Engineering & Dienstleistung

Harmonischer Energiefluss

16.02.2010

Lasersintern: Mit lasergesinterten Werkzeugeinsätzen aus Metall lassen sich enorme Qualitäts- und Kostenvorteile realisieren. Konturnahe Kühlkanäle optimieren die Temperierung, die Prozess-Sicherheit steigt und die Stückkosten sinken. Rapid-Tooling-Dienstleister FKM stockt deshalb seine Metallsinteranlagen auf.

FKM_1Ein wunder Punkt bei der Herstellung von Werkzeugen für das Kunststoff-Spritzgießen ist stets die Temperierung der Kavitäten. Sie entscheidet mit über Zykluszeit und Ausschuss und damit letztlich über die Produktivität einer Serie. Traditionell gefertigte Kühlsysteme zeigen hier die bekannten Schwachstellen: Die Abstände zwischen formgebender Kontur und meist linear gebohrten Kühlkanälen schwanken, die Energieableitung erfolgt ungleichmäßig, die dabei verursachten internen Spannungen im Spritzling schaden seiner Stabilität. Außerdem ist der Durchfluss in konventionellen Kanalsystemen selten harmonisch, da sich in fertigungsbedingten Tot-Zonen rasch Schmutz absetzt, der zu Engstellen oder gar Staus führt

Beim Einsatz lasergesinterter Werkzeugeinsätze lassen sich solche Negativfaktoren weitgehend ausschließen. Denn das Schichtbauverfahren erlaubt es dem Werkzeug-Konstrukteur, die Kühlkanäle konturnah – also im idealen Abstand zur formgebenden Kontur – zu verlegen, ihre Querschnitte abschnittsweise anzupassen und ihren Verlauf mit Blick auf die Formteilung oder Entlüftung zu optimieren.

Optimierte Temperierung
Beim Tooling-Dienstleister FKM Sintertechnik weiß man um diese FKM_2Vorteile. Nicht zuletzt um der wachsenden Nachfrage nach Werkzeugen mit optimierter Temperierung nachzukommen, hat das Unternehmen nun seine Kapazitäten um eine weitere Lasersinter-Anlage vom Typ EOS M 270 erweitert.

„Wir verfügen jetzt über drei leistungsfähige Sinteranlagen mit Bauräumen von bis zu 220 x 220 x 280 mm, mit denen wir kleine und mittelgroße Spritzgieß-Werkzeuge aus Edelstahl, vergütetem Werkzeugstahl und Aluminium vollautomatisch fertigen können“, erläutert Jürgen Blöcher, der FKM seit 1994 gemeinsam mit Harald Henkel leitet. Mit den lasergesinterten Einsätzen lassen sich auch Großserien von mehreren Millionen Kunststoffteilen produzieren.

Über die nahezu freie Auslegung der Temperierkanäle in den lasergesinterten Werkzeugeinsätzen erschließt der Werkzeugbauer dem Spritzgieß-Anwender eine ganze Reihe weiterer Vorteile. Denn die konturnahe Kanalführung erhöht nicht nur die mechanische Qualität des Spritzlings, sondern führt darüber hinaus auch zu einer verbesserten Produktivität in der Serienfertigung: Der Spritzgieß-Prozess wird dank der harmonisierten Energieableitung präziser kontrollierbar, und die Zykluszeiten lassen sich verkürzen. Außerdem erhöht sich die Standzeit des Werkzeugs und die Ausschussquote sinkt.

FKM_3„Aus Beobachtungen wissen wir, dass sich die Zykluszeiten um bis zu 60 Prozent reduzieren lassen und ein Ausschuss von fast Null durchaus erreichbar ist“, erklärt FKM-Unternhemens-leiter Jürgen Blöcher. „Im konkreten Fall eines Werkzeugeinsatzes für eine Kunststoff-Rolle konnte die Zykluszeit von 27 auf 14s gesenkt werden. Daraus lässt sich eine erhebliche Kosten­erspar-nis ableiten.“

Typische Beispiele für die erfolgreiche Anwendung lasergesinterter Metall­einsätze mit optimierter Temperierung sind Spritzgieß-Werkzeuge für die Serienproduktion von Pkw-Interieur-Teilen oder Bauteilen für Küchengeräte. „Bis auf die Größe setzt uns das Lasersintern derzeit kaum geometrische Grenzen“, erläutert Jürgen Blöcher. „Eine Ausschussquote von nahezu Null ist nicht mehr unmöglich.“


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