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Wie man Silikonformen herstellt: Ein praktischer Leitfaden

Im Laufe der Geschichte haben Handwerker mit Gussformen so gut wie alles hergestellt, von Waffen in der Bronzezeit bis hin zu modernen Konsumprodukten. Während frühe Formen üblicherweise in Stein geritzt wurden, hat die moderne Wissenschaft Materialien hervorgebracht, die weitaus einfacher zu bearbeiten sind, wie z. B. Silikon.

Heutzutage verlassen sich zahlreiche Branchenzweige auf Silikonformen. Produktentwickler, Ingenieure, Heimwerker und sogar Köche stellen Silikonformen her, um Einzelstücke oder kleinere Serien von Teilen herzustellen.

In diesem praktischen Leitfaden für die Herstellung von Silikonformen betrachten wir alles, was Sie wissen müssen, und geben Ihnen eine Liste der benötigten Gegenstände an die Hand sowie einen Schritt-für-Schritt-Leitfaden für die Einbindung von Silikonformen in jede Art von Projekt.


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Silikonformenbau für das Produktdesign

Laden Sie diesen Bericht mit Fallstudien von OXO, Tinta Crayons und Dame Products herunter, um von drei verschiedenen Umsetzungen des Silikonformenbaus in Produktdesign und Fertigung zu erfahren, einschließlich Umspritzung und Einsetzformen.

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Warum Silikonformen?

Silikon ist eine gute Wahl für den Formenbau, da es eine so vielfältige Palette von Vorteilen bietet. Sie können durch Silikonformen auf einfache Weise individuelle Designs erstellen. Außerdem sind die Formen selbst sind recht robust, sodass Sie sie wiederholt verwenden können, ohne Angst vor Beschädigung haben zu müssen. Die anorganische Zusammensetzung des Silikons – gegenüber Kautschuk, seinem organischen Gegenstück – macht es hochgradig widerstandsfähig gegen Hitze und Kälte, chemische Einflüsse und sogar Pilze. Zu den Vorteilen von Silikonformen gehört Folgendes:

Flexibilität

Die Flexibilität von Silikon macht die Arbeit damit leicht. Silikonformen sind biegsam und leicht verglichen mit steiferen Substanzen wie Kunststoff und lassen sich problemlos vom vollständig ausgeformten Teil abtrennen. Dank der hohen Flexibilität von Silikon sind sowohl die Form als auch das hergestellte Teil weniger bruch- oder splitteranfällig. Mit individuellen Silikonformen bringen Sie alles in Form, von komplexen technischen Komponenten über Eiswürfel bis hin zu Süßigkeiten für die Feiertage.

Stabilität

Silikon hält Temperaturen von -65° bis 400° Celsius stand. Zusätzlich ist je nach Formulierung eine Dehnung von 700 % möglich. Silikonformen bleiben unverwüstlich in einer Vielzahl von Situationen: Stellen Sie in den Ofen, frieren Sie sie ein und dehnen Sie sie bei der Entnahme.

Haltbarkeit

In den meisten Fällen können Sie die Silikonform für viele Durchläufe nutzen. Beachten Sie jedoch, dass die Lebensdauer von Formen sehr unterschiedlich sein kann. Je häufiger Sie gießen und je komplexer oder detaillierter Ihr Design ist, desto schneller nutzt sich Ihre Form ab. Um die Lebensdauer Ihrer Silikonformen zu maximieren, reinigen Sie sie mit milder Seife und Wasser. Trocknen Sie sie gründlich und lagern Sie sie flach, ohne sie zu stapeln.

Einschränkungen

Die Arbeit mit Silikon bietet zwar viele Vorteile, es gibt jedoch auch einige Einschränkungen zu beachten:

  • Silikon kostet mehr als Latex und organische Kautschuke. Ein kurzer Vergleich auf Amazon zeigt, dass das Kilogramm Silikon regelmäßig die 30-€-Marke übersteigt – beinahe doppelt so viel wie Latex.

  • Obwohl Silikon flexibel ist, kann es bei zu starker Dehnung reißen.

  • Nicht alle Silikone sind gleich formuliert. Erwerben Sie Silikon und andere Fertigungsmaterialien immer von einem seriösen Zulieferer.

Allgemeine Anwendungsbereiche für Silikonformen

Heimwerker und Fachleute verlassen sich gleichermaßen auf Silikonformen wegen ihrer Vielseitigkeit und Benutzerfreundlichkeit. Hier sind einige Beispiele von Branchen und Anwendungsbereichen, die Silikonformen zur Produktion ihrer Produkte herstellen:

Prototypenentwicklung

Silikonformen werden für Prototypen und bei der Produktentwicklung in einer Vielzahl von Branchen verwendet. Da die Kosten für Silikonformen erheblich niedriger sind als jene für harte Werkzeugausstattung für traditionelle Herstellungsverfahren wie Spritzguss, eignet sich das Gießen in Silikonformen ideal für die Prototypenentwicklung von Produktdesigns sowie für die Erstellung von Beta-Einheiten, um den Markt und die Reaktion der Verbraucher auf ein neues Produkt zu testen. Während sich der 3D-Druck besser für die schnelle Herstellung von Einzelteilen eignet, können Silikonformen und Urethanguss ideal für kleinere Teileserien sein.


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Die Brücke in der Produktion mit 3D-Druck und Urethan schlagen

Die Kombination von Produktionsverfahren ist schneller als traditionelle Fertigungsmethoden und für Produkte nützlich, bei denen die Auflage gering ist oder das Design möglicherweise geändert werden muss. Im Webinar erfahren Sie, wie Sie vom 3D-Druck über den Guss mittelgroßer Serien bis zum Spritzguss übergehen.

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Schmuck

Schmuckdesigner verwenden individuelle Silikonformen, um handgeschnitzte oder 3D-gedruckte Modelle in Wachs nachzubilden. Das eliminiert die zeitraubende Arbeit der Erstellung von wachsgeschnitzten Modellen für jedes neue Stück und ermöglicht weiterhin den Guss in Wachsformen. Dies stellt einen großen Sprung bei der Serienfertigung dar und macht skalierbaren Feinguss möglich. Da Silikonformen einen feinen Detailgrad erfassen, können Schmuckdesigner Stücke mit kunstvollen Details und komplizierten Geometrien herstellen.

Eine bei Raumtemperatur vulkanisierte Silikonform (RTV), die um die 3D-gedruckte Urform ausgebildet wurde.


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Formenbau mit vulkanisiertem Kautschuk mit 3D-gedruckten Urformen

Der 3D-Druck von Hochleistungsmaterialien gibt Designern und Gießern die Möglichkeit, sich die digitale Technologie für ihre Produktionsprozesse zunutze zu machen. Lesen Sie, wie der 3D-Druck zur Herstellung von kleinen Metallteilen eingesetzt werden kann.

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Konsumgüter

Mit Silikonformen lassen sich viele individualisierte Produkte herstellen wie Seifen und Kerzen. Selbst Hersteller von Schulbedarf verwenden häufig Silikonformen für Gegenstände wie Kreide und Radiergummis.

Beispielsweise verwendet Tinta Crayons, ein kleines in Australien ansässiges Unternehmen, Silikonformen, um Wachsmalstifte mit spielerischen Formen und hohen Oberflächendetails herzustellen.

In Silikonformen gegossene Roboterwachsmaler von Tinta Crayons. (Bildquelle)

Lebensmittel und Getränke

Lebensmittelechte Silikonformen werden verwendet, um alle Arten von skurrilen Süßigkeiten herzustellen, einschließlich Schokolade, Wassereis und Lutscher. Da Silikon einer Temperatur von bis zu 400° Celsius standhält, lassen sich die Formen ebenso zum Backen verwenden. Kleine Backwaren wie Muffins und Cupcakes gehen in Silikonformen schön auf.

Heimwerkerprojekte

Unabhängige Künstler und Heimwerker verwenden Silikonformen häufig für einzigartige Kreationen. Nutzen Sie Silikonformen für alles von der Badebombe bis hin zu Hundekuchen. Die Möglichkeiten sind nahezu grenzenlos. Ein spaßiges Silikonformprojekt für Kinder ist der lebensechte Guss ihrer Hand. Achten Sie nur darauf, dass Sie dabei ein hautverträgliches Silikon auswählen.

Modelle für das Silikonformen herstellen

Ein Modell – auch als Urform bezeichnet – ist das Teil, mit dem Sie ein präzises Negativ in Ihrer Silikonform erstellen. Wenn Sie ein vorhandenes Objekt nachbilden, könnten Sie dieses Objekt als Ihr Modell verwenden. Sie müssen sich nur sicher sein, dass das Objekt dem Formherstellungsprozess standhält.

Zum Erstellen eines neuen Designs oder Prototyps müssen Sie zunächst Ihr Modell herstellen. Dazu haben Sie mehrere Möglichkeiten. Hier sind einige Beispiele zur Herstellung von Modellen für das Silikonformen:

  • Modellieren – Falls Sie ein Talent dafür haben oder falls Sie ein relativ einfaches Design erstellen, können Sie Modelliermasse verwenden, um ein Modell zu erstellen. Das Modellieren eines Modells ist ebenso ein lustiges Projekt für Kinder und für Heimwerker eine kostengünstige Option.

  • Schnitzen – Sie können Ihr Modell aus Holz herstellen. Holzgeschnitzte Urformen sind eine ausgezeichnete Wahl für die Herstellung von Kacheln und flachen Designs.

