Silikonformenbau für Prototypen, Reproduktionen und Kleinserien

SK-Konstruktion fertigt individuelle Silikonformen auf Basis vorhandener Bauteile, Muster oder speziell angefertigter Mastermodelle**.

Die Formen eignen sich je nach Aufgabenstellung für Reproduktionen, Musterteile, Prototypen und kleinere Stückzahlen.

Ein besonderer Vorteil liegt in der Verbindung von CAD-Konstruktion, 3D-Druck und Silikonformenbau. Dadurch kann ein Mastermodell zunächst digital entwickelt, anschließend im 3D-Druck hergestellt und danach als Grundlage für die Silikonform verwendet werden.

Ein typischer Ablauf ist:

CAD-Modell oder vorhandenes Bauteil → Mastermodell → Formaufbau → Silikonabguss → Aushärtung → Entformen → fertige Silikonform

Wofür werden Silikonformen eingesetzt?

Silikonformen eignen sich besonders zur Reproduktion von Bauteilen und Modellen mit komplexen Konturen.
Typische Anwendungen sind beispielsweise:

• Prototypen
• Musterteile
• Kunststoffbauteile
• Dekor- und Modellteile
• technische Formteile
• Reproduktionen
• Kleinserien
• Gießmodelle
• Ersatz- und Sonderteile
• Masterformen für weitere Fertigungsschritte

Durch die Elastizität des Silikons können auch Geometrien entformt werden, die mit starren Formen nur schwer herstellbar wären.

Vom Mastermodell zur Silikonform

Die Qualität einer Silikonform hängt wesentlich vom verwendeten Mastermodell ab.
Das Mastermodell bildet die Geometrie ab, die später in der Form reproduziert wird.

Als Ausgangspunkt können beispielsweise dienen:

• vorhandene Originalteile
• 3D-gedruckte Modelle
• gefräste Muster
• handgefertigte Urmodelle
• speziell konstruierte CAD-Modelle

Vor der Abformung wird geprüft, ob das Mastermodell für den Formenbau geeignet ist und ob zusätzliche Vorbereitungen erforderlich sind.

Mastermodelle aus CAD und 3D-Druck

Wenn noch kein geeignetes Urmodell vorhanden ist, kann dieses zunächst digital konstruiert werden.
Ein möglicher Ablauf ist:

**Idee oder Zeichnung → CAD-Modell → 3D-Druck → Nachbearbeitung → Mastermodell → Silikonform**

Für besonders detailreiche Mastermodelle kann Resin-3D-Druck eingesetzt werden.
Größere oder technisch funktionale Modelle können je nach Aufgabenstellung auch im FFF-/FDM-Verfahren hergestellt werden.

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Oberflächenqualität des Mastermodells

Eine Silikonform übernimmt einen großen Teil der Oberflächenstruktur des Mastermodells.
Das bedeutet:
Unebenheiten, Druckschichten, Kratzer oder Bearbeitungsspuren können später ebenfalls in der Form sichtbar sein.

Deshalb kann vor dem Formenbau eine Nachbearbeitung sinnvoll sein.
Je nach Mastermodell können dazu beispielsweise gehören:

• Schleifen
• Spachteln
• Grundieren
• Polieren
• Versiegeln
• Entfernen von Stützstellen
• Korrigieren kleiner Oberflächenfehler

Je höher die gewünschte Oberflächenqualität der späteren Gießteile ist, desto wichtiger ist eine saubere Vorbereitung des Mastermodells.

Konstruktion des Formkastens

Für das Gießen der Silikonform wird ein geeigneter Formkasten beziehungsweise Formrahmen benötigt.
Dieser kann je nach Geometrie:

• konventionell aufgebaut
• individuell angefertigt
• oder im 3D-Druck hergestellt

werden.

Ein gedruckter Formrahmen kann insbesondere bei wiederkehrenden oder komplexen Geometrien Vorteile bieten.
Wichtig ist, dass der Formkasten:

• ausreichend stabil
• dicht
• passend dimensioniert
• und gut demontierbar

ist.

Damit lässt sich der Silikonverbrauch reduzieren und das Mastermodell sicher fixieren.

Auswahl des geeigneten Formsilikons

Für den Formenbau kommen unterschiedliche Silikonsysteme infrage.
Welche Variante geeignet ist, hängt unter anderem ab von:

• Bauteilgeometrie
• benötigter Flexibilität
• Hinterschneidungen
• erwarteter Anzahl der Abformungen
• verwendeten Gießmaterialien
• gewünschter Detailwiedergabe
• mechanischer Beanspruchung der Form

Verwendet werden typischerweise zweikomponentige RTV-Silikone, die bei Raumtemperatur aushärten.
Je nach Produkt stehen unterschiedliche Shore-Härten, Viskositäten und mechanische Eigenschaften zur Verfügung.

Shore-Härte und Flexibilität

Die Shore-Härte beschreibt die Härte beziehungsweise Flexibilität des ausgehärteten Silikons.
Für den Formenbau wird häufig die Skala Shore A verwendet.
Ein weicheres Silikon kann Vorteile bieten bei:

• stärkeren Hinterschneidungen
• komplexen Konturen
• empfindlichen Mastermodellen

Ein härteres Silikon kann dagegen eine bessere Formstabilität bieten.
Die geeignete Härte hängt deshalb von der Geometrie und dem späteren Gießprozess ab.

Additionsvernetzende Silikone

Für hochwertige Formen können additionsvernetzende RTV-2-Silikone eingesetzt werden.
Solche Systeme können je nach Produkt unter anderem folgende Eigenschaften bieten:

• geringe beziehungsweise keine chemische Schrumpfung
• gute Fließfähigkeit
• hohe Detailwiedergabe
• gute Reißfestigkeit
• Beständigkeit gegenüber verschiedenen Gießharzen

Die konkrete Silikonauswahl erfolgt projektbezogen.

Entgasen des Silikons

Beim Anmischen eines zweikomponentigen Silikons können Luftblasen in die Masse eingebracht werden.
Um solche Blasen zu reduzieren, kann das angemischte Silikon vor dem Gießen unter Vakuum entgast werden.

Dabei vergrößern sich eingeschlossene Luftblasen zunächst und können anschließend aus der Silikonmasse austreten.

Das Entgasen kann insbesondere bei:

• feinen Details
• dünnen Bereichen
• technischen Formflächen
• anspruchsvollen Oberflächen
•  einer zuverlässigeren Formqualität beitragen.

Silikonform gießen

Nach der Vorbereitung wird das Mastermodell im Formkasten fixiert.
Das Silikon wird anschließend langsam eingebracht.
Dabei achten wir unter anderem auf:

• möglichst gleichmäßiges Eingießen
• vollständige Benetzung des Mastermodells
• ausreichende Formwandstärke
• Vermeidung unnötiger Lufteinschlüsse
• stabile Position des Mastermodells

Anschließend muss das Silikon entsprechend den Herstellerangaben vollständig aushärten.

Einteilige und mehrteilige Silikonformen

Nicht jedes Bauteil kann mit einer einfachen einteiligen Form sinnvoll abgeformt werden.
Je nach Geometrie kann eine **mehrteilige Silikonform** erforderlich sein.
Das betrifft insbesondere Bauteile mit:

• ausgeprägten Hinterschneidungen
• komplexen Außenkonturen
• geschlossenen Geometriebereichen
• schwierigen Entformungsrichtungen

Bei mehrteiligen Formen müssen zusätzlich:

• Trennebenen
• Passungen
• Positionierhilfen
• Angüsse
• Entlüftungen

berücksichtigt werden.

Die Formaufteilung wird deshalb bereits vor dem eigentlichen Gießen festgelegt.

Hinterschneidungen und Entformung

Silikon besitzt gegenüber starren Formwerkstoffen den Vorteil einer gewissen Elastizität.
Dadurch können auch Bauteile mit Hinterschneidungen oft entformt werden.
Trotzdem ist die Entformbarkeit nicht unbegrenzt.

Zu starke Hinterschneidungen können:

• das Mastermodell beschädigen
• die Silikonform überbeanspruchen
• zu Rissen führen
• die Lebensdauer der Form reduzieren

Deshalb wird vor der Formherstellung geprüft, wie das Bauteil sinnvoll entformt werden kann.

Anguss- und Entlüftungssysteme

Wenn die Silikonform später zum Gießen weiterer Bauteile verwendet werden soll, müssen geeignete Wege für Material und Luft vorgesehen werden.
Dazu können gehören:

• Angusskanäle
• Einfüllöffnungen
• Entlüftungen
• Steiger
• Überläufe

Die genaue Ausführung hängt von:

• Bauteilgeometrie
• Gießmaterial
• Fließverhalten
• Formlage
• gewünschter Oberfläche

ab.

Diese Elemente können bereits bei der Formplanung berücksichtigt oder nachträglich in die Silikonform eingebracht werden.

Entformen und Nachbearbeiten der Form

Nach vollständiger Aushärtung wird der Formkasten entfernt und das Mastermodell vorsichtig aus dem Silikon gelöst.
Anschließend wird die Form geprüft.

Je nach Anwendung können noch folgende Arbeiten erforderlich sein:

• Formkanten säubern
• Angüsse schneiden
• Entlüftungen ergänzen
• Trennebenen kontrollieren
• überschüssiges Silikon entfernen
• Formoberflächen prüfen

Erst danach ist die Silikonform für die weitere Verwendung vorbereitet.

Lebensdauer einer Silikonform

Wie viele Abgüsse mit einer Silikonform möglich sind, lässt sich nicht pauschal festlegen.
Die Lebensdauer hängt unter anderem ab von:

• verwendetem Silikon
• Formgeometrie
• Hinterschneidungen
• Gießmaterial
• Entformungsprozess
• Temperatur
• Trennmittel
• mechanischer Beanspruchung

Eine einfache Form mit günstiger Geometrie kann deutlich länger genutzt werden als eine stark beanspruchte Form mit komplexen Hinterschneidungen.
Deshalb wird die mögliche Standzeit immer projektbezogen betrachtet.

Silikonformen für technische Bauteile

Silikonformen eignen sich nicht ausschließlich für dekorative oder künstlerische Anwendungen.
Auch technische Bauteile können damit reproduziert werden.
Beispiele sind:

• Gehäuseteile
• Abdeckungen
• Dämpfungselemente
• Formteile
• Adapter
• Bedienelemente
• kleine Kunststoffbauteile
• Sonderteile
• Prototypenteile

Dabei müssen jedoch Anforderungen an Maßhaltigkeit, Material und Einsatzbereich berücksichtigt werden.

Silikonformen für Modelle und Reproduktionen

Auch bei Modellen und dekorativen Objekten bietet Silikon eine sehr gute Detailwiedergabe.
Geeignet sind beispielsweise:

• Figuren
• Dekorelemente
• Reliefs
• Musterteile
• Modelle
• Formobjekte

Vor allem bei feinen Strukturen kann ein hochwertiges Mastermodell mit Resin-3D-Druck eine gute Ausgangsbasis bilden.

Kombination aus 3D-Scan und Silikonformenbau

Wenn kein digitales Modell vorhanden ist, kann ein reales Objekt zunächst per 3D-Scan erfasst werden.
Anschließend kann daraus ein überarbeitetes CAD-Modell oder ein neues Mastermodell entstehen.
Ein möglicher Workflow:

Originalteil → 3D-Scan → CAD-Aufbereitung → Mastermodell → Silikonform → Reproduktion

Das ist insbesondere bei:

• Ersatzteilen
• älteren Bauteilen
• Modellen
• Freiformgeometrien

interessant.

Mehr über 3D-Scan & Reverse Engineering erfahren →

Silikonform oder direkter 3D-Druck?

Nicht bei jedem Bauteil ist eine Silikonform wirtschaftlich sinnvoll.
Für ein einzelnes Bauteil kann direkter 3D-Druck die einfachere Lösung sein.
Bei mehreren gleichen Teilen kann dagegen der Formenbau interessant werden.
Eine vereinfachte Orientierung:

Einzelstück / schneller Prototyp → häufig 3D-Druck
mehrere gleiche Teile → Silikonform kann sinnvoll werden
besondere Materialanforderungen → Gießverfahren prüfen
sehr große Stückzahlen → klassische Serienfertigung prüfen

Welches Verfahren sinnvoll ist, hängt von Bauteil, Stückzahl und Anforderungen ab.

Silikonformen als Grundlage für Vakuumguss und Kleinserien

Nach Herstellung der Silikonform können daraus je nach Anwendung weitere Bauteile aus geeigneten Gießmaterialien gefertigt werden.

Dabei können beispielsweise Polyurethan- oder andere Gießharzsysteme zum Einsatz kommen.
Die eigentliche Herstellung mehrerer Gießteile behandeln wir getrennt im Bereich Vakuumguss und Kleinserien.

Mehr über Vakuumguss und Kleinserien erfahren →

Typische Aufgabenstellungen unserer Kunden

„Ich habe ein vorhandenes Bauteil und benötige eine Form davon.“**
Das Original kann geprüft und bei Eignung direkt als Mastermodell verwendet werden.

„Ich habe nur ein CAD-Modell.“
Aus den CAD-Daten kann zunächst ein geeignetes Mastermodell im 3D-Druck hergestellt werden.

„Ich brauche mehrere gleiche Teile.“
Je nach Stückzahl und Bauteil kann eine Silikonform eine sinnvolle Grundlage für die Reproduktion sein.

„Mein Bauteil hat Hinterschneidungen.“
Wir prüfen, ob eine flexible einteilige Form ausreicht oder eine mehrteilige Form sinnvoller ist.

„Die Oberfläche soll möglichst sauber reproduziert werden.“
Die Oberflächenqualität des Mastermodells wird vor dem Formenbau entsprechend berücksichtigt.

Welche Informationen helfen bei einer Anfrage?

Für eine erste Einschätzung sind hilfreich:

• Fotos des Bauteils
• CAD-Daten
• STEP- oder STL-Dateien
• vorhandenes Mastermodell
• ungefähre Abmessungen
• gewünschte Stückzahl
• gewünschtes Gießmaterial
• Informationen zur Oberfläche
• besondere Hinterschneidungen-Einsatzzweck

Wenn noch kein Mastermodell vorhanden ist, reicht zunächst auch eine Skizze oder Beschreibung des gewünschten Bauteils.

Silikonformenbau aus Schopfheim

SK-Konstruktion fertigt individuelle Silikonformen am Standort Schopfheim im Landkreis Lörrach.
Durch die Verbindung von CAD-Konstruktion, 3D-Druck, 3D-Scan und Formenbau können Projekte von der digitalen Geometrie bis zur fertigen Silikonform begleitet werden.

Je nach Anforderung kann die Form anschließend beim Kunden oder im Rahmen weiterer Gießarbeiten verwendet werden.

Sie benötigen eine individuelle Silikonform?

Senden Sie uns Fotos, CAD-Daten oder eine kurze Beschreibung des Bauteils und der gewünschten Anwendung.
Wir prüfen anschließend, wie das Mastermodell und die Form sinnvoll aufgebaut werden können und ob eine ein- oder mehrteilige Form erforderlich ist.

Silikonform unverbindlich anfragen →