Konzept eines Rapid-Tooling-Verfahrens für Gummi-Metall-Prototypen mithilfe additiv gefertigter Vulkanisationsformen

Von:

Erik Oelsch

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Elastomerbauteile die aus vulkanisierbaren Kautschukmischungen hergestellt wurden, zeichnen sich durch eine große Vielfalt verschiedener Anwendungsgebiete aus. Dabei ist ein großer Marktanteil die Verbindung von Gummi und Metall, welche zum Beispiel in Fahrwerksbuchsen zu finden ist. Für die Herstellung stellt das Spritzgießen die modernste und etablierteste Variante dar, welche für eine Massenfertigung bestens geeignet ist. Für die Forschung und Entwicklung von neuen Gummi-Bauteilen und der Weiterentwicklung von bestehenden ist es notwendig, dass Prototypen hergestellt werden, um gewünschtes Verhalten zu charakterisieren. Zwar können einzelne Entwicklungsschritte über Simulationen verifiziert werden, jedoch steht für die abschließende Validierung als Vorstufe zum Serienbauteil immer der Prototyp. Für die Herstellung von einzelnen Prototypen muss nach aktuellem Stand der Technik ebenfalls eine Spritzgussform hergestellt werden, was mit einem erheblichen Kosten und Zeitaufwand verbunden ist. Der in dieser Arbeit vorgestellte Ansatz beschäftigt sich mit einem Rapid-Tooling-Verfahren, bei dem nicht die Gummi-Bauteile selber, sondern die Formen für den Spritzguss 3D-gedruckt werden. Es werden alle Eigenschaften, welche den Kautschuk-Spritzguss charakterisieren hierbei berücksichtigt. Hauptpunkt ist die Vulkanisation der Kautschukmischung nach dem Einspritzvorgang. Um aussagekräftige Prototypen herzustellen, bedarf es einer exakten Vulkanisation der Kautschukmischung, wie dies auch im Spritzguss erfolgt. Nur dann können verschiedene Prototypen mit Serienbauteilen verglichen werden.