Wie funktionieren Mehrmaterial- oder Dual-Durometer-Prototypen im Urethanguss?

Umspritzen innerhalb einer einzigen Form

Mehrmaterial- oder Dual-Durometer-Prototypen im Urethan-Gießen werden durch einen sequentiellen Umspritzprozess mit einer einzigen, flexiblen Silikonform realisiert. Im Gegensatz zum Spritzguss, der häufig komplexe, mehrteilige Werkzeuge erfordert, nutzt diese Technik die Elastizität der Silikonwerkzeuge, um integrierte Bauteile mit unterschiedlichen Materialeigenschaften in verschiedenen Bereichen zu erzeugen. Der Prozess ist ein zentraler Baustein fortschrittlichen Rapid Prototyping zur Bewertung von Materialinteraktion, Ergonomie und Leistung – und bildet Umspritzteile aus der Serienfertigung sehr realitätsnah nach.

Sequentielle Gießschritte

Der Prozess beginnt mit dem Gießen des ersten Materials – des sogenannten „Substrats“ – in die Silikonform. Dabei handelt es sich typischerweise um den starren Kern des Bauteils, der beispielsweise einen Kunststoff wie ABS oder PC simuliert. Anschließend wird das Material teilweise vorgehärtet oder es wird eine definierte Wartezeit eingehalten, bevor es vollständig ausreagiert. Das teilgehärtete, starre Teil wird nicht entformt, sondern verbleibt im Silikonwerkzeug. Danach wird die Form erneut geöffnet, um gezielt die Kavitäten oder Oberflächen freizulegen, die für das zweite Material vorgesehen sind. Das zweite, häufig weichere Urethanharz wird dann eingegossen oder injiziert und verbindet sich mit dem ersten Material, wodurch an der Grenzfläche eine mechanische und chemische Verriegelung entsteht. So kann beispielsweise ein einzelner Prototyp mit einem starren 70D-Körper und einer weichen, griffigen 40A-Umspritzung hergestellt werden.

Vorteile für Design und Anwendung

Diese Methode eignet sich ideal für Prototypen mit integrierten Dichtungen, Soft-Touch-Griffen, stoßdämpfenden Funktionen oder Abdichtungen. Sie eliminiert die Notwendigkeit sekundärer Montage-Schritte und stellt eine perfekte Passung zwischen beiden Materialien sicher. Aus Sicht des Design-Services für Druckgussteile ermöglicht sie eine umfassende Validierung der Verbundfestigkeit und der funktionalen Performance des Mehrmaterial-Designs, bevor in die hohen Kosten von Mehrkomponenten-Spritzgusswerkzeugen investiert wird. Dies ist eine wichtige Leistung für die Kleinserienfertigung komplexer, mehrteiliger Baugruppen.

Materialkompatibilität und wichtige Aspekte

Der Erfolg des Dual-Durometer-Gießens hängt maßgeblich von der chemischen Kompatibilität und der Haftfähigkeit der ausgewählten Urethan-Gießharze ab. Materiallieferanten stellen spezifische Paarungen aus starren und flexiblen Harzen bereit, die so formuliert sind, dass sie zuverlässig aneinander haften. Ein entscheidender Bestandteil unseres Engineering-Prozesses für Druckgussteile ist die Auswahl des passenden Harz-Paares, um eine starke Verbindung sicherzustellen, die sich während der Funktionstests nicht ablöst – und so einen Prototypen zu liefern, der sowohl optisch als auch mechanisch repräsentativ für das spätere Serienbauteil ist.