Direkt oder indirekt

Dominierte bis vor wenigen Jahren in Schmuckindustrie und Dentaltechnik noch die reine Handwerkskunst, etablieren sich heute zunehmend digitale Entwicklungs- und Fertigungsmethoden. Rapid Prototyping eröffnet hier ganz neue Dimensionen auf dem Weg vom Modell zum Endprodukt. Das liegt zum einen an der anwenderfreundlichen Technik, zum anderen aber am erschwinglichen Preis der Anlagen eines mittelständischen Unternehmens aus Nordrhein-Westfalen.

Vor allem die Schmuckindust-rie nutzt bereits heute leistungsfähige 3D CAD-Programme. Sie ermöglichen es, komplexe Geometrien dreidimensional am Bildschirm zu erstellen, häufig wiederkehrende Geometrien in Bibliotheken abzulegen, Modelldaten zu archivieren und mit geringem Aufwand vielfältige Varianten zu schaffen. In der Dentaltechnik steht noch das 3D-Scannen des oralen Gipsabdrucks vor dem CAD, um auf Basis dieser Daten Brücken, Kronen und andere dentaltechnische Elemente zu konstruieren.
Sobald die 3D CAD-Daten eines Rings oder Zahnersatzes digital auf dem Rechner vorliegen, stellt sich die Frage nach dem geeigneten Verfahren zur schnellen und exakten Ausgabe der Modelle. Schließlich handelt es sich in beiden Fällen um höchst filigrane und meist sehr dünnwandige Bauteile mit Wanddicken von bis zu 0,3 Millimetern. Das Prototyping- und Modellbau-Verfahren Perfactory des deutschen Herstellers Envisiontec harmoniert bestens mit diesen Ansprüchen. Denn es lässt sich hervorragend integrieren in den Prozess vom Modell zum Produkt, der in Dental- und Schmuckbereich traditionell über das Wachsausschmelz-Verfahren für den Feinguss führt. Dabei ermöglicht Perfactory zwei Wege zum Feinguss: Den direkten über das Einbetten und Ausbrennen der ¿verlorenen" Modelle; oder den indirekten über die Abnahme einer Gussform aus Kautschuk oder Silikon.
Der direkte Weg erfordert genaue Kenntnisse über die Verwendung entsprechender Einbettmassen und die Ausbrenn-Parameter. Die mit Perfactory direkt aus dem 3D CAD-Datensatz erstellten Modelle brennen bei höheren Temperaturen aus (> 750 °C) als klassisches Wachs, da sie aus Acrylat bestehen. Das Duroplast hat keinen Schmelzpunkt, sondern eine Zersetzungstemperatur (380 °C). Die Gefahr des Reissens der Gussform ist nicht gegeben. Erste Praxisergebnisse ¿ etwa aus Malaysia und Italien ¿ dokumentieren gute Ausbrenn- und Guss-Resultate.
Beim indirekten Prozess werden kalte Silikone eingesetzt und wie beim klassischen Silikongussverfahren. Innovativer ist allerdings der Einsatz neuer vulkanisierter Kautschuk- Formmassen, die bei niedrigerer Temperatur (350 °C) verarbeitet werden. In England fanden dazu erfolgreiche Versuche statt. Die Zeit für die Herstellung einer Gussform aus vulkanisiertem Kautschuk betrug lediglich zwei Stunden. Frank Cooper, technischer Leiter des Jewellery Industry Innovation Centre am Birmingham Institute of Art & Design überzeugte vor allem die hohe Genauigkeit der Perfactory-Modelle sowie der hohe Grad an Detailtreue. Es konnten Schichtdicken von 25 µm und eine Pixelgröße von 32 µm erreicht werden. Dank des ¿Up side down"-Verfahrens wurde zudem der Einsatz von Stützstrukturen auf ein Minimum reduziert, und die meisten Schmuckstücke ließen sich direkt am beziehungsweise mit Anguss bauen.
Zu einem Preis von unter 60.000 Euro erhält man mit Perfactory eine komplette RP-Lösung. Nicht zuletzt aufgrund ihrer niedrigen Betriebskosten sind die kompakten Stand-Alone-Systeme daher auch für Kleinbetriebe und Werkstätten in der Medizin- und Dentaltechnik sowie der Schmuckindustrie finanzierbar. Ihre Handhabung ist einfach, die Installation und der Betrieb des Systems erfordert keinerlei Expertenwissen. Der Herstellungsprozess basiert auf dem Prinzip der Photopolymerisation durch Maskenbelichtung. Aus einer orangefarbenen Acrylat-Flüssigkeit werden die am Computer entworfenen 3D-CAD Modelle in wenigen Stunden schichtweise erstellt. Der Bauraum ist variabel. Die Baugeschwindigkeit richtet sich nach der Komplexität der Geometrie und der eingestellten Schichtdicke.

www.envisiontec.de