Gießharz & Gießmasse

Trotz zahlreicher Nachfragen hatten wir im Vorfeld lange gezögert, Gießharz und Gießmasse in unser Sortiment aufzunehmen, weil diese Materie äußerst komplex und ohne umfangreiche Hintergrundinformationen nur schwer durchschaubar ist. Mittlerweile haben wir aber ein recht umfangreiches Sortiment zusammengestellt, das auch zukünftig noch wachsen soll. Auf den folgenden Seiten versuchen wir, die aufgeführten Produkte und Produktgruppen so zu beschreiben, dass ihre unterschiedlichen Eigenschaften leicht erfassbar sind und Ihnen die Wahl des richtigen Materials erleichtert wird. Die dabei verwendete Terminologie ist teilweise erklärungsbedürftig. Bitte beachten Sie deshalb das „kleine Lexikon zu Silikon“ bei den Silikonen im Abschnitt Abformmassen.

Unter dem Begriff „Kunstharz“ wird eine Reihe von Stoffen zusammengefasst, die in der Regel aus zwei flüssigen oder pastösen Ausgangskomponenten nach einer exothermen, chemischen Reaktion einen mehr oder weniger festen Stoff bilden. Im Abschnitt „Klebstoffe“ haben wir bereits Vertreter der Kunstharze vorgestellt, so zum Beispiel die Reaktionsklebstoffe auf Epoxidharz-Basis. Kunstharz werden wird für viele weitere Zwecke eingesetzt – man unterscheidet zwischen:

• Abformmasse
  • Gießharz
  • Laminierharz (laminieren von Glas-, Aramid- oder Kohlefaser-Gewebe bzw. –Vlies)
  • Oberflächenharz
  • Spachtelmasse
  • Klebstoff

Unser Fokus: Gießharz & Gießmasse für die Erstellung von 3D-Formen

Das Modulor-Angebot an Kunstharzen zielt mit wenigen Ausnahmen zunächst auf die Erstellung dreidimensionaler Körper mittels Abformen, Gießen und anschließendem Spachteln. Informationen zu Abform- und Spachtelmassen finden Sie in den entsprechenden Abschnitten der Rubrik Plastisch Formen. Sämtliche von uns angebotenen Gießharze härten bei Raumtemperatur aus. Eine Warmhärtung im Ofen ist nicht zwingend erforderlich. Hinsichtlich der Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten unterscheiden sich die Gießharz-Produkte  aber erheblich voneinander. Man unterscheidet im handwerklichen Bereich zwischen folgenden Einsatzbereichen:

• Erstellen von Formen
  • (Re)produktion von Modellen und Formteilen
  • Herstellung von Plattenwerkstoffen
  • Vergießen von Bauteilen
  • Herstellung von Werkzeugen (Stanzen, Prägen, Tiefziehen...)

Mit unserem Angebot beschränken wir uns bis auf weiteres auf die ersten drei genannten Punkte. Dabei unterscheiden wir zwischen den folgenden Gruppen mit unterschiedlichen Eigenschaften hinsichtlich Farbe, Transparenz, Schwund, Festigkeit etc.:

• ungesättigter Polyester-Gießharz (UP)
  • Polyurethan-Gießharz (PUR)
  • Elastischer Polyurethan-Gießharz (PUR) – auch als elastische Abformmasse einsetzbar.
  • Gips/Acryl-Gießharz (Acrystal)

Darüber hinaus finden Sie in der Rubrik Plastisch Formen noch weitere Werkstoffe, die mittels Gießen verarbeitet werden, aber aus strukturellen Gründen nicht im Abschnitt Gießharze einsortiert sind:

• Gipswerkstoff (Gips und gipsbasierte Gießmasse)
  • Abformmasse (z.B. Silikon)

Die folgende Tabelle dient dazu, die grundsätzlichen Unterschiede der verschiedenen Gießharz-Gruppen übersichtlich darzustellen.

