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Wissenschaftler entwickeln neue Technik, um optimale Silikongussformen schneller und kostengünstiger
herzustellen. Ihre Arbeit wird auf der renommierten SIGGRAPH Konferenz präsentiert
Tokio/Pisa/Klosterneuburg (ist) - Gegenständen mittels Silikongussformen herzustellen hat eine lange
Tradition. Das Erstellen der zur Fertigung komplexer Objekte nötigen Gussformen erforderte bisher jedoch viel
Erfahrung sowie manuelle Eingriffe, was den Prozess kostspielig und langsam machte. Forscher des Istituto di Scienza
e Tecnologie dell'Informazione (ISTI-CNR) und des Institute of Science and Technology Austria (IST Austria) haben
nun ein Tool entwickelt, das automatisch die optimale Gussformen bestimmt, und Vorlagen für sogenannte "Metamolds"
liefert. Diese starren Formen, die also eine Gussform für eine Gussform darstellen, werden 3D-gedruckt und
zur Herstellung der optimierten Silikongussformen verwendet. Die Methode, die die Kosten dieser Fertigungstechnik
senken kann, wird auf der renommierten Konferenz SIGGRAPH 2018 vorgestellt, auf der IST Austria-Forscher mit insgesamt
fünf Präsentationen vertreten sind.
Soll eine Serie identischer Objekte hergestellt werden, ist das Formgießen eine wichtige Methode. Eines der
bevorzugten Materialien für die Gussform ist Silikon, da es verformbar ist und Fehler verzeiht, wenn komplexe
Objekte am Ende des Herstellungsprozesses aus der Form entnommen werden müssen. Um den fertigen Gegenstand
aus der Form lösen zu können, muss man entscheiden, in welche Richtung die Formteile getrennt werden
können, sodass sich keine hervorstehenden Teile des Gegenstandes darin verhaken. Dann musste ein Schnitt präzise
platziert werden, um die Form zu öffnen. Dieser Prozess, der bisher von einem Experten manuell durchgeführt
werden musste, läuft nun automatisch.
"Bisher war das Fertigen komplexer Formen mittels Silikongussformen ein Handwerk, für das man jahrelange
Erfahrung und eine geschickte Hand brauchte. Man musste wissen, wo man die Schnitte idealer Weise platziert und
musste die Arbeit händisch erledigen. Unser neues Tool eröffnet diese Methode für jedermann",
sagt Bernd Bickel.
Der Benutzer muss die gewünschte Form nur hochladen. Das Tool hilft dann in zwei Schritten: Erst berechnet
es, wo die Schnitte für ein optimales Ergebnis platziert werden müssen. Optimal bedeutet, dass eine möglichst
kleine Anzahl von Formteilen verwendet wird und dass das Objekt nach seiner Fertigstellung sicher aus der Form
gelöst werden kann. Dann geht die Software noch einen Schritt weiter: Sie erstellt automatisch die 3D-druckbaren
Vorlagen der Metamold, des Behälters, aus dem die idealen Silikonformteile gefertigt werden. Die gedruckten
Metamolds werden mit flüssigem Silikon gefüllt, um die endgültigen Silikonformteile herzustellen.
Diese sind wiederverwendbar und können für mehrere Abdrücke genutzt werden.
Die Forscher erwarten, dass sich ihre Methode bei kleinen Serien als sehr nützlich erweisen wird, etwa im
Schmuckdesign oder in der Kunst. "Wenn man nicht gerade Millionen von Exemplaren produziert, dann ist dies
die Methode der Wahl", sagt Thomas Alderighi von ISTI-CNR, dem ersten Autor von der Studie, der zwei Monate
als Praktikant am IST Austria in der Arbeitsgruppe von Bernd Bickel verbracht hat.
„Die Produktion einer kleinen Anzahl von Replikaten für Museen könnte ein interessantes Anwendungsgebiet
sein“, merkt Paolo Cignoni, Forschungsdirektor bei ISTI - CNR, an. „Diese Replikate können von Besuchern berührt
werden, was zu einem intensiveren Erleben der Ausstellung führt."
Die Silikonformteile können dann verwendet werden, um Replikate aus einer Vielzahl von verschiedenen Materialien
zu erzeugen, sowohl aus traditionellen Materialien wie verschiedenen Arten von Harz, aber auch aus unkonventionellen
wie Schokolade oder Eis.
Weitere Informationen:
http://visualcomputing.ist.ac.at/publications/2018/Metamolds/
Video: https://www.youtube.com/watch?v=7M2TbQnRLNg
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