  • 3D-Druck – Viele Fachleute und kommerzielle Designer entscheiden sich für 3D-gedruckte Modelle. 3D-Drucker für den Desktop bieten viele Vorteile, darunter die Designflexibilität innerhalb der CAD-Software, hohe Genauigkeit, einfache Modifikation von Prototypen und schnelle Durchlaufzeiten.

Sobald Sie ein Modell haben, können Sie mit der Herstellung Ihrer Silikonform beginnen.

Erste Schritte beim Silikonformen

Hier ist Sie alles, was Sie für den grundlegenden Silikonformenbau benötigen:

  • Ein Urmodell

  • Flüssiges Silikon, wie Smooth-On OOMOO 30

  • Eine Schachtel oder einen nicht porösen Behälter für das Formgehäuse

  • Formentrennmittel, wie Universal™ Mold Release von Smooth-on

  • Wachs, Kunstharz oder sonstiges Endverbrauchsmaterial

Einteilige oder zweiteilige Silikonformen

Bevor Sie mit der Herstellung Ihrer Gussformen beginnen, müssen Sie entscheiden, welche Art von Gussform(en) Sie erstellen möchten. 

Einteilige Silikonformen sind wie Eiswürfelschalen. Sie füllen die Form und lassen das Material dann aushärten. So wie eine Eiswürfelschale jedoch Würfel mit einer flachen Oberseite erzeugt, funktionieren einteilige Formen auch nur bei Designs mit einer flachen Seite. Wenn Ihr Urmodell tiefe Hinterschnitte hat, erschwert das ebenso sein Entfernen und das Entfernen der fertigen Teile aus der Form, sobald das Silikon ohne Beschädigung ausgehärtet ist.

Falls das für Ihr Design nicht von Belang ist, ist eine einteilige Silikonform eine ideale Möglichkeit, eine nahtlose 3D-Reproduktion Ihres Urmodells anhand der anderen Oberflächen zu erstellen.

Einteilige Silikonformen sind ideal für Designs, die eine flache Seite und keine tiefen Hinterschnitte aufweisen.

Eine zweiteilige Silikonform ist besser geeignet für die Reproduktion Ihres 3D-Urmodells ohne flache Seite oder mit tiefen Hinterschnitten. Die Form teilt sich in zwei Seiten, die sich wieder zusammenfügen und einen füllbaren 3D-Hohlraum bilden (ähnlich wie beim Spritzgießen).

Zweiteilige Formen hinterlassen keine flachen Oberflächen und sind einfacher zu bearbeiten als einteilige Blockformen. Auf der anderen Seite sind sie etwas komplexer zu erstellen und es können sich Nähte ausbilden, wenn die beiden Teile nicht perfekt bündig sind.

Zweiteilige Silikonformen können jede Urmodellform reproduzieren. (Bildquelle)

Wie man Silikonformen herstellt

Zunächst müssen Sie entscheiden, ob Sie eine ein- oder zweiteilige Form verwenden möchten. Die Prozesse zum Herstellen dieser Formen ähneln sich, jedoch dauert es etwas länger, eine zweiteilige Form herzustellen. Sie können den folgenden Schritt-für-Schritt-Leitfaden verwenden, um Ihre eigenen Silikonformen zu erstellen.

Einteilige Silikonform

  1. Urmodell Ihres Produkts erstellen: Dies ist das finale Design Ihres Teils, das dann mit einem anderen Material nachgebildet wird. Verwenden Sie beim 3D-Druck auf einem Stereolithografie (SLA) 3D-Drucker ein beliebiges Standard-Kunstharz mit einer Schichthöhe von 50 Mikrometern. Halten Sie die detaillierte Oberfläche frei von Stützspuren. Waschen Sie die Teile gründlich mit IPA – Klebrigkeit der Oberfläche kann die Silikonform beeinträchtigen.

  2. Das Formgehäuse konstruieren: Beschichtete mitteldichte Holzfaser ist ein beliebtes Material für den Silikonformbehälter. Es genügt jedoch auch ein einfacher Fertigbehälter aus Kunststoff. Achten Sie darauf, dass das Material nicht porös und die Unterseite flach ist.

  3. Urmodell auslegen und Formentrennmittel auftragen: Besprühen Sie zunächst das Innere des Behältnisses mit einer dünnen Schicht Formentrennmittel. Ordnen Sie die Urmodelle im Behältnis so an, dass die detailreiche Seite nach oben zeigt. Besprühen Sie diese ebenfalls mit einer dünnen Schicht Formentrennmittel. Lassen Sie das Ganze etwa 10 Minuten lang vollständig trocknen.

  4. Silikon vorbereiten: Mischen Sie den Silikonkautschuk entsprechend den Anweisungen auf der Packung. Luftblasen können Sie mithilfe eines vibrierenden Geräts wie einem Handschleifgerät entfernen.

