Herstellung und Fertigung von Kunststoffformen – GFK-Formen

Die Herstellung von Kunststoffformen, darunter GFK-Formen (glasfaserverstärkte Laminate), ist ein hochentwickelter technologischer Prozess, der Präzision, Erfahrung und den Einsatz moderner Technologien erfordert. Als Unternehmen, das sich auf die Konstruktion und Herstellung von GFK-Formen spezialisiert hat, wissen wir genau, dass jedes noch so kleine Detail von Bedeutung ist. In unserer Werkzeugbauabteilung legen wir größten Wert auf höchste Qualität und Präzision in der Ausführung, wodurch wir selbst die Erwartungen der anspruchsvollsten Kunden erfüllen können. Durch den Einsatz von GFK-Formen können wir ein breites Spektrum an Branchen bedienen und Produkte liefern, die in der Automobil-, Luftfahrt- oder Bauindustrie Anwendung finden.

Wie läuft die Herstellung von GFK-Formen ab?

Bei STOLAM stellen wir keine klassischen Spritzgussformen her. Stattdessen sind wir auf den Bau von Formen aus Glasfaser-Polyester-Laminat (GFK) spezialisiert und nutzen dabei dieselben Technologien wie bei der Herstellung der Endprodukte, mit dem Unterschied, dass wir für die Formherstellung Materialien mit verbesserten technischen Eigenschaften verwenden. Die fertigen Formen sind langlebiger, verschleißfester und ermöglichen eine wiederholte, präzise Wiedergabe von Details.

Der Prozess beginnt mit dem Modell

Auf diesem entsteht Schicht für Schicht die Form. Zunächst wird die Oberfläche sorgfältig vorbereitet und mit einem Trennmittel (Technikwachs) beschichtet, das das Anhaften des Laminats verhindert. Der nächste Schritt ist das Auftragen eines speziellen Formgelcoats, also eines Materials mit erhöhter mechanischer Festigkeit und verlängerter Lebensdauer.

Nach dem Aushärten des Gelcoats tragen wir weitere Verstärkungsschichten aus Glasmatten auf, die mit Vinylesterharzen und schwindungsarmen Polyesterharzen getränkt sind. Spezielle Zusammensetzungen minimieren das technologische Schrumpfen, verhindern Verformungen und verbessern die Festigkeit der gesamten Form erheblich.

Das Endergebnis ist eine solide, widerstandsfähige Form, die das Modell perfekt nachbildet und die mehrfache Produktion von Bauteilen mit hochwertiger Oberflächenqualität ermöglicht. Diese Lösung eignet sich besonders für die Einzel- und Kleinserienfertigung.

Vorteile von Kunststoffen
in der verarbeitenden Industrie

Kunststoffformen (insbesondere solche aus Polyester-Glasfaser-Laminat) bieten eine Reihe von Vorteilen, die sie zu einer hervorragenden Alternative zu Metallformen machen. Vor allem sind sie deutlich leichter und damit bequemer in der Handhabung, einfacher zu transportieren und gewährleisten ein geringeres Risiko mechanischer Beschädigungen bei der Montage.

Das Material korrodiert nicht, ist feuchtigkeitsbeständig und widerstandsfähig gegen die meisten in der Industrie verwendeten Chemikalien, was die Lebensdauer der Form erheblich verlängert. Die Herstellungskosten sind niedriger als bei Stahlformen, und bei Bedarf lässt sich die Form leicht modernisieren, ohne dass alles neu entworfen werden muss.

Kunststoffe bieten zudem eine gute Wärmeisolierung, wodurch eine lokale Überhitzung der Laminatschichten verhindert und der Aushärtungsprozess stabilisiert wird. Sie ermöglichen die präzise Nachbildung komplexer Geometrien, Aussparungen oder Krümmungen, was bei Metallformen mit einem wesentlich höheren Arbeits- und Kostenaufwand verbunden wäre.

Konstruktion von Kunststoffformen

Bei der Konstruktion von Kunststoffformen ist es entscheidend, die korrekte Entformung des fertigen Teils zu berücksichtigen. Wir achten darauf, dass keine scharfen Kanten entstehen und die Wandungen den richtigen Neigungswinkel aufweisen, damit die Form während ihrer gesamten Lebensdauer reibungslos und zuverlässig funktioniert. Ebenso wichtig ist die Qualität der Kontaktfläche der Form, die sich direkt auf das Aussehen und die Oberflächenbeschaffenheit des hergestellten Teils auswirkt.

Grundlage des gesamten Prozesses ist die Anfertigung eines Modells, also eines sogenannten Formkörpers, auf dessen Basis die Form entsteht. Meistens stützen wir uns auf 3D-Dokumentation, und die richtige Form des Modells erzielen wir durch CNC-Fräsen aus Materialien wie MDF, Holz oder Styropor. Die Oberfläche des Modells wird anschließend mehrfach gespachtelt, geschliffen und lackiert, wodurch die erforderliche technologische und ästhetische Qualität der Form erreicht wird.

Die Haltbarkeit ist äußerst wichtig, daher sehen wir bereits in der Entwurfsphase Stellen vor, die möglicherweise einer zusätzlichen Verstärkung bedürfen. Zu diesem Zweck verwenden wir Verstärkungsrippen aus technischem Sperrholz oder Stahlrahmen, die das Risiko von Verformungen begrenzen und die langfristige Stabilität der Form gewährleisten.

Wie sieht der Prozess der Formherstellung aus?

Der Konstruktionsprozess beginnt mit der Analyse der Form des Bauteils und der Festlegung geeigneter technischer Vorgaben. Aufgrund der Eigenschaften der Harze berücksichtigen wir die Materialschrumpfung, die sich auf die endgültigen Abmessungen des Produkts auswirken kann. Jede Form muss so konstruiert sein, dass sie während des Betriebs stabil bleibt und sich unter Belastung nicht verformt. Wir verstärken die Formen an kritischen Stellen und wählen die Winkel sowie die Geometrie der Wände sorgfältig aus.

Welche Technologien werden bei der Herstellung von Formen eingesetzt?

Bei der Herstellung von Kunststoffformen können verschiedene Laminiertechniken zum Einsatz kommen. Zu den gängigsten gehören:

Handlaminieren (Hand Lay-up) – dabei werden nacheinander Schichten aus Glasmatten oder Glasgewebe von Hand aufgelegt und mit Harz getränkt. Dies ist ein arbeitsintensiver Prozess, der jedoch die vollständige Kontrolle über die Qualität der Form ermöglicht.
Sprühlaminierung (Spray-up) – eine Technik, bei der eine Mischung aus Harz und geschnittenen Glasfasern direkt auf das Modell gesprüht wird. Sie ermöglicht eine schnellere Beschichtung großer Flächen.
Vakuuminfusion (Vacuum Infusion) – eine moderne Methode, bei der das Harz mittels Unterdruck in die Glasfaserlagen gesaugt wird. Sie ermöglicht Formen mit höherer Homogenität und weniger Luftblasen.

Bei STOLAM setzen wir auf das Handlaminieren, da es eine exakte Wiedergabe von Details, die Einhaltung der Maßhaltigkeit und die Anpassung des Prozesses an die individuellen Anforderungen des Projekts ermöglicht.

Prototypen aus Kunststoff

Glasfaserverstärkte Kunststoffe bieten große Flexibilität beim Testen und Verfeinern von Entwürfen noch vor dem Start der Serienproduktion. Sie ermöglichen die Herstellung realistischer Prototypen in kurzer Zeit und zu relativ geringen Kosten. Mit solchen Modellen lassen sich sowohl die Geometrie als auch die Funktionalität der Bauteile überprüfen, ihre Passgenauigkeit zu den übrigen Komponenten beurteilen sowie mögliche Montagekollisionen analysieren.

Wenn Sie vor Produktionsbeginn eine bewährte Lösung wünschen – fragen Sie uns nach der Herstellung eines Prototyps!