Kunststoff-Forum 2018: Volles Haus in Bayreuth

Die Referenten des Kunststoff-Forums, v.l.n.r.: Achim Freyer, Steffen Hachtel, Hans Rausch (KNF), Wolfgang Faßnacht, Hartwig Gohr, Werner Gebhart, Stefan Winkler – (Bilder: Kunststoff-Netzwerk Franken).

Die fortschreitende Digitalisierung und Vernetzung im Unternehmen sowie die Möglichkeiten moderner Fertigungs-, Mess- und Analysetechnologie haben einen tiefgreifenden Wandel im Werkzeugbau hervorgerufen. Das Kunststoff-Forum 2018 griff am 17. April 2018 diese aktuellen Entwicklungen auf. Der Veranstaltungsraum war bis auf den letzten Platz ausgebucht, als Hans Rausch, Geschäftsführer vom Kunststoff-Netzwerk Franken e.V., die Teilnehmer in Bayreuth begrüßte. Im Mittelpunkt der Veranstaltung stand die Betrachtung des Spritzgießprozesses als Gesamtsystem und die daraus resultierenden Applikationen und Möglichkeiten im Werkzeugbau.

Achim Freyer

So stand der Auftaktvortrag von Achim Freyer, ONI Wärmetrafo GmbH, Lindlar, unter dem Titel „Den Spritzgießprozess als Gesamtsystem verstehen und optimieren“. Achim Freyer präsentierte anschaulich das Zusammenspiel von Werkzeug, Maschine und Peripherie. Insbesondere spielt dabei die Auswahl des Kühlkonzepts sowie die optimale Gestaltung des Kühlsystems am Werkzeug und an der Maschine eine wichtige Rolle. In einer ideal aufeinander abgestimmten Strategie und Gesamtbetrachtung innerhalb des Gesamtsystems Spritzgießprozess lassen sich eine Vielzahl von Vorteilen erzielen. Neben verbesserter Artikelqualität bieten sich verfahrenstechnische Vorteile wie eine verbesserte Wertschöpfung, eine höhere Prozeßqualität und vieles mehr.

Hartwig Gohr

Das Thema Gesamtbetrachtung griff auch Hartwig Gohr von der Schweitzer-Chemie GmbH, Freiberg/Neckar, auf. Er fokussierte in seinem Vortrag das Kühlwasser als Qualitätsfaktor. Die Qualität des Kühlwassers hat entscheidenden Einfluss auf die Prozessstabilität und damit auf die Qualität der Teile. Durch eine passende Wasseraufbereitung und Dosiertechnik, jeweils abgestimmt auf das Temperiersystem, werden mögliche Korrosions- und Ablagerungsprobleme in den Werkzeugen verhindert. Insbesondere im Rahmen der Werkzeug-Instandhaltung, Reinigung der Werkzeuge sowie bei der Lagerung sind entsprechende Maßnahmen zu treffen. Aufgrund der immer komplexeren Systeme sowie den immer anspruchsvoller werdenden Werkzeugkonzepte sind die Anforderungen an die Wasserbehandlung in den letzten Jahren enorm gestiegen. Die Investition in komplexe Kühlkanalführungen rechnen sich letztendlich nur, wenn man auch bereit ist, dafür zu sorgen, dass diese Kühlkanäle langfristig offenbleiben und ohne Druckverluste die Kühlleistung liefern können.

Steffen Hachtel

Steffen Hachtel von der F. & G. Hachtel GmbH & Co. KG, Aalen, präsentierte die „Computertomographie als Werkzeug für den Formenbau“. Aus 10-jähriger Praxiserfahrung berichtete er von den Möglichkeiten, die die Computertomographie für Werkzeugmacher bietet. Neben einer Defektanalyse und der zerstörungsfreien Prüfung sind Soll/Ist-Vergleiche, eine STL-Datengenerierung, Geometrievermessungen, Baugruppenanalysen sowie Werkzeugoptimierungen möglich. Durch die Arbeit mit dem CAD-Datensatz lassen sich virtuell Werkzeugoptimierungen erreichen, die über die reine Zeichnungsvorschrift zu aufwendig und zu teuer geworden wären. Insbesondere Werkzeugkorrekturen zur Verzugsreduzierung kann man mit Hilfe der Computertomographie in den Griff bekommen. Der Verzugseinfluss durch die Geometrie, durch die Werkzeugtemperatur und durch die Formfüllung wird über entsprechende Simulationen erfasst. Dies hilft, die Prozesse und Werkzeuge zu verstehen und ermöglicht die Optimierung. Die industrielle Computertomographie ermöglicht durch das Arbeiten mit digitalisierten Erstmustern eine Transparenz und ein Verständnis für das Füll- und Verzugsverhalten und unterstützt das Prozessverständnis. „Durch die Messwerte der Computertomographie erhält der Werkzeugmacher ein Tool, das zur Optimierung unerlässlich ist“, so Steffen Hachtel.

Wolfgang Faßnacht

Die konturnahe Temperierung zur Verzugsoptimierung eines Getriebegehäuses präsentierte Wolfgang Faßnacht von der Firma Fassnacht Formenbau, Bobingen. Ausgangspunkt der konturnahen Temperierung ist das Lasercusingverfahren. Dabei können Bauteile als Kompaktbauteile oder auch als Hybridbauteile realisiert werden. Bei der Hybridbauweise wird auf einen zuvor konventionell gefertigten Grundkörper als zweiter Schritt ein generativ zu fertigender Bereich mit Kühlung und formgebender Kontur aufgebaut. Das Verfahren bietet sich bei Reparaturen und Änderungen an Werkzeugen an. Als verwendbare Werkstoffe kommen neben Werkzeugstahl, Edelstahl aber auch Aluminium, Aluminium-Legierungen sowie Titan und Titanlegierungen und sogar Kupferlegierungen in Frage. Am Beispiel eines Getriebegehäuses erläuterte der Referent die Möglichkeit, sämtliche formgebende Bereiche mit konturnahen Temperierungen zu versehen und in Hybridtechnik zu fertigen. Hot Spots und Verzug werden durch Simulation ermittelt und die Temperierung wird dementsprechend ausgelegt. Eine entsprechende Wandstärkenoptimierung am Artikel wird so möglich, wodurch eine relativ homogene Temperaturführung über das gesamte Werkzeug realisiert werden kann. Ein reduzierter Verzug und geringerer Anpassungsaufwand bei gleichzeitig deutlich reduzierter Zykluszeit sind das Ergebnis.

Werner Gebhart

Werner Gebhart stellte ein innovatives Verfahren vor, das 3D-Druck und Zerspanung kombiