Schon die Römer gossen ihre Bronzestatuen mit Hilfe von Gießvorlagen. Im Labor hilft diese uralte Technik, Geld zu sparen.
Der Laboralltag kann manchmal ziemlich frustrierend sein. Etwa wenn man kleine Ersatzteile aus Plastik benötigt, die die Hersteller nur zu unverschämt hohen Preisen anbieten. Ein Set aus zwei Spacern für das Gießen von Polyacrylamid-Gelen kann da schon einmal 50 Euro kosten.
Wir haben uns deshalb nach einer Alternative umgesehen und sind auf die klassische Abformtechnik gestoßen, die wie folgt funktioniert:
Im ersten Schritt stellt man eine Negativform des benötigten Ersatzteils aus Silikonkautschuk her. Ist das abzuformende Werkstück gebrochen, muss man es zunächst formgetreu reparieren, zum Beispiel mit Sekundenkleber.
Um Silikon zu sparen, sollte das Gefäß nicht viel größer sein als das Werkstück selbst. Die Gel-Spacer fixierten wir mit zweiprozentiger Agarose auf dem Boden einer kleinen Plastikbox. Agarose eignet sich auch hervorragend dazu, kleine Unebenheiten des Gefäßbodens auszugleichen, bevor die Werkstücke fixiert werden.
Zum eigentlichen Abformen verwendeten wir ein Zweikomponenten-Silikon. Abformsilikone mit unterschiedlichsten Eigenschaften erhält man auch in kleinen Mengen bei verschiedenen Anbietern im Internet. Das von uns gewählte Silikon härtet innerhalb von acht Stunden aus, anschließend entfernt man das abgeformte Werkstück. Bei lichtgeschützter Lagerung kann man die erhaltene Gießform immer wieder benutzen.
Im zweiten Schritt gießt man die Silikonform mit Gießharz aus. Die hierzu am häufigsten eingesetzten Harze sind Epoxid-, Polyester- und Polyurethanharz, wobei Epoxidharz die wohl größte chemische Beständigkeit aufweist.
Man sollte jedoch berücksichtigen, dass nicht jedes Harz mit jedem Silikon kompatibel ist. Eventuell ist eine Trennschicht zwischen Silikon und Harz nötig, die die Maßhaltigkeit des Abformteils einschränkt. Hier sollte man unbedingt die Herstellerangaben beachten.
Das von uns eingesetzte Silikon ist jedoch auch ohne Trennschicht für Zweikomponenten-Polyurethanharz geeignet. Das Harz rührt man der Gebrauchsanweisung entsprechend an und gießt es möglichst rasch in die Form.
Wer sicher gehen möchte, dass keine Luftblasen eingeschlossen werden, entlüftet das Harz vor dem Gießen in einer Vakuumglocke oder entfernt die Blasen mit einem dünnen Gegenstand (bei unserem niederviskosen Harz war dies nicht nötig). Vor dem Gießen setzten wir noch einen Tropfen weiße Farbpaste zu, um die ansonsten glasklaren Teile nicht sofort wieder zu verlieren. Nach vier Stunden war das Harz ausgehärtet.
Die gegossenen Ersatz-Spacer aus Polyurethanharz gleichen den Originalen bis ins Detail.
Die nachgeformten Spacer gleichen dem Original bis ins Detail (was bei einem 3D-Drucker, den man alternativ einsetzen könnte, nicht der Fall ist). Aufgrund des verwendeten Harzes sind sie hochfest und UV-beständig. Selbst aushärtendes Polyacrylamid oder eine 24-stündige Lagerung in Isopropanol konnte den Spacern bis jetzt nichts anhaben. Nicht schlecht, wenn man bedenkt, dass die Herstellungskosten bei etwa fünf Prozent des Preises für einen nachbestellten Spacer liegen.
Marco Radukic
(Marco Radukic ist Master Student in Kristian Müllers Gruppe „Zelluläre und molekulare Biotechnologie“ der Universität Bielefeld)