Prototypen von archaischen Zahnrädern, hergestellt im Harz-3D-Druck.
Prototypen von archaischen Zahnrädern, hergestellt im Harz-3D-Druck.

Materialien für das Prototyping: Harze, Spachtelmassen und Verstärkungsfasern

Manuelles Prototyping kombiniert das Gießen von Hartharzen, das Laminieren mit Glasfaser und Epoxidharz sowie das Modellieren mit Epoxidspachtelmassen, um funktionale Teile herzustellen, bevor eine Serienproduktion gestartet wird. Der übliche Prozess beginnt mit einem schnell aushärtenden Gießharz, das die Form reproduziert, wird mit Glasfasergewebe und Epoxidharz verstärkt und mit Spachtelmasse verfeinert, um optimale Oberflächengüten zu erzielen. Bei Feroca findest du alle notwendigen Materialien für jede dieser Phasen – egal ob du ein einzelnes Konzept fertigst oder ein Design in kleinen Auflagen validierst.

Gießharze für starre Prototypen

Das Gießharz ist der Kern des Rapid Prototyping. Es ermöglicht die Reproduktion komplexer Geometrien in wenigen Minuten, mit einer Endhärte, die mit der von Serienteilen vergleichbar ist. Wähle die Formulierung je nach benötigter Verarbeitungszeit und dem gewünschten Farbton oder Finish:

Schnell härtende starre Polyurethangießharze

Schnell härtende Polyurethanharze sind die produktivste Option, wenn du ein Design iterieren musst: Sie lassen sich in 30–60 Minuten entformen, nehmen Pigmente auf und können ohne Schwierigkeiten bearbeitet, geschliffen und lackiert werden. Die 1:1-Mischung nach Volumen vereinfacht den Prozess und minimiert Dosierfehler.

Maßhaltige Hochpräzisions-Polyurethanharze

Wenn der Prototyp enge Toleranzen einhalten oder als Muster für Weichformen dienen soll, wird ein Harz mit geringem Schwund, hoher Härte und guter Detailwiedergabe benötigt. Diese Formulierungen eignen sich besonders für Ingenieurteile, Präsentationsmodelle und Gusskernmuster.

Tipp: Für Prototypen, die ohne nachträgliche Lackierung von Grund auf schwarz sein sollen, verwende EasyFlo Black (Shore 70D, Verhältnis 1:1). Wenn der Prototyp von Anfang an weiß und deckend sein soll, bietet Feropur PR55 White dieselbe chemische Basis wie das Standard-PR55 mit integrierter weißer Pigmentierung.

Epoxidharze für strukturelles Laminieren

Wenn der Prototyp leicht, aber widerstandsfähig sein muss – Gehäuse, Paneele, Tragstrukturen – ist das Laminieren mit Epoxidharz und Glasfaser die Referenztechnik. Das Epoxidharz tränkt das Gewebe, verbindet die Schichten miteinander und härtet zu einem starren, stabilen und handhabbaren Teil aus.

Epoxidharze für das Handlaminat

Handlaminierharze haben eine niedrige Viskosität, die das Tränken des Gewebes erleichtert, und lange Verarbeitungszeiten, die ein ruhiges Arbeiten ermöglichen. Sie sind mit allen Glasfasergeweben aus dem Feroca-Katalog kompatibel.

Verstärkungsgewebe für laminierte Prototypen

Das Glasfasergewebe bestimmt die endgültige mechanische Festigkeit des Teils. Je höher das Flächengewicht, desto mehr Steifigkeit und Gewicht; je niedriger das Flächengewicht, desto besser die Anpassung an Kurven und desto größer die Transparenz für den Gelcoat. Beim Prototyping ist es üblich, eine Mat mit 300 g/m² als strukturelle Schicht mit einem feinen Oberflächenvlies zu kombinieren, das die Oberfläche versiegelt.

Glasfasermatte und Oberflächenvlies

Hochfeste Strukturgewebe

Für Prototypen, die dünne Wandstärken und hohe spezifische Festigkeit erfordern, sind Glasfasergewebe der Mat vorzuziehen: Sie bieten ein höheres Zug-Elastizitätsmodul pro Gramm und ermöglichen die Ausrichtung der Fasern entsprechend den Lastachsen.

Spachtelmassen für die Modellierung und Oberflächenbearbeitung

Sobald das Grundteil aufgebaut ist, ermöglichen Spachtelmassen die Korrektur der Geometrie, das Füllen von Poren und Unebenheiten sowie die Vorbereitung der Oberfläche für die Lackierung oder für die Abformung mit Silikonformen. Die Wahl zwischen Epoxid- und Polyesterspachtelmasse hängt hauptsächlich vom Untergrund und dem gewünschten Endfinish ab.

Epoxidspachtelmassen für Maßkorrekturen

Zweikomponenten-Epoxidspachtelmassen haften auf den meisten Materialien – einschließlich Polyurethan, Metall, Holz und Glasfaser – ohne Grundierung. Sie sind die beste Option, wenn du Volumen hinzufügen, ein Profil korrigieren oder ein skulpturales Detail rekonstruieren möchtest, bevor du die endgültige Form abnimmst.

Polyesterspachtelmassen für Füllung und Finish

Polyesterspachtelmassen eignen sich ideal zum Füllen großer Unebenheiten und zum Vorbereiten von Oberflächen vor dem Lackieren. Sie lassen sich leicht schleifen, nehmen direkten Spachtelauftrag an und sind besonders praktisch auf Glasfaserlaminaten und metallischen Untergründen.

Vergleichstabelle der Harze für das Prototyping

Produkt Typ Härte Verarbeitungszeit Entformung Hauptanwendung
Feropur PR55+E55 PU starr 75D 80 s ~30 Min. Präzisionsprototypen
EasyFlo 60 PU starr 65D 2,5 Min. 15–30 Min. Schnelle Produktion, weiße Farbe
EasyFlo 90 PU starr 70D 5 Min. 60–120 Min. Komplexe Geometrien, niedrige Viskosität
EasyFlo Clear PU starr 72D 2,5 Min. 15–30 Min. Pigmentierte oder transluzente Teile
Axson F40 PU starr 83D 6 Min. 1 Std. Hohe Festigkeit, starre Formen
SikaBiresin F38 PU starr 72D 2 Min. ~30 Min. Modellbau, feine Details
Epofer Laminate 401 Epoxid-Laminat 90 Min. 24–48 Std. Strukturelle Faserlaminate
Epofer EX401+E432 Epoxidguss 90 Min. 48 Std. Blöcke und massive Teile

Häufige Fragen zum Prototyping

Welches Harz ist am besten für einen ersten funktionalen Prototyp geeignet?

Das hängt vom Detailgrad und der verfügbaren Zeit ab. Wenn du schnell iterieren musst, sind EasyFlo 60 oder Feropur PR55+E55 die praktischsten Optionen: Mischung 1:1, Entformung in 15–30 Minuten und ausreichende Härte für Funktionstests. Wenn der Prototyp enge Toleranzen und hohe Festigkeit aufweisen muss, sind Axson F40 oder SikaBiresin F38 dank ihres geringen Schwindens und ihrer überlegenen Härte besser geeignet.

Kann ich Epoxidharz mit Glasfaser kombinieren, um einen Polyurethanprototypen zu verstärken?

Ja, wobei die direkte Haftung zwischen ausgehärtetem Polyurethan und Epoxid keine chemische, sondern eine mechanische ist. Um eine solide Verbindung zu erzielen, schleife die Oberfläche des Polyurethans mit Schleifpapier der Körnung 80–120 und trage die erste Epoxidschicht mit Gewebetränkung auf, bevor das Grundteil vollständig abgekühlt ist. Epofer Laminate 401 mit Mat 300 g/m² ist die übliche Kombination für Verstärkungsgehäuse auf PU-Prototypen.

Welche Spachtelmasse verwende ich, um die Oberfläche vor der Formabnahme vorzubereiten?

Wenn du Volumen hinzufügen oder ein Detail rekonstruieren musst, beginne mit der Masilla Epoxica 610, die sich von Hand formen lässt und ohne Grundierung haftet. Für das feine Finish gehe zur CRC Masilla Celulósica über, die sich leicht schleifen lässt und eine Oberfläche ergibt, von der direkt eine Silikonform abgenommen werden kann, ohne dass die Poren der Spachtelmasse das Detail beeinträchtigen.

Welches Glasfasergewebe wähle ich für einen leichten Prototypen mit dünnen Wänden?

Für dünne Wände und enge Krümmungen ist das Glasfasergewebe 48 g/m² am handlichsten: Es passt sich gut der Geometrie an und fügt keine übermäßige Wandstärke hinzu. Wenn das Teil strukturelle Steifigkeit benötigt, gehe auf 105 g/m² über oder kombiniere 48 g/m² + 105 g/m² in abwechselnden Lagen. Schließe immer mit dem Oberflächenvlies 34 g/m² ab, um ein gleichmäßiges Finish ohne Gewebeabdrücke zu erzielen.

Kann ich Polyurethanharze direkt ohne Form verwenden, um einen Prototypen herzustellen?

Ja, durch offene Gießtechniken in einem Behälter oder einer Umrandungsbox aus Karton oder Polystyrolschaum. Sobald der Block ausgehärtet ist, kannst du ihn fräsen, bearbeiten oder schleifen, um die gewünschte Form zu erhalten. Für diese Technik ist EasyFlo 90 besonders geeignet wegen seiner niedrigen Viskosität und der Verarbeitungszeit von 5 Minuten, die das Gießen aufeinanderfolgender Schichten ermöglicht, ohne dass sichtbare Verbindungslinien entstehen.

Benötige ich Trennmittel bei Polyurethanharzen?

Ja, immer. Polyurethanharze haften stark auf den meisten Oberflächen, einschließlich anderer Polyurethanteile. Trage vor dem Gießen immer ein Trennmittel – Wachs, PVA oder Trennmittelspray – auf die Form auf. Die einzige Ausnahme ist, wenn du Platin-Silikonformen verwendest, die intrinsische Trennmitteleigenschaften gegenüber Polyurethan besitzen.

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