Rapid Tooling

Rapid Tooling

Ein Wesentlicher Grund für den Einsatz eines generativen Fertigungsverfahrens zur Herstellung eines Werkzeugs oder Werkzeugeinsatzes ist die Möglichkeit, interne konturnahe Kühlkanäle in diese zu integrieren. Solche generativ gefertigten Werkzeuge oder Werkzeugeinsätze zeichnen sich durch verbesserte Kühlleistungen gegenüber konventionell gefertigten Werkzeugen aus. Daraus resultieren reduzierte Zykluszeiten und verbesserte Bauteilqualität durch geringen thermischen Verzug.
Folgende Vorteile ergeben sich für die angeführten Branchen:

Werkzeug und Formenbau

• Reduzierung der Nachbearbeitungsprozesse
• Verkürzte Entwicklungszeit
• Wettbewerbsvorteil durch optimal gekühlte Werkzeugformen

Kunststoffspritzgießer und Aludruckgießer

• Geringer Verzug bzw. Lunker. Reduzierung der Ausschussrate
• Kürzere Zykluszeiten (Ggf. Einsparung einer Spritz- oder Druckgussanlage)

Für den Endkunden bedeutet das:

• Zykluszeiteinsparung con 20% – 30%, heißt Reduktion der Stückkosten
• Qualitativ hochwertige Produkte

Hybridbauweise

Auf einen Grundkörper wird die Restgeometrie inklusive der Kühlkanäle gefertigt. Diese Mischbauweise hat sich schon in vielen Fällen als die schnellste und wirtschaftlichste Lösung erwiesen.

Als Info: das Hybridbauverfahren wurde von unserem Partner ConceptLaser entwickelt und patentiert.

 

Das Beispiel aus der Praxis zeigt gut wie man die Hybridbauweise nutzen kann.

Rechts, das Halbzeug: Auf CNC- gefertigten Grundkörper wird die Hydrodehnaufnahme aufgedruckt. Der Raum für das Spannmedium wird Ideal ausgenützt.

Links, durch eine Fertigbearbeitung wird das Bauteil noch optisch verfeinert und die Bohrungspassung fertig gestellt.

Konturnahe Kühlung

Dabei werden die Kühlkanäle so ausgelegt, dass sie gezielt lokal einwirken können. Ein Entfall toter Strömungszonen, somit keine Kühlmediumerwärmung und eine dynamische, gleichmäßige Kühlung sind die Folge.

Der Kühlkanal kann je nach Anwendung bis zu 2mm parallel an der Kontur verlaufen.

Anwendungsbeispiel

Gegenüberstellung einer Formenfertigung mittels konventioneller Fertigung und generativer Fertigung.

Konventionelle Fertigung:

• 1,5 Std. Datenaufbereitung/ Programmierung
• 0,5 Std. Rüstzeit (Werkzeuge waren schon in der Maschine, ansonsten länger)
• Fertigungszeit 3,75 Arbeitstage
• 4 Std. Bohren
• 84 Std. Härten
• GESAMT: 180 Stunden

 

Generative Fertigung:

• Datenaufbereitung
• 0,5 Std. Maschinenrüsten
• Fertigungszeit 2,5 Arbeitstage
• Bauplatte entfernen
• Auslagern im Anlassofen
• GESAMT: 94 Stunden

Vorteile am Teil:

• Halbierung der Fertigungszeit
• Wegfall von o-Ringen
• Konturnahe Kühlung in beiden Domen