Vom Druck zur Silikonform

Manches Material geht nicht durch die Düse: Kerzenwachs, Gips, Seife, Gießharz. Der Umweg ist eine Silikonform, und für die liefert der Drucker zwei Dinge: das Urmodell, das abgeformt wird, und den Rahmen, in dem das Silikon aushärtet. Diese Einheit zeigt beides, mit einem parametrischen Gießrahmen in OpenSCAD.

Wann sich eine Silikonform lohnt

Gießbar in Silikon: Wachs, Gips, Seife, Harz, Beton
Silikon hält: deutlich über 200 °C
Urmodell: PLA reicht
Stand: noch keine Form gegossen

Sobald dasselbe Stück mehrmals entstehen soll, oder das Material heißer ist, als ein gedrucktes Teil aushält, ist die Silikonform der einfachere Weg. Ein gedrucktes Teil dagegen taugt selbst kaum als Gießform: Es ist starr, und alles, was flüssig hineinläuft, setzt sich in den Schichtlinien fest. Silikon gibt beim Entformen nach, nimmt leichte Hinterschnitte hin, und fast nichts klebt daran. Das erste Vorhaben dafür steht auf Kerzen und Duftwachs.

Das Urmodell vorbereiten

Silikon bildet alles ab, auch das, was man am Druck nicht sehen will. Jede Schichtlinie, jede Naht und jeder Stützrest kommt in der Form wieder und dann in jedem Guss. Drei Wege damit:

Als Muster behalten. Gerippte oder gedrehte Formen sehen mit Schichtlinien absichtlich aus. Dafür reicht eine normale Schichthöhe.
Fein drucken und schleifen. Schichthöhe um 0,1 mm, danach nass schleifen bis Körnung 400 oder feiner und mit Füller aus der Sprühdose lackieren. Der Lack muss vor dem Abformen vollständig durchgetrocknet sein.
Chemisch glätten. PolyCast lässt sich mit Isopropanol anlösen, bis die Oberfläche glatt ist, ohne Schleifen.

Wo die Naht der Schichtwechsel liegt, stellt der Slicer ein; bei runden Urmodellen gehört sie an eine Stelle, die später nicht zu sehen ist. Das Urmodell wird mit Heißkleber oder doppelseitigem Klebeband auf dem Sockel fixiert, sonst schwimmt es im Silikon auf.

Welches Silikon

Abformsilikon gibt es in zwei Familien. Der Unterschied ist die Vernetzung, und die entscheidet, ob es neben einem gedruckten Teil überhaupt aushärtet.

	Additionsvernetzend (Platin)	Kondensationsvernetzend (Zinn)
Mischen	meist 1:1 nach Gewicht	meist 100 Teile Masse, wenige Teile Härter
Schrumpf	kaum	messbar, laut Herstellern im Bereich einiger Zehntel Prozent
Haltbarkeit der Form	lang	kürzer, wird mit der Zeit spröde
Empfindlich gegen	Schwefel (viele Modelliermassen), Latex, Reste von Zinnsilikon, manche Lacke und Harzdrucke	wenig
Für hier	erste Wahl, nach einer Probe am gedruckten und lackierten Teil	Ausweichlösung, wenn die Probe klebrig bleibt

Die Probe kostet einen Klecks Silikon: auf eine Ecke des fertigen Urmodells streichen und über Nacht liegen lassen. Bleibt die Oberfläche darunter klebrig, stört etwas am Modell die Aushärtung. Für Formen, die sich beim Entformen weit biegen müssen, passt eine Härte um Shore A 10 bis 25.

Einteilige Form: der Gießrahmen aus dem Drucker

Für eine Stumpenkerze, eine Seife oder einen Duftstein reicht eine einteilige Form. Das Urmodell steht mit seiner Standfläche auf einem Sockel, ein Rohr kommt darüber, das Silikon füllt den Zwischenraum und steht 10 mm über dem Modell. Nach dem Aushärten wird das Rohr abgezogen, das Silikon umgestülpt und das Modell herausgedrückt. Die Öffnung der Form ist später die Standfläche der Kerze.

Der Rahmen ist ein kurzes OpenSCAD-Skript mit Parameterkopf, wie der Spulenhalter auf Maßhaltig konstruieren. Zwei Maße vom Urmodell eintragen, der Rest ergibt sich:

/* [Urmodell] */
// Durchmesser des Urmodells
modell_d = 60;     // [20:150]
// Hoehe des Urmodells
modell_h = 90;     // [20:200]

/* [Form] */
// Silikon rundum und ueber dem Modell
abstand = 10;      // [6:25]
// Wandstaerke des Rahmens
wand = 2.4;        // [1.2:0.4:4]
// Luft zwischen Rohr und Sockel
spiel = 0.3;       // [0.1:0.05:0.6]
// Welches Teil
teil = "alle";     // [alle, platte, rohr, dochthalter]

innen = modell_d + 2 * abstand;
hoehe = modell_h + abstand;

// Silikonmenge: Rahmen-Innenraum minus Urmodell
vol_ml = (PI / 4 * innen * innen * hoehe
        - PI / 4 * modell_d * modell_d * modell_h) / 1000;
echo(str("Silikon: ", round(vol_ml), " ml"));

Das Skript gibt drei Teile aus: die Grundplatte mit Sockel, das Rohr und einen Dochthalter, der quer über der Form liegt und den Docht im Schlitz mittig hält. Die letzte Zeile beantwortet die Frage, wie viel Silikon angemischt werden muss. Für das Beispiel oben, ein Urmodell mit 60 mm Durchmesser und 90 mm Höhe, rechnet OpenSCAD 248 ml aus, bei einer Dichte von etwa 1,1 g/ml rund 273 g. Mit etwas Zugabe für das, was im Becher bleibt, wird angemischt.

Die Fuge zwischen Rohr und Sockel hat 0,3 mm Luft, damit das Rohr sich aufschieben lässt. Dünnflüssiges Silikon findet diesen Spalt; eine Raupe Heißkleber außen herum dichtet ihn ab. Bei eckigen Formen sind vier Wandplatten mit Steckverbindung einfacher zu entformen als ein Kasten aus einem Stück.

Zweiteilige Form

Hat das Urmodell kräftige Hinterschnitte, eine Kugel etwa oder eine Figur mit abstehenden Teilen, bekommt man es aus einer einteiligen Form nicht heraus. Dann wird in zwei Hälften gegossen:

Trennebene legen. Das Urmodell liegt bis zur Hälfte in schwefelfreier Knete. Die Kante der Knete wird die Naht der Form.
Passnoppen. Ein paar Mulden in der Knete, zum Beispiel mit einem Stift eingedrückt, werden in der ersten Hälfte zu Noppen und halten die Hälften später deckungsgleich. Im gedruckten Rahmen können sie gleich als Halbkugeln mitgedruckt werden.
Einguss und Entlüftung. Ein Stab am höchsten Punkt des Modells wird zum Einguss, dünnere Stäbe an Spitzen und Überhängen lassen die Luft entweichen.
Trennmittel dazwischen. Silikon haftet auf Silikon. Bevor die zweite Hälfte gegossen wird, bekommt die erste ein Trennmittel, das der Silikonhersteller dafür angibt. Ohne das entsteht ein Block, keine Form.

Beim Gießen werden die Hälften mit Gummibändern oder einem gedruckten Stützrahmen zusammengehalten, sonst drückt das Gewicht des Wachses sie auseinander.

Wenn es schiefgeht

Befund	Wahrscheinliche Ursache	Was hilft
Silikon bleibt am Modell klebrig	Inhibierung durch Lack, Knete oder Handschuhe	Probe vorher, Nitril statt Latex, schwefelfreie Knete, notfalls Zinnsilikon
Blasen an der Oberfläche der Form	Luft beim Einrühren oder am Modell hängen geblieben	Langsam rühren, dünn aus der Höhe in eine Ecke gießen, Modell vorher mit Silikon einpinseln
Silikon läuft unten aus	Spalt zwischen Rahmen und Grundplatte	Heißkleber außen um die Fuge, kleineres `spiel`
Modell schwimmt auf	Nicht fixiert, das Silikon ist schwerer als ein Druck mit wenig Füllung	Festkleben, Urmodell mit mehr Füllung drucken
Form reißt beim Entformen	Silikon zu hart oder zu dünn an einer Stelle	Weicheres Silikon, größerer `abstand`

Alles auf dieser Seite ist Recherche und Plan. Die erste Form entsteht für eine einfache Stumpenkerze; was dabei anders läuft als hier beschrieben, wird an dieser Stelle nachgetragen.

Verwandt Lernen Kerzen und Duftwachs Maßhaltig konstruieren Gießfilamente Slicer