Gießharz - eine Übersicht im Vergleich

Eigenschaften der Komponenten/ Verarbeitung	harte Polyurethan- Gießharz (PUR)	elastische Polyurethan- Gießharz (PUR)	ungesättigte Polyester- Gießharz (UP)	Epoxid- Gießharz (EP) 3)	Gips/Acryl- Gießharz (Acrystal)
Kunststoff-Familie	Duroplast	Elastomer	Duroplast	Duroplast	Synthetische Gipse/Acrylharz
linearer Schrumpf (Schwund)	gering	gering	hoch	sehr gering	kein Schwund
Haltbarkeit der Komponenten (mind.)	6 - 12 Monate	ca. 12 Monate	3 - 6 Monate	6 - 12 Monate	24 Monate
Toxikologie/ Gefahrenhinweise	i.d.R. kennzeichnungs- pflichtig	i.d.R. kennzeichnungs- pflichtig	kennzeichnungs- pflichtig	kennzeichnungs- pflichtig	kennzeichnungsfrei
Preis	sehr preiswert	sehr preiswert	preiswert	hochpreisig	sehr preiswert
Eigenschaften der ausgehärteten Gießmasse
Transparenz	i.d.R opak 1)	i.d.R transparent	transparent	i.d.R transparent	opak
Wärmebeständigkeit	i.d.R niedrig	i.d.R niedrig	niedrig	i.d.R niedrig	niedrig
UV-Beständigkeit	nur mit Zusätzen 1)	nur mit Zusätzen 1)	nur mit Zusätzen 1)	ja	ja
Feuchtigkeitsbeständigkeit (Süßwasser)	ja	ja	ja	ja	bedingt 2)
Bemerkungen
Besonderheit	gut spanabhebend bearbeitbar PUR-Komponenten sind feuchtigkeits- empfindlich	PUR-Komponenten sind feuchtigkeits- empfindlich	farblos, hochtransparent gut spanabhebend bearbeitbar	sehr haltbar ausgezeichnete mechanische Eigenschaften gut spanabhebend bearbeitbar	toxikologisch absolut unbedenklich mechanische Werte deutlich besser als bei Gipsen
Einsatzzweck	reproduzieren, technische Zwecke	abformen und reproduzieren	reproduzieren	reproduzieren, technische Zwecke	reproduzieren, laminieren

Sämtliche Angaben beziehen sich in erster Linie auf die von Modulor angebotenen Materialien.
1) Bei Modulor gibt es transparente, UV-beständige PUR-und Polyester-Gießharze.
2) Acrystal-Produkte können bewittert werden, sind aber nicht zum dauernden Einsatz unter Wasser geeignet
3) Erst zu einem späteren Zeitpunkt bei Modulor im Sortiment.

Achtung: Die folgenden Informationen und Hinweise beziehen sich in erster Linie auf die in der obenstehenden Tabelle aufgeführten Duroplaste und Elastomere. Übergreifende Informationen zum Gips/Acryl-Gießharz (Acrystal) finden Sie im Abschnitt Gips/Acryl-Werkstoffe.

Lagerung und Haltbarkeit: Harze und Härter sind nicht unbegrenzt lagerfähig, in der Regel 6 bis 12 Monate bei sachgemäßer Lagerung (ungeöffnete Originalgebinde bei 15 bis 25 °C), wobei uns zugetragen wurde, dass Handwerksbetriebe auch mit 10 Jahre alten Dosen gute Ergebnisse erzielen konnten. Wir können nur nicht garantieren, dass das immer klappt.

Sicherheit und Arbeitsschutz bei der Arbeit mit Gießharz & Gießmasse

Unabhängig vom verwendeten Gießharz sind die Arbeitsvorbereitungen, die erforderlichen Hilfsmittel und die Maßnahmen hinsichtlich des Arbeitsschutzes bei allen Kunstharzen gleich: Der Arbeitsplatz sollte sauber, ausreichend groß und gut belüftet sein (bei offenem Fenster arbeiten!). Offenes Feuer ist zu vermeiden.

Da es bei Hautkontakt mit Gießharz bzw. Gießmasse zu allergischen Reaktionen kommen und ein Verschlucken die Gesundheit ernsthaft gefährden kann, sind Handschuhe zu tragen und Lebensmittel in weiter Ferne zu verwahren. Eine Kontamination von Türklinken, Lichtschaltern und anderen Dingen ist dringend zu vermeiden. Bei Verschlucken oder bei Augenkontakt (Schutzbrille tragen!) mit dem gemischten Harz oder dessen Komponenten ist sofort ein Arzt aufzusuchen, die Augen sind sofort gründlich (10 bis 15 Minuten) mit kaltem Wasser auszuspülen. Zu den einzelnen Produkten stellen wir Ihnen gern Sicherheitsdatenblätter zur Verfügung.

Verarbeitung von Gießharz & Gießmasse

Zur einfachen und schnellen Verarbeitung werden folgende Hilfsmittel benötigt:

• eine Unterlage (Zeitungspapier in ausreichender Menge)
  • Einweghandschuhe aus Latex
  • mehrere Lappen zum Abwischen von danebengegangenen Tropfen
  • saubere, trockene Messbecher, Einwegspritzen und eine genaue Waage zum präzisen Abmessen der einzelnen Komponenten
  • Holzrührspatel, besser eine Bohrmaschine mit Rührquirl
  • saubere, trockene Mischbecher zum Anmischen des Gießharzes
  • eine Atemschutzmaske (insbesondere beim Polyester-Gießharz, da das darin enthaltene Styrol die Schleimhäute angreift!)

Gießharz und Härter werden in einem sauberen, trockenen Gefäß entsprechend dem angegebenen Mischungsverhältnis (nach Gewichtsteilen) unter Einbeziehung der Gefäßwandung gründlich vermischt. Abhängig von der Menge kann das Vermischen der beiden Komponenten von Hand mit einem Spatel oder mit der Bohrmaschine und einem Rührquirl geschehen. Um die Abformgenauigkeit nicht zu beeinträchtigen, muss beim Mischen darauf geachtet werden, dass möglichst wenig Blasen eingerührt werden. Wird mit einem Rührquirl gemischt, sollte deshalb mit möglichst niedriger Geschwindigkeit gearbeitet werden.

Die bei den einzelnen Produkten angegebenen Topfzeiten gelten bei Zimmertemperatur. Sie beginnen in dem Moment, in dem die beiden Komponenten zusammengegeben werden. Sofern die Topfzeit es erlaubt, sollte man das angerührte Gießharz noch kurz entlüften lassen, bevor man es vergießt. Bei höherviskosen Gießharzen ist es angebracht, das Gemisch im Vakuum zu evakuieren, damit eingerührte Luftblasen entweichen können. Dabei muss ein deutlich größeres Gefäß für das Harzgemisch gewählt werden, da sich der Werkstoff im Vakuum stark ausdehnt (s. „Vakuumgerät“ im kleinen Lexikon zu Silikonen). Steht kein Vakuumgerät zur Verfügung, sollte aus einer Höhe von 20 bis 30 cm in dünnem Strahl über einen Spatel eingegossen werden, um die Luftblasen zerplatzen zu lassen. Hartnäckige Exemplare kann man auch mit einer Nadel zum Platzen bringen. Beim Eingießen beginnt man an der tiefsten Stelle der Form und lässt die Gießmasse langsam aufsteigen.

Die bereitstehende Form muss vor dem Vergießen mit Trennmittel behandelt werden, um zu verhindern, dass sie mit dem Gießling verklebt und so die spätere Entformung erschwert wird. Silikonformen sind selbsttrennend und müssen nicht unbedingt eingetrennt werden. Um die Standzeit der Silikonform zu verlängern, empfehlen wir dennoch die Verwendung eines Trennmittels immer dann, wenn mit aggressiven Medien gegossen wird. Poröse Formen (z.B. aus Holz) müssen vor dem Trennmittelauftrag dicht versiegelt werden. Hierfür eignen sich Methylzellulose oder konzentrierte Seifenlauge.

Harz- und Härter-Komponenten vom Gießharz härten unter Wärmeentwicklung in einer „exothermen“ Reaktion aus. Die entstehenden Temperaturen sind abhängig von der Größe des gegossenen Teils. Je größer der Gießling, desto heißer wird die Gießmasse. Sehr hohe Temperaturen sollten beim Gießen aber vermieden werden. Sie verkürzen nicht nur die Topfzeit erheblich, sondern führen auch zu deutlich höherem Schwund und können den gegossenen Werkstoff im Extremfall gänzlich zerstören. Polyurethan-Gießharze sind z.B. nicht besonders temperaturbeständig. Beim Verarbeiten von PUR-Schnellgießharzen würden Temperaturen von über 100 °C entstehen, wenn eine sehr große Menge auf einmal vergossen werden würde. Um dem vorzubeugen, muss entweder in mehreren Schritten gegossen und/oder das Harz mit entsprechenden Füllstoffen angemischt werden.

Nach Ablauf der Entformzeit (s. Tabelle „Gießharz - unsere Produkte im Vergleich“) kann entformt werden. Die endgültige mechanischen Eigenschaft erreicht der Gießharz aber erst nach mehreren Tagen. Diese Aushärtezeit kann i.d.R. durch eine mehrstündige Wärmebehandlung (Tempern) reduziert werden.

Wurde mit aggressiven Medien (Polyester, PUR- oder Epoxidharze) in Silikonformen gegossen, sollte man diese nach der Entformung gut auslüften lassen, denn die im Gießharz enthaltenen Chemikalien führen zur Versprödung der Form. Schneller und gründlicher geht das über Nacht im Ofen bei 60 °C.