Werkzeugbau mit dem 3D-Drucker: Silikonformen


3D-Drucker (in FDM-Bauweise) drucken Plastik: Einige nutzen PLA, andere ABS. Obwohl ABS wesentlich weicher und flexibler als PLA ist, würde ich dennoch beide Materialien als eher hart und unflexibel charakterisieren. Beide Materialien sind auch nicht lebensmittelecht - eine Schokoladengussform aus ABS möchte man aus gesundheitlichen Gründen nicht haben. Silikon wäre eher ein Material für diesen Einsatzzweck.

Silikone sind Elastomere, die sich bei Raumtemperatur oberhalb ihrer Glasübergangstemperatur (vgl. mein vorhergehender Post) befinden und elastisch sind. Die Silikondichtmasse, die man zum Abdichten von Fugen verwendet, ist ein Beispiel für ein Silikon. Auch die meisten flexiblen Handyhüllen sind entweder aus Silikon oder aus Polyurethan gemacht. Silikon ist eine Materialmischung, d.h. durch Zusätze können zentrale Eigenschaften wie die Härte beeinflusst werden.

Im Modellbau wird Silikon oft als Material für Abgussformen benutzt. Dabei kommen meistens RTV-Silikone zum Einsatz: Diese Silikone vulkanisieren bei Raumtemperatur und erwärmen sich dabei nicht. RTV-Silikone bestehen aus zwei Komponenten, die miteinander vermischt werden und dann in eine Form gebracht werden können. Je nach Art des Silikons läuft die Vulkanisation unterschiedlich schnell ab: Im besten Fall hat man nach einer Stunde einen voll ausgehärteten Abdruck seiner Form. Der Nachteil von Abformsilikonen ist der Preis: Ein Kilogramm kostet ca. 30 Euro, lebensmittelechtes Abformsilikon ca. 40 Euro.

Silikone gibt es in unterschiedlichen Härtegraden, gemessen in Shore. Je geringer die Shore-A-Zahl, desto weicher das Material. Damit kann man das Silikon entsprechend dem Anwendungszweck auswählen. Ebenso gibt es RTV-Silikone, die lebensmittelecht sind. Genau das, was ich jetzt brauche, denn: ich will heute eine

Schokopesthörnchenform basteln.

Als Beispielgeometrie dient wieder das Pesthörnchen (Original bei schrutzki.net). Da ich ein Positiv dieser Geometrie in Schokolade ausgießen möchte brauche ich also ein Negativ aus Silikon. Diese wird mit Hilfe eines Positivs aus ABS hergestellt:

Ich hab diverse Handskizzen gebraucht, um mir das zu veranschaulichen. Das ABS-Positiv muss wiederum von einem weiteren Formteil umschlossen werden, in dass man dann das Silikon gießen kann. Konstruieren wir also zuerst einmal diese Wanne:

Die Ausschnitte links und rechts sind Halter für das Positiv - schließlich muss das ganze auch mechanisch zusammenhalten. Das Positiv wird von oben in die Wanne eingelegt:

In die Augen und die Nase des Pesthörnchens habe ich im Nachhinein noch zwei Löcher gebohrt, damit dort beim Gießen keine Luft eingeschlossen wird.

Silikon gießen

Sicherheit geht vor: Obwohl RTV-Silikone selbst ungefährlich sind, ist beim Umgang mit den zwei noch ungemischten Komponenten Vorsicht geboten. Der Härter kann — je nach Silikon — die Haut und Augen reizen. Eine Schutzbrille und Latexhandschuhe reichen aber aus, um sich zu schützen.

Das Handling ist eigentlich recht einfach: Die beiden Komponenten müssen nach Vorschrift gemischt werden, dann können sie innerhalb der Verarbeitungszeit in die Form gegossen werden. Im folgenden Video ist das sehr anschaulich dargestellt:

Nach dem Gießen die Form einfach irgendwo hinstellen, wo es warm ist — ich nutze dafür meine Fensterbank. Wenn das Silikon ausgehärtet ist: Einfach aus der Form entnehmen. Silikon haftet nur an sich selbst, d.h. es ist kein Trennmittel erforderlich, um den Abguss aus der Form zu bekommen:

Nach dem Entnehmen kurz abspülen, Schokolade im Wasserbad schmelzen und in die Form gießen. Nach dem Abkühlen hat man Pesthörnchen-Schokowürfel :-). Die Form hat mittlererweile auch diverse Waschgänge in meiner Spülmaschine überlebt. Silikonabgüsse sind recht detailgenau: Je nach Anwendungszweck sollte man die Gussform entweder mit Aceton behandeln oder glattschleifen. Auf der Unterseite der Pesthörnchenform erkennt man deutlich das Druckmuster meines 3D-Druckers:

Meine Form ist rund 80g schwer. Da 1000g dieses Silikons 40 Euro kosten, hat mich das Experiment rund 3,20 Euro gekostet. Im Vergleich dazu fallen die Kosten für die ABS-Gussform nicht ins Gewicht. Die Gussform halte ich übrigens bei anderen Silikon-Gießexperimenten immer bereit — darin kann man prima eventuell zuviel gemischtes RTV-Silikon gießen und erhält so immer mehr Schokoformen.


Mathias Dalheimer

Yours truly.

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