es sich ideal für die Produktion von weichen und biegsamen Teilen für eine breite Palette von Anwendungen, die weit über das Prototyping hinausgehen. Bauteile, die mit Silicone 40A Resin gedruckt wurden, sind chemikalienbeständig, thermisch stabil und können wiederholten Biege-, Verschleiss- und Abnutzungszyklen standhalten.

Ausserdem bietet Formlabs nebst diesen weichen Materialien auch härtere Elastomere an. Ausserdem bietet Formlabs neben diesen weichen Materialien auch härtere Elastomere an. Dazu zählen das Flexible 80A Resin für gummiartige, flexible Prototypen oder das serienreife Polyurethan Rebound Resin. Daneben bietet Formlabs auch TPU 90A Powder für den SLS-3D-Druck von Funktionsprototypen oder langlebigen Teilen für den Endverbraucher auf der Fuse-Serie an.

Einfacher Arbeitsablauf und gute Druckbarkeit

Zum Drucken und Nachbearbeiten von Teilen, die mit Silicone 40A Resin gedruckt wurden, gibt es einen einfachen und verständlichen Arbeitsablauf. Dieser unterscheidet sich kaum vom normalen Arbeitsablauf mit Formlabs SLA 3D-Druckern. Besuchen Sie die Support-Seite von Formlabs für weitere Details zur Verwendung von Silicone 40A Resin.

Die Designfreiheit, die Silicone 40A Resin bietet, ist beispiellos für flexible 3D-Druckmaterialien. Dennoch gibt es, wie bei jedem elastomeren Druckmaterial, einige Designrichtlinien zu beachten. Besuchen Sie die Support-Seite von Formlabs, um mehr über Druckbarkeit und Designrichtlinien zu erfahren. Zudem erfahren Sie mehr über die Verwendung von abreissbaren Stützstrukturen für noppenfreie Oberflächen und einige zusätzliche Nachbearbeitungstechniken zur Verbesserung der Oberflächenqualität.

Auch wir helfen Ihnen gerne weiter bei Fragen rund um das Formlabs Silicone 40A Material. Zögern Sie nicht uns zu kontaktieren!

Starten Sie noch heute mit dem 3D-Druck von reinem Silikon

Für KMUs bieten die SLA-3D-Drucker Form 3+ und Form 3B+ von Formlabs die Möglichkeit, hochauflösenden 3D-Druck zu erschwinglichen und damit skalierbaren Preisen zu nutzen. Aufgrund der über 45 verschiedenen Materialien eröffnen diese Drucker das Potenzial für den direkten 3D-Druck von Teilen in einer Vielzahl von Branchen und Anwendungen. Denn diverse Materialien wurden speziell für die Erschliessung typischer Anwendungsfälle entwickelt. Mit der Einführung von Silicone 40A Resin sind diese vielseitigen 3D-Drucker nun auch die ersten wirklich zugänglichen reinen Silikon-3D-Drucker auf dem Markt. Damit unterstreicht das neue Material einmal mehr das Engagement von Formlabs für die kontinuierliche Entwicklung von Materialien, die neue Anwendungen erschliessen.

Kontaktieren Sie uns, wenn Sie mehr über die Materialeigenschaften erfahren oder das Teil selbst testen möchten, oder fordern Sie ein kostenloses 3D-gedrucktes Silikonmuster an.