Werkzeugeinsätze individuell und schnell produzieren
Der 3D-Druck nimmt in zahlreichen Industriebranchen und Anwendungsgebieten einen zunehmenden Stellenwert ein. Insbesondere die hohe gestalterische Freiheit des Verfahrens gegenüber konventionellen Herstellungsverfahren bringt viele Vorteile mit sich.
Das macht den 3D-Druck auch für den Formen- und Werkzeugbau, etwa für Spritzgussanlagen, interessant.
Mit der additiven Fertigung werden im Werkzeugbau Gewichtseinsparung durch neuartige Designansätze erzielt, funktionale Eigenschaften einfach innerhalb eines Prozesses in Bauteilen integriert und hochindividualisierte Produkte werden wirtschaftlicher.
Mit dem konventionellen Herstellungsverfahren ist dies bisher nur mit einem hohen Arbeits- und Kostenaufwand realisierbar.
Die Idee
Die Vorteile des 3D-Drucks sollen für Leichtbau-optimierte Werkzeugeinsätze auf Stahlbasis für Anwendungen im Spritzguss genutzt werden.
Die Lösung
Die Lösung sind individuelle Werkzeugeinsätze aus der additiven Fertigung.
Denn dank der dreidimensionalen Gestaltungsfreiheit ist es möglich, Kühl-bzw. Heizkanäle deutlich dichter an der Kavität eines Werkzeuges zu positionieren.
Die konstruktiven Freiheiten des 3D-Drucks bieten die Möglichkeit, einen Schalenkörper mit interner Stützstruktur herzustellen, bei dem eine hohe Steifigkeit bei gleichzeitiger Einsparung von Masse erzielt werden kann.
Stand der Technik ist Werkzeugeinsätze als häufig überdimensionierten Vollmaterial-Block mit internen Kühl- bzw. Heizkanälen auszulegen. Durch die additive Fertigung können diese Einsätze viel einfacher hergestellt werden.
Der Prozess
Bei dem Kooperationsprojekt arbeitete das Institut für Werkstoffwissenschaft der TU Dresden und die Firma bkl-lasertechnik aus dem bayerischen Rödental zusammen.
Die Projektpartner widmen sich jeweils einem eigenen Teilbereich im Projektvorhaben.
Ip M Innovationspartner Mittelstand sorgte bei diesem umfangreichen Projekt für die nötige Koordination unter den Projektpartnern.
Das Ergebnis
Dank des 3D-Drucks können Werkzeuge für den Spritzguss, individueller und einfacher hergestellt werden.
Es besteht eine Kostenersparnis durch gezielte Einsetzung und eine Erhöhung der Maschinenauslastung und Produktivität.
Gefördert durch
Entwicklungszeitraum
10/2018 bis 03/2021
Gesamtinvestitionen
ca. 566.000 EUR
Fördersumme
ca. 365.000 EUR
Innovation
Selektives Laserschmelzverfahren zur Herstellung von Werkzeugeinsätzen
Motivation
Effizienzsteigerung, Kosteneinsparung