  5. Silikon in das Formgehäuse gießen: Gießen Sie den gemischten Silikonkautschuk vorsichtig in einem dünnen Strahl in das Behältnis. Füllen Sie zunächst den Boden des Behältnisses und dann allmählich entlang der Konturen Ihres 3D-gedruckten Urmodells. Bedecken Sie es mit mindestens einem Zentimeter Silikon. Die Aushärtung dauert je nach Art und Marke des Silikons von einer Stunde bis zu einem Tag.

  6. Silikon entformen: Sobald die Aushärtung abgeschlossen ist, ziehen Sie das Silikon vom Behältnis ab und entfernen Sie die Urmodelle. Jetzt verfügen Sie über eine Form für den Guss Ihres Endverbrauchsprodukts, ähnlich einer Eiswürfelschale.

  7. Ihr Teil gießen: An dieser Stelle sollten Sie die Silikonform erneut mit etwas Formentrennmittel besprühen und dieses 10 Minuten lang trocknen lassen. Gießen Sie Ihr Endverbrauchsmaterial (beispielsweise Wachs oder Beton) in die Hohlräume und lassen Sie es aushärten.

  8. Die Form für den nächsten Guss vorbereiten: Sie können diese Silikonform mehrmals verwenden. Kehren Sie zu Schritt sieben zurück, um den Prozess zu wiederholen.

Zweiteilige Silikonform

Zum Erstellen einer zweiteiligen Form, beginnen Sie mit den ersten beiden vorstehend genannten Schritten, die die Erstellung eines Urmodells und die Konstruktion des Formgehäuses umfassen. Folgen Sie danach diesem Prozess, um eine zweiteilige Form zu erstellen:

  1. Urmodelle in Modelliermasse auslegen: Verwenden Sie Modelliermasse, um eine Hälfte Ihrer Form auszubilden. Die Modelliermasse sollte in Ihrem Formgehäuse platziert werden, wobei die Hälfte Ihres Urmodells aus der Masse herausragt.

  2. Silikon vorbereiten und gießen: Befolgen Sie die beiliegende Packungsanleitung, um das Silikon vorzubereiten, und gießen Sie es vorsichtig in Ihr Formgehäuse auf die Modelliermasse und Ihre Urmodelle. Diese Silikonschicht wird zu einer Hälfte Ihrer zweiteiligen Form.

  3. Alles aus dem Formgehäuse entnehmen: Sobald Ihre erste Form ausgehärtet ist, müssen Sie die Silikonform, die Urmodelle und die Modelliermasse aus dem Formgehäuse entnehmen. Es ist kein Problem, wenn sich die Schichten bei der Entnahme trennen.

  4. Modelliermasse ablösen: Entfernen Sie die gesamte Modelliermasse, um Ihre erste Silikonform und Ihre ersten Urmodelle freizulegen. Stellen Sie sicher, dass Ihre Urmodelle und Ihre vorhandene Form gänzlich sauber sind.

  5. Form und Urmodelle zurück im Formgehäuse platzieren: Setzen Sie sowohl Ihre vorhandene Silikonform als auch die (in die Form gelegten) Urmodelle wieder in das Formgehäuse ein, und zwar nach oben statt nach unten gewandt.

  6. Entfernungsmittel auftragen: Tragen Sie eine dünne Schicht des Entfernungsmittels auf der Oberseite Ihres Urmodells und Ihrer vorhandenen Silikonform auf, um das Entformen zu erleichtern.

  7. Silikon für Ihre zweite Form vorbereiten und gießen: Folgen Sie denselben Anweisungen wie zuvor: Bereiten Sie das Silikon vor und gießen Sie es in das Formgehäuse, um Ihre zweite Form zu erstellen.

  8. Aushärtung Ihrer zweiten Form abwarten: Lassen Sie Ihrer zweiten Form genügend Zeit zum Aushärten, bevor Sie versuchen, sie aus dem Formgehäuse zu entfernen.

  9. Ihre Teile entformen: Entnehmen Sie beide Silikonformen aus dem Formgehäuse und ziehen Sie sie vorsichtig auseinander.

Eine Fülle an Möglichkeiten mit Silikonformtechniken

Letzen Endes gibt es viele Möglichkeiten, Produkte herzustellen – ob es sich nun um Lebensmittel, Figuren oder kommerzielle Komponenten handelt. Zum Erzielen der besten Ergebnisse werden häufig verschiedene Produktionsverfahren kombiniert. Das Verständnis all Ihrer einzigartigen Vor- und Nachteile wird Ihnen helfen, die beste Entscheidung für Ihr Projekt zu treffen. 

Möchten Sie weitere Techniken zur Herstellung von und Anwendungsbereiche für Silikonformen entdecken? Laden Sie unser Whitepaper über Silikonformenbau für das Produktdesign herunter.