Konturnahe Vario-Temperierung optimiert Spritzguss
Hybridwerkzeuge additiv gefertigt
Auf einen Blick
- Projektleiter/in : Dr. Andreas Kirchheim
- Co-Projektleiter/in : Prof. Dr. Frank Ehrig
- Stellv. Projektleiter/in : Curdin Wick, Livia Zumofen
- Projektstatus : abgeschlossen
- Drittmittelgeber : Interne Förderung
- Projektpartner : HSR Hochschule für Technik Rapperswil (Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung IWK)
Beschreibung
Spritzgussprozesse müssen immer effizienter gestaltet werden. D.h. die Produktivität bei höherer Qualität muss gesteigert werden. Um diese Ziele zu erreichen, können Spritzgusswerkzeuge temperiert werden, der Einspritzprozess, die Füllung des Werkzeugs wird durch diskretes Aufheizen und der Abkühlprozess wird durch eine Kühlung der Werkzeughälften begleitet. Das Aufheizen und Kühlen der Werkzeughälften sind umso effizienter je näher Kühlung und Heizung an der Werkzeugoberfläche wirkt. Durch die schichtweise additive Fertigung der Werkzeuge lassen sich Kanäle, die kalte oder heisse Flüssigkeiten führen, konturnah direkt unter der Werkzeugoberfläche fertigen. Das selektive Laserschmelzen als additives Fertigungsverfahren hat hierbei besondere Vorteile, insbesondere können auch sogenannte Hybridwerkzeuge gefertigt werden, d.h. auf einfachen Werkzeuggrundplatten oder –einsätzen lassen sich die komplexen Strukturen mit konturnaher Temperierung additiv aufbauen. In diesem Beitrag werden thermische Simulationen bezüglich der Optimierung des Spritzgussprozesses durch den Einsatz einer Variotemperierung gezeigt. Im Weiteren wurde ein Variotherm-Werkzeug in Werkzeugstahl mit konturnaher Temperierung entwickelt und additiv mittels selektiven Laserschmelzens hergestellt und im Einsatz erprobt. Anhand von weiteren Beispielen werden erfolgreiche Umsetzungen dieser Technologie aber auch die Herausforderungen insbesondere bei der additiven Herstellung von Hybridwerkzeugen dargestellt.