Wartung – Zierteile im 3D Druck nachfertigen Teil 2


In unserem ersten Teil berichteten wir ĂŒber die Nachfertigung von Oldtimer-Ersatzteilen am 3D-Drucker. Wir zeigten, wie wir die Form eines Ersatzteils fĂŒr einen einzigartigen Fiat 600 Elaborazione Frua nachgebaut und in PLA Kunststoff ausgedruckt hatten. Nun soll diese Form als Aluminium Guss nachgefertigt werden.

Als Basis dient das rekonstruierte Modell des KotflĂŒgel Zierelements. Wir werden in dieser Ausgabe, eine Technik vorstellen, um ein Aluminium-Gußteil zu erhalten.
Ein schnelles Verfahren ist in jedem Fall das Verfahren, den Guss ĂŒber einen Sandgußform durchzufĂŒhren. Bei diesem Verfahren wird ein speziell mit Öl durchtrĂ€nkter Sand als Formenmaterial verwendet. Verdichtet wird dieser Sand hart und bildet die Form des zu gießenden Teils perfekt ab. Um dieses Verfahren anzuwenden, muss ein neues Modell im 3D Drucker ausgedruckt werden. Das bereits konstruierte Prototypenmodell wird im CAD Programm lĂ€ngs halbiert und die beiden HĂ€lften getrennt ausgedruckt. In unserem Fall benötigt der Druck einer HĂ€lfte des Emblems rund fĂŒnfzehn Stunden, sprich fĂŒr beide HĂ€lften war der 3D Drucker ganze 30 Stunden aktiv. Doch mit diesem PLA Master können mehrere GĂŒsse durchgefĂŒhrt werden, denn die ausgedruckte Form bleibt erhalten.
Eine der ausgedruckten HĂ€lften wird auf eine glatte OberflĂ€che gelegt. Über ein Sieb wird etwas Formensand auf das Modell gesiebt. Oberhalb des FlĂŒgels bildet das Modell eine Hinterschneidung, die bei der Entnahme des Modells aus der Sandform zu Problemen fĂŒhren könnte. Daher wird diese Hinterschneidung erst einmal mit dem Formensand aufgefĂŒllt. Der Locker gesiebte Sand wird fest an die Form gepresst und die Hinterschneidung gefĂŒllt. Mit einem Stahlschaber wird ĂŒberschĂŒssiger Sand entfernt und das Modell gesĂ€ubert. Bevor nun die nĂ€chste Schicht Sand aufgetragen wird, muss Talkum Puder auf die Form aufgetragen werden. Das Talkum Puder (es geht auch Babypuder), dient als Trennmittel und sorgt dafĂŒr, dass sich spĂ€ter die Form gut von dem Master trennt. Um das Modell herum wird ein Formenrahmen gesetzt.
Nun wird erneut das Modell mit Formensand bestreut. Der Formensand wird wieder durch das Sieb gerieben. Dies erzeugt einen sehr feinen lockeren Sand, der sich komplett ĂŒber das gesamte Modell legt. Zwischendurch wird dann der Sand durch Druck verdichtet. Dazu wird der Sand regelrecht gepresst. Je höher der Druck, desto fester wird die Sandform. Der Sand wird innerhalb des Rahmens immer wieder aufgefĂŒllt und verdichtet. Nachdem bereits einiges an Sand eingefĂŒllt und mit der Hand gut verdichtet wurde, kann mit einem festen StĂ¶ĂŸel der Sand festgeklopft werden. Diese verdichtet den Sand noch mehr. Das Verdichten ist ein wichtiger Prozess im Formenbau. Der Sand wird dadurch fester und stabil. Der Rahmen wird immer wieder mit Sand aufgefĂŒllt und von neuem mit dem StĂ¶ĂŸel festgeklopft. Erst wenn der Sand durchgehend hart ist und ĂŒber den Rand ĂŒbersteht, kann begonnen werden, mit einem Stahl oder StĂŒck Holz die Form zu begradigen. ÜberschĂŒssiger Sand, der ĂŒber den Rand hinausragt wird weggeschabt.
Die erste FormenhĂ€lfte ist damit vorbereitet. Nun wird der Rahmen mit der Gußform umgedreht. Man erkennt noch das Modell, das vom Sand eingefasst ist. Nun wird die zweite HĂ€lfte des Modells aus Kunststoff passgenau aufgesetzt. Hier helfen vorher eingesetzte Passerstifte. Der zweite Rahmen der Halterung wird aufgesetzt und fixiert. Sandformen bestehen immer aus zwei passgenauen Rahmen, die das Verrutschen der Formenteile verhindern. Mit einem runden Rohr, etwa 4-5 cm im Durchmesser, werden die Punkte der Fall- und Steigleitung markiert, damit sie spĂ€ter auf die zweite HĂ€lfte ĂŒbertragen werden.
Die OberflĂ€che der ersten Sandform-HĂ€lfte wird wieder mit Talkum-Puder bepinselt, damit sich spĂ€ter die beiden FormenhĂ€lften voneinander trennen. Nun wird auch ĂŒber dies zweite HĂ€lfte des 3D Modells weicher Öl-Sand gestreut und gleich verfahren wie mit der ersten HĂ€lfte der Gußform. Wenn auch die zweite HĂ€lfte fest verdichtet wurde, können die beiden FormenhĂ€lften vorsichtig auseinandergenommen werden. Die beiden HĂ€lften sind nun bereit fĂŒr die weitere Bearbeitung. Deutlich erkennt man nun auch an welcher Stelle die Fall- und Steigleitung angebracht wird.
Mit einem kleinen Hammer oder einem kleinen StĂ¶ĂŸel wird das Kunststoff-Modell vorsichtig abgeklopft. Dies soll die Form lösen. Man hört deutlich einen Unterschied, wenn sich das Modell etwas vom Sand gelöst hat. Zuerst hört sich das Klopfen sehr dumpf und tief an. Hat sich das Modell gelöst, wird der Ton höher und satter. In die Löcher der Passermarken werden zwei Schrauben eingedreht und vorsichtig das Modell aus dem Sand gehoben. Da die FlĂŒgel schrĂ€g stehen, muss das Modell sehr vorsichtig in einem Winkel angehoben werden. Wenn alles gut geht, löst sich das PLA Modell perfekt aus der Sandform und es bleibt ein genauer Negativabdruck des Modells im Sand zurĂŒck.
Mit einem Rohr aus sehr dĂŒnnem Blech wird nun die Fallleitung gestochen und die Verbindungen zum Gußraum geschaffen. Am besten eignet sich dafĂŒr eine feine Spachtel, um die SandkanĂ€le auszuschneiden und zu formen. Kanten werden mit dem Finger gedrĂŒckt und abgerundet. Auch die beiden Steigleitungen werden in den Sand geschnitten und die KanĂ€le geformt. Je besser die ZulĂ€ufe und AblĂ€ufe durchdacht sind, desto besser wird am Ende der Guß. Die Gußform kann jetzt wieder zusammengesetzt und fixiert werden. Sie ist bereit fĂŒr den Aluminium Kokillenguß.
Vorsichtig wird das flĂŒssige Aluminium in die Gußform eingefĂŒllt. Hier kann es stark spritzen und es entstehen Flammen. Es wird so viel Aluminium eingefĂŒllt, bis das Steigrohr komplett gefĂŒllt ist.
Nach dem AbkĂŒhlen, kann die Sandform oder Gipsform zerklopft werden und das Aluminium Modell ist freigelegt. Ein Wasserbad kĂŒhlt das Modell final ab. Die ĂŒberschĂŒssigen Leitungen und Teile werden am Bandschneider abgetrennt. NatĂŒrlich muss ein gegossenes Modell noch final bearbeitet werden. Grate und Kanten werden mit der Feile oder dem SchleifgerĂ€t entfernt. Je nachdem wie das Finishing des Modells aussehen soll, wird die OberflĂ€che weiter bearbeitet. Sandstrahlen, Keramikschleifen, BĂŒrsten oder Hochglanzpolieren, alles ist möglich. Unser Emblem wird etwas poliert, damit es nicht zu neu aussieht, da das Fahrzeug in einem sehr originalen Zustand ist.