Fortgeschrittenes Mikroguss-Verfahren mit 3D-gedruckten Ausbrenn-Harzformen

Mikroguss / Wachsausschmelzverfahren ist eine der am häufigsten genutzten Fertigungsmethoden in der Schmuckbranche und das älteste bekannte Gussverfahren.

Beim Guss werden Metallreplikate durch eine Form gewonnen, die traditionell aus einem Wachsmodell gefertigt wird. Hier ersetzen 3D-gedruckte Teile aus Ausbrenn-Harzen die Wachsmodelle.

Schmuck lässt sich aus Gold, Platin, Silber, Messing per Guss fertigen. Folgend der Mikroguss-Prozess für Schmuck aus 3D-gedruckten Ausbrenn-Harz-Teilen:

1. 3D-Druck des Teils

Basierend auf CAD-Designs werden Modelle 3D-gedruckt. Aktuell gibt es viele ausbrennbare Harze verschiedener Hersteller. Materialwahl hängt vom Drucker und Teileanforderungen ab.

Bild 1: 3D-gedruckter Ring mit FormLabs Ausbrenn-Harz. Quelle: FormLabs.

Einer der beliebtesten 3D-Drucker für Schmuck: Form 3 von FormLabs. Er erfordert kein fortgeschrittenes technisches Wissen und ist problemlos nutzbar. Einschränkung: nur herstellereigene Materialien. Vorteil: Kein Setup nötig, konfigurierbare Parameter auf Minimum reduziert (Materialtyp + Basisparameter) – Fehlermarge minimiert.

Folgend gängige Ausbrenn-Harze und ihre Druckerkompatibilität:

Harz	Hersteller	Technologie	Kompatibilität
Castable Wax	FormLabs	SLA	Form 2, Form 3, Form 3L, Form3+
Castable Wax 40	FormLabs	SLA	Form 2, Form 3, Form 3L, Form3+
zWax Amber	UniZ	LCD	Slash, Slash 2, Slash 2 Plus, Slash 2 Pro
zWax Purple	UniZ	LCD	Slash, Slash 2, Slash 2 Plus, Slash 2 Pro
Bluecast original	Zortrax	LCD	UniZ, WANHAO, Zortrax, ANYCUBIC, ASIGA, B9 Creator, FLASH FORGE Moon Ray, Prusa
Bluecast X5	Zortrax	LCD	UniZ, WANHAO, Zortrax, ANYCUBIC, ASIGA, B9 Creator, FLASH FORGE Moon Ray, Prusa
Bluecast X10	Zortrax	LCD	UniZ, WANHAO, Zortrax, ANYCUBIC, ASIGA, B9 Creator, FLASH FORGE Moon Ray, Prusa
Dental Cast	Harz Labs	LCD	Formlabs, PEOPOLY, UniZ, WANHAO, Zortrax, ANYCUBIC, ASIGA, B9 Creator, FLASH FORGE Moon Ray, Prusa

Tabelle 1: Ausbrenn-Harze & Kompatibilität. Quelle: Filament2print.

Jedes Material hat unterschiedliche Eigenschaften und Parameter. Gemeinsam: entwickelt, um Wachs im Mikroguss zu ersetzen – Zusammensetzung erzielt gussreine Ergebnisse ohne Rückstände, die das Endergebnis beeinträchtigen könnten.

Nach Druck: Teile aushärten, falls Material dies erfordert. Immer Herstellerempfehlungen folgen für optimales Ergebnis.

2. Wachsbäumchen

Nach Aushärtung der Teile (falls nötig) erfolgt Stützenentfernung mit äußerster Vorsicht. Schleifpapier (Korn 400+) oder Rotationswerkzeug mit Polieraufsatz für vollständige Stützenentfernung und perfektes Finish.

Für das Wachsbäumchen: Wachsbasis nehmen, mit Gusskanal-Gummimanschette verbinden. Kleine zylindrische Wachsstäbe an Basis anschweißen (Heißwerkzeug). 3D-gedruckte Teile an den anderen Stabenden anschweißen.

Bild 2: Guss-Wachsbäumchen. Quelle: FormLabs.

Dieser Prozess entspricht dem traditionellen Mikroguss mit handgeschnitzten Wachsteilen.

3. Formvorbereitung

Das Wachsbäumchen mit Ausbrenn-Harz-Teilen kommt in einen feuerfesten Stahlzylinder, der in die Gummimanschette passt. Falls Zylinder Löcher hat: mit Klebeband umwickeln.

Bild 3: Feuerfester Stahlzylinder. Quelle: Formlabs.

Dann Gussmasse langsam eingießen – immer von der Zylinderseite, um das Bäumchen nicht zu beschädigen.

Bild 4: Gussmasse in feuerfesten Zylinder gießen. Quelle: Formlabs.

Beim Gießen können kleine Lufteinschlüsse entstehen, die Endteilqualität mindern. Daher: Entgasen in Vakuumkammer ist essenziell.

4. Ausbrennen (Burnout)

Zylinder in Ofen gemäß Herstellerempfehlungen zu Zeit und Temperatur. Währenddessen verbrennt Wachs rückstandsfrei – Form ist bereit.

Bild 5: Ausbrennprozess. Quelle: Formlabs.

Dann gewünschtes Metall in Form gießen für Endteile.

5. Waschen & Polieren

Nach Guss: Form vorsichtig aus Ofen entnehmen, mit Zange in Wasser tauchen. Gussmasse schmilzt, Metallteile werden sichtbar. Nach Waschen: Teile vom Bäumchen trennen, polieren bis gewünschtem Finish.

Bild 6: Waschprozess. Quelle: Formlabs.

Nach Waschen: Teile trennen, polieren bis Finish.

Bild 7: 3D-gedruckter Ring mit Ausbrenn-Harz & Silberring nach Mikroguss. Quelle: Formlabs.

Der Einsatz von Gussharzen im Schmucksektor bietet zahlreiche Vorteile. U. a. beliebig viele Modelle schnell und mit extremer Präzision 3D-drucken – signifikante Kosten- und Zeitreduktion.