Schalungsbau Basics

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Inhalt

Intro und Quickstart-Guide

Möchte man einen Guss realisieren, so benötigt man eine Schalung, die das Giessmaterial aufnimmt und die Formgebung und Textur des Giesslings bestimmt.
Das Schalungsmaterial muss passend zum Gussmaterial gewählt werden (z.B. benötigt Metall anderes Schalungsmaterial als Gips). Generell muss jede Gussform ausreichend stabil ausgeführt werden.

Beim Schalungsbau ist es besonders wichtig, “vom Ende her” zu denken. Schliesslich wird die Schalung als Negativform dessen gebaut, das man als Endprodukt erhalten möchte.
Wie soll das Resultat aussehen? Möchte ich mehrere Güsse mit der identischen Form machen oder reicht eine einmal benutzbare Schalung, eine “verlorene Form”? Was ist das geeignetes Gussmaterial für mein Modell, was eine geeignete Schalung?
Welche Form muss diese haben, eher flach, eher hoch? Wie funktioniert das Ausschalen nach dem Guss, gilt es eine Reihenfolge einzuhalten?

  • Entscheidung: Guss ist das richtige Medium für mein Modell (Masstab, Abstraktionsgrad, Grösse des Modells, Ausdruck…)
  • Wahl des geeigneten Giessmaterials
  • Vorüberlegungen zur Schalung und dem Ausschalen
  • Wahl des Schalungsmaterials, des Aufbaus und der Fügung der Schalung, der Giessrichtung
  • Sind all diese Fragen geklärt, erfolgt der Bau der Schalung

1. Geeignete Schalungs-Materialien

Dieser Post bezieht sich auf Schalungen für kleinere Giesslinge aus wasserhaltigen Giessmassen (Beispiel Gips). Für andere Giessmassen (z.B. Wachs, Tonschlicker, Giessseife, Silikon, Giessharze, Beton, Metall etc.) gelten teilweise andere Bedingungen, gerade für die Schalungs-Materialien.

Um einen Guss herzustellen, benötigt man eine Negativform, in die das Positiv gegossen wird, die Schalung.
Für den Architektur-Modellbau sind oft nur Einmal-Schalungen (“verlorene Schalungen”) nötig, die beim Ausschalen zerstört werden können, da sie nicht nochmals geossen werden. Für Serien­pro­duk­tionen stellt man gerne Formen her, die mehrfach verwendet werden können, z.B. aus Silikon.

Als Schalung für Gips sind nichtsaugende Materialien ideal (z.B Styrodur, Styropor, Fahrzeugplatte, Plexiglas, Silikon, tiefgezogene Formen aus Polystyrol, u.a.). Diese lassen sich gut wieder vom Gips lösen.
Saugende Schalungen (z.B. aus Holz, MDF, Graukarton) können der Giessmasse Wasser entziehen, am Giessling kleben bleiben und somit die Ober­flächenqualität vermindern.

Als Beispiel hier der Unterschied zwischen Graukarton (saugend) und Weisskarton (wenig saugend).
Um solche Probleme zu vermeiden, versiegelt man saugende Oberflächen mit Trennmitteln
(siehe unten: Versiegelung/Trennmittel).

Beschichtete Pappen (z.B. Weisskarton oder Sandwichpappe/Kapa) sind gut für schnelle Einmal-Schalungen, da sie nur schwach saugend sind. Sie sollten aber zügig ausgeschalt werden (1-2 Std.), um ein Kleben zu vermeiden.

2. Form der Schalung

Bei der Form der Schalung ist darauf zu achten, dass der abgebundene (also erhärtete) Gips-Giessling auch wieder ausschalbar ist.
Dazu sind Unterschnitte zu vermeiden, und eine günstige Ausrichtung der Schalung zu beachten (siehe Bild unten links). Ein weiterer Nachteil von Unterschnitten, die “untergossen” werden müssen, ist, dass  sich in ihnen Luftblasen sammeln können.

Wenn Hohlräume im Abguss erzeugt werden sollen, verwendet man z.B. eingelegte Styroporkörper. Da diese im Gips schwimmen, müssen sie gut festgeklebt werden, um an der richtigen Position zu bleiben.
Diese innenliegenden Schalungskörper klemmen im härtenden, expandierenden Gips ein, so dass sie nicht oder nur schwer als ganzes Stück beim Ausschalen herausgezogen werden können. Hier hilft ihre vorgängige Trennung in mehrere Teile, so dass ein keilförmiges Stück entsteht, dass später gut entfernt werden kann (siehe Bild unten rechts).

Unterschnitt
Klevere Teilung hilft beim Ausschalen

2.1.  Formenbau für einfache Körper

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Evaluieren der Giessrichtung:

Im gezeigten Beispiel wird “von unten” gegossen. Dies hat den Vorteil, dass die nicht geschalte Oberfläche an der Eingussseite später an der Unterseite des Giesslings und somit nicht mehr sichtbar ist.

2.2.  Mehrteilige Schalung

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Das gezeigte Beispiel weist eine Form auf, bei der man den Giessling nicht direkt aus der Schalung ziehen kann. In diesem Fall überlegt man sich eine geschickte Anordnung der Schalung in mehreren Teilen, so dass der Giessling gut entnommen werden kann.
Styroschalung kann gut mit doppelseitigem Klebeband gefügt werden, zur Abdichtung an der Aussenseite eignet sich Gewebeklebband.

2.3.  Schalung von Freiformen mit Polystyrol (PS)

Einführung Gipswerkstatt FS18 27

Polystyrol (PS) ist ein Termoplast, ein Kunststoff. PS-Platten sind ein gutes Schalungsmaterial für kleine Giesslinge. Sie lassen sich sich sehr sauber durch Ritzen und Brechen teilen und gut fügen, z.B. mit Sekundenkleber.

2.4.  Relief-Schalung aus Weisskarton/Kapa

Einführung Gipswerkstatt FS18 26

Weisskarton oder Kapa sind gute Materialien für geschichtete Einmal-Schalungen, da sie sich einfach schneiden lassen und noch preisgünstig sind.
Bei hohen, vielschichtigen Schalungen, zum Beispiel für ein Terrainmodell, sollte die Schalung jedoch versiegelt werden. Andernfalls verliert der Giessling durch Kapilarwirkung (saugende, unbeschichtete Kartonkanten und feine Spalten zwischen den Kartonschichten) viel Wasser. Dies kann die Schalung aufweichen und verformen und die Stabilität des Gusses an den Kanten sehr vermindern.
Als Versiegelung ist hier wasserfester Sprühlack (z.B. Acryl) geeignet.

2.5.  Schalung für Serienproduktion

Wenn man nicht nur einen einzelnen Giessling, sondern viele gleiche Teile herstellen möchte, lohnt sich eventuell eine wiederverwendbare Schalung z.B. aus Silikon.

3. Trennmittel

Wenn saugende Schalungen wasserfest behandelt werden soll, zum Beispiel durch Auftrag von Versiegelungen wie Vaseline, wasserfestem Lack oder einer Einlage aus Folie, sind auch sie als Schalmaterial geeignet.

Gips formt sehr präzise ab, so dass man alle Oberflächentexturen der Schalung oder plastischer Trennmittel (z.B. Vaseline) später sieht. Das Schalungsmaterial und die Schalungsoberfläche haben also Einfluss auf die Anmutung des Werkstücks. So sieht man z.B. die Struktur von Styropor oder die Pinselstriche einer Vaseline Beschichtung auf dem fertigen Giessling.
Dies kann natürlich auch gezielt als Stilmittel zur Oberflächengestaltung eingesetzt werden. So ergeben z.B. Einlagen aus Sandpapier eine fein gekörnte Struktur.

Silikonspray ist ebenfalls ein Trennmittel, dichtet aber nicht ab,  und hilft hier deshalb nicht! Silikonspray findet also nur bei  wasserfestem Schalungs-Material Verwendung, um das Ausschalen zu erleichtern.

4. Stabilität und Dichtigkeit

Die Schalung muss generell stabil genug sein, um dem Druck der Giessmasse zu widerstehen, d.h. je nach Volumen braucht es eventuell noch äussere Stützkonstruktionen zur Verstärkung. Die Schalung grösserer/höherer Modelle sollte also stabiler ausgeführt werden. Dazu kann die Schalung aussen verstärkt werden.
Gips quillt leicht beim Abbinden. Zusammen mit dem Druck der Giessmasse können sich zu gering dimensionierte Schalungswände ver­formen oder schlechte Klebungen gelöst werden.
Beim Kleben mit Weissleim (Holzleim) beachten, dass dieser wasserlöslich ist und die Klebung eventuell aufgeht.
Die Gussformen sollen möglichst dicht sein, also müssen die Klebungen / Verbindungen sorgfältig ausgeführt werden (z.B. Heissleim, Doppel­klebband).

Sollte beim Giessen trotzdem (wenig!) Gips austreten, kann man mit etwas angedrücktem Ton versuchen, die Stelle abdichten (Klebeband hilft hier nicht, da es auf feuchten Untergründen nicht haftet!).
Ein weiterer Trick bei kleinen Undichtigkeiten ist Aufstreuen von Gipspulver. Dieses entzieht sofort Feuchtigkeit und verhindert so weiteres Auslaufen von flüssigem Gips.

5. Berechnen des Innen-Volumens

Für die Kalkulation der benötigten Materialmenge zum Giessen muss man das innere Volumen der Schalung kennen.
Wenn die Schalung unempfindlich gegen Wasser ist, gibt es eine einfache Methode, das benötigte Volumen zu bestimmen: man misst die Wassermenge, die in die Schalung hineinpasst.
Dazu Wasser bis zur gewünschten Giesshöhe einfüllen, dann in einen Messbecher umfüllen und das Litermass ablesen.

Diese Methode  funktioniert bei feuchtigkeits-empfindlichen Schalungen wie Weisskarton oder Kapa natürlich nicht.  Dort schätzt man das Volumen, b x l x h, abzüglich Rücksprünge und eingestellter Volumina.

Vorsichtshalber mischt man immer etwas mehr Material an, als das ermittelte Volumen.

6. Links

RaplabWissen: Gips Basics