Wiegemesser aus Bronze – Wachsmodell aus dem 3D-Drucker

Zur Erklärung des Verfahrens:
Die Grundlage für das Ganze ist natürlich das Wachsmodell. Um dieses mit dem 3D-Drucker herzustellen, benötigt man selbstverständlich 3D-Daten, die mit Hilfe eines CAD-Programms erstellt werden. Sind die Daten soweit fertig erstellt, werden sie in einem Datenformat (meist in dem Format STL) konvertiert, das von einem anderen Programm, welches die Verfahrwege des Druckers berechnet, eingelesen werden kann. Das Programm, ist ein sogenannter Slicer, da es das 3D-Modell in viele Schichten zerlegt, die der Drucker dann schichtweise abfährt und aufbaut. Das heißt, dass der Drucker das verflüssigte Filament schichtweise auf die Druckplattform appliziert. Zur Erstellung der Druckerwege verwende ich das Programm Simplify3D. Sind hierfür alle nötigen Parameter eingegeben, wird das Ergebnis an den 3D-Drucker übermittelt.

Um nicht das teure Spezialfilament zu vergeuden, druckte ich zur Probe das Wiegemesser zuvor aus PLA. Da das Modell keine ebene Fläche aufweist, wird automatisch eine Stützstruktur unter dem Bauteil gedruckt. Das fertige Ergebnis war grauenhaft. Die Unterseite war nicht sehr sauber gedruckt und die Kontur wies einige Fehlstellen auf. Kleine Verbesserungen der CAD-Daten um die Haptik zu optimieren, nahm ich noch vor. Zum anderen teilte ich das komplette 3D-Modell in der Mitte und erstellte neue Druckdaten. Mit diesen Daten druckte ich nun zwei Hälften des Wiegemessers mit dem Wachsfilament, da sie symmetrisch sind. Durch die Teilung des Bauteils ersparte ich mir die Stützstruktur und die daraus resultierenden potentiellen Probleme. Anschließend „verschweißte“ ich die beiden Hälften mit einem Lötkolben und schliff mit feinem Schmirgelleinen die Oberfläche.

Wahl des Gusswerkstoffs
Da das Wiegemesser natürlich auch gebraucht werden soll, stand die Frage nach dem Gusswerkstoff im Raum. Einerseits, soll das Material die Schärfe halten, also eine gewisse Härte aufweisen, andererseits sollte das gute Stück nicht korrodieren. Meine Wahl fiel auf Bronze. Ein weder sehr günstiger, noch ein alltäglicher Werkstoff, aber das Projekt sollte ja auch etwas Besonderes sein.

Der Weg zum Gussstück
Es war leider nicht so einfach eine Gießerei zu finden, die sich auf den Feinguss spezialisiert hat. Nach diversen Fehlschlägen bei der Suche wurde ich bei einer Glocken- und Kunstgießerei fündig. Scheinbar gibt es bei den Gießern einige Vorbehalte, was das Modellwachs angeht. Schlechte Qualitäten schmelzen nicht sauber aus der Form oder lassen Risse in der Keramikschale entstehen. In meinem Fall ging aber alles gut!
Mit dem Gießer hatte ich zuvor vereinbart, dass er nur den Anguss entfernt. Das Finishen wollte ich übernehmen. Nach sechs bis acht Wochen konnte ich das Gussstück dann endlich abholen.

Da 3D-Drucker Schicht für Schicht aufbauen, gehört das Verfahren zu den additiven Fertigungsverfahren. Auch wenn die Schichtstärke so gering wie möglich gewählt ist, was in meinem Fall so war, ist eine „Treppchenbildung“ unvermeidbar. Auch wenn ich versucht habe, diese Stufen aus meinem Wachsmodell zu schleifen, war es mir nicht zur Gänze möglich sie zu entfernen. Das Ergebnis konnte man nun an dem Gussstück nur allzu gut erkennen. Sämtliche Stufen des 3D-Drucks waren voll und Ganz zu sehen, sodass ich anfing die Oberfläche zu feilen und mit unterschiedlichen Körnungen zu Schleifen. Da dies ein eher mühseliges Unterfangen war, griff ich zu meinem Varioschleifer, GVS 350 AE, mit dem die Oberfläche relativ schnell grob geschliffen war. Der Rest war reine Handarbeit. Mit unterschiedlichen Körnungen (P80), (P100), (P150), (P320), (P400), (P1000, nass) und anschließend mit der Polierscheibe wurde die Oberfläche auf Hochglanz geschliffen/poliert.