Prototypen Rapid Prototyping: Bei großen Bauteilen mit höherer Qualität näher an der Serie

Redakteur: Lea Ziegler

Das materialsparende Rimflex-Verfahren von Kegelmann Technik ermöglicht das Silikonformen von größeren PU-Bauteilen und Losgrößen von 20 Stück bis 300 Stück.

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Kegelmann Technik Scheinwerfergehäuse im Rimflex-Verfahren hergestellt.
Kegelmann Technik Scheinwerfergehäuse im Rimflex-Verfahren hergestellt.
(Bild: Kegelmann)

Bei größeren Polyurethan-Bauteilen wie z.B. Stoßfänger oder Scheinwerfergehäuse in der Automobilindustrie setzen die Ingenieure von Kegelmann Technik auf ein eigenes Verfahren, das die Schere bei Stückkosten und Qualität des Silikonformens verkleinert. Es liegt in der Natur des Silikonformens, dass zum Erhalt einer vernünftigen Qualität des Prototypen spätestens etwa alle 20 Stück bis 25 Stück eine neue Form hergestellt werden muss. Die Folge schon bei Losgrößen über 50 sind somit zwei Probleme: eine extrem schwankende Qualität der einzelnen Prototypen sowie eine sprunghafte Stückkostenentwicklung.

Stabiles Qualitätsniveau über die gesamte Losgröße

Ein weiterer wichtiger Parameter für die Wahl des jeweils optimalen Fertigungsverfahrens ist die Bauteilgröße. Insbesondere großflächige Teile wie beispielsweise Stoßfänger haben als Silikonformen Nachteile. Durch ihre Flexibilität und ihr großes Eigengewicht aufgrund des höheren Materialaufwandes sind diese nicht steif und hängen daher durch oder verformen sich. Dies führt zu Problemen bei Maßhaltigkeit und Wandstärken der PU-Teile, und stellt den Nutzen dieser Prototypen als Entscheidungsgrundlage bei nachfolgenden Tests in Frage.

Speziell für diese Anwendungszwecke hat Kegelmann Technik gemeinsam mit der Huntsman Advanced Materials Division, einem führenden Hersteller kundenspezifischer Kunststoffe, eine besondere Polyurethan-Rezeptur mit Materialvorteilen entwickelt, die herkömmliche Vakuumgießharze nicht bieten können.

Verbesserte Schlagzähigkeit und Wärmeformbeständigkeit

Basierend auf einem von der Daimler AG für den Einsatz bei Prototypen freigegebenen Material werden u.a. durch die Zugabe von ca. 30% Kurzglasfaser Schlagzähigkeit, Wärmeformbeständigkeit und E-Modul in den Bereich der späteren Serienqualität angehoben. Aufgrund seiner Zähflüssigkeit ist dieses Material nur in einer von Kegelmann Technik entwickelten Rimflex-Form im Niederdruck-RIM-Verfahren (Reaction Injection Moulding) zu verarbeiten.

Laut Unternehmen ergab eine detaillierte Kosten-Nutzenanalyse, dass die Prototypenfertigung mit Silikonformen insgesamt etwa 200.000 € (für rechts und links) gekostet hätte. Kostentreiber seien hier die geringe Standzeit der Silikonformen bei den gesetzten Qualitätsanforderungen und der hohe Materialaufwand aufgrund der Bauteilgröße. Demgegenüber bot die Fertigung im Rimflex-Verfahren ca. 35 % Kostensenkungspotential. Im konkreten Fall (Losgröße 150, jeweils rechts und links) bedeuteten dies über 80.000 € Ersparnis.

Nichts desto trotz ist der Vakuumguss mit Silikonformen bei Kenntnis der Grenzen des Verfahrens in Bezug auf Losgrößen und Bauteilgrößen ein wichtiger Bestandteil des Rapid Prototyping, der bei Kegelmann Technik häufig zum Einsatz kommt. Mit dem Rimflex-Verfahren vergrößert sich jedoch die Bandbreite an Fertigungsverfahren bei Kegelmann Technik und bietet so bei Kosten, Qualität und Bauteilgröße mehr Chancen und Möglichkeiten bei der Produktentwicklung. (lz)

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