enesty + Fraunhofer IFAM: 3D-Siebdruck und Temperierung 4.0

Abbildung 1: Konturgebender Werkzeugeinsatz für die Herstellung von Stiftkappen (Foto: enesty GmbH)

Nach längerer gemeinsamer F&E-Arbeit ist es dem Dresdener Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM und der enesty GmbH erstmals gelungen Werkzeugkühleinsätze im 3D-Siebdruckverfahren herzustellen. Mit diesem Verfahren sei es möglich Vielfachwerkzeuge auch mit additiv hergestellten Kühleinsätzen wirtschaftlich zu fertigen.

Im konkreten Anwendungsfall einer Stiftkappe nach Vorlage eines Produktes der Firma edding, werden auf der Fakuma erstmals siebgedruckte, konturgebende Kühleinsätze vorgestellt. Der Kühlkanal verläuft mit weniger als 1 mm sehr nahe an der Kontur entlang und ermöglicht somit eine schnelle Abkühlzeit. Durch die Kombination mit Temperierung 4.0 und geregelten Temperiersystemen mit geeigneten Temperiermedien, im Speziellen Gas und Wasser, verschieben sich die Anwendungsgrenzen für die Herstellung leistungsstarker Spritzgusswerkzeuge. Die neue Temperierungsgeneration 4.0 der enesty GmbH regelt und überwacht zudem die Kühlmedien in den einzelnen Kühlkreisläufen von Werkzeugen mittels I.O.-Link und RFID-Technik. Dadurch sollen sich Fehlerquellen minimieren sowie Zykluszeiten reduzieren lassen.

"Die Kombination aus Werkzeugbau, modernster Werkzeugtemperierung und Additiver Fertigung der Werkzeugeinsätze in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IFAM Dresden steht am Anfang, zeigt aber bereits enorme Potentiale für den Endanwender, die wir in Form erster Werkzeugeinsätze auf der Fakuma präsentieren können. Gemeinsam mit weiteren innovativen Unternehmen werden wir die Anwendungsgebiete ausbauen und sind gespannt auf die Entwicklungen mit interessierten Partnern", so Jonathan Franke, Geschäftsführer der enesty GmbH.

In Zusammenarbeit mit der SchoForm GmbH, einem etablierten sächsischen Werkzeugbauer, und der Stemke Kunststofftechnik GmbH als Partner für Kältemittelkühlungen wurde die Konstruktion der Kühleinsätze entsprechend der Möglichkeiten des 3D-Siebdrucks angepasst. Hier wird erstmalig die konturnahe Kühlung des Schwertes sowie der Kappenspitze, die zum Einfallen neigt, realisiert (siehe Abbildung 1).

Der 3D-Siebdruck ist eine alternative generative Fertigungsmethode, die auf dem z. B. in der Solarbranche etablierten zweidimensionalen Siebdruck basiert. Eine aus Metallpulver und organischen Bindern bestehende Paste wird wiederholt durch ein strukturiertes Siebgewebe gedruckt. Ein Wechsel des Layouts ermöglicht die Integration feinster Kühlkanäle bis hin zu 60 μm. An die Formgebung schließt sich eine Wärmebehandlung an, bei der die organischen Substanzen entbindert und die Einsätze zu dichten, metallischen Bauteilen versintert werden. Je nach Größe der Werkzeugeinsätze kann sogar ein 8-fach-Werkzeug mit Kühleinsätzen inkl. Kontur- und Kernseite aus einem Druckvorgang ausgerüstet werden. Die Druckzeit liegt derzeit im Einschichtbetrieb bei ca. 5 Werktagen inklusive Sinterung. Ein Beispiel ungesinterter, siebgedruckter Strukturen für den Einsatz als Wärmeübertrager ist in Abbildung 2 verdeutlicht.

Diese sowie die Kühleinsätze für die Stiftkappe sind am Stand von enesty auf der Fakuma zu sehen.

Weitere Informationen: www.enesty.org, www.ifam-dd.fraunhofer.de

Fakuma 2015, Friedrichshafen, 13.-17.10.2015, Halle A5, Stand 5104

enesty GmbH, Hartha b. Döbeln + Fraunhofer IFAM, Dresden

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