Additive Fertigung

Additiv gefertigte Formeinsätze für Spritzgussteile

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Konturnahes Einbringung von Kühlkanälen

Da eine Änderung des eigentlichen Produktionsmaterials Kunststoff nicht in Frage kam, entschied sich Salcomp, bei der Optimierung des Kühlelements neue Wege zu gehen. Ziel war es, die Fertigungswerkzeuge so zu konstruieren, dass die Werkstücke schneller abkühlen können – folglich nahmen die Projektverantwortlichen die Formgebung der Temperierkanäle genauer in Augenschein. Auf diese Weise untersuchten sie Möglichkeiten, die Form zu perfektionieren und gleichzeitig eine Technologie zu finden, mit der das entsprechende Gefüge auch hergestellt werden kann.

Die Lösung des ersten Teils der Aufgabe sah wie folgt aus: Die Kühlkanäle selbst sollten noch näher an die Kontur der Kavität herangeführt werden. Auf diese Weise kann die Hitze die verbliebene Metallschicht schneller passieren und die Maschine verlassen. Gleichzeitig sollte Feinschliff an der Formgebung dafür sorgen, dass dieser Abtransport möglichst effektiv vonstatten geht. Um den Plan in die Tat umzusetzen, benötigte Salcomp jedoch eine Technologie, die eine solche konturnahe Einbringung von Kühlkanälen gestattet, ohne dabei neue Nachteile aufzuwerfen.

Da Bohren, Fräsen oder andere Optionen weder den nötigen Spielraum bei der Formgebung noch die erforderliche Präzision ermöglichen, tritt die Additive Fertigung – in diesem Fall metallbasiert – auf den Plan: Salcomp beauftragte einen Dienstleister, die EOS-Technologie in Gestalt einer EOSINT M 270 zum Direkten Metall-Laser-Sintern (DMLS) für die Produktion von Kerneinsätzen zu nutzen. Computergestützte Simulationsmodelle kamen zum Einsatz, um die ideale Formgebung zu definieren und für die Herstellung zu übernehmen.

Additive Fertigung der Werkzeugeinsätze

Die erfolgreiche Umstellung der Werkzeugfertigung zeigte Wirkung: Die Temperierkanäle konnten wie geplant in größtmögliche Nähe zu den Kanten

rücken. Gleichzeitig erhöhte sich durch die additiv gefertigten Werkzeuge die Qualität der Endprodukte. „Verantwortlich hierfür ist das extrem präzise Verfahren, bei dem ein Laserstrahl das Metallgranulat Schicht für Schicht in der Form aushärtet, die die Ingenieure zuvor mittels 3D-Software festgelegt haben“, erläutert Krishnan Ramkumar, Tooling Specialist bei EOS in Indien, der das Projekt vor Ort begleitet hat.

Die Verbesserungen machen sich nun im täglichen Produktionsablauf bei Salcomp positiv bemerkbar: Die zum Abkühlen benötigte Zeit sank von ehemals 14 s auf jetzt 8 s pro Produktionszyklus. Das Unternehmen konnte seinen monatlichen Ausstoß auf diese Weise um über 56.000 Einheiten erhöhen, ohne an den Fertigungsmaschinen selbst Umbauten vorzunehmen. Die jährliche Kostenersparnis beträgt 20.000 Euro. Zudem sank die Ausschussrate von 2 % auf 1,4 %, was nicht nur Kosten-, sondern auch Umweltvorteile mit sich bringt. Im Umkehrschluss bedeutet diese Zahl eine gestiegene Qualität bei der Fertigung, und das trotz des verkürzten Produktionszyklus. „Wir sind sehr zufrieden mit den Ergebnissen der neuen, konturnah ausgelegten Temperierkanäle. Die Additive Fertigung der Werkzeugeinsätze bringt die erwünschten Vorteile: Wir konnten den Produktionszyklus verringern und die Qualität steigern. Die geringeren Kosten bei gleichzeitiger Erhöhung der Fertigungsrate zeigen, dass die Technologie kein Selbstzweck ist, sondern unser Business befördert“, erklärt Arumugam Narayanaswami, verantwortlich für die Beschaffung bei Salcomp. „Wir sind zuversichtlich, auch künftig noch weitere Felder zu identifizieren, bei denen wir die EOS-Technologie ähnlich gewinnbringend einsetzen können.“ (qui)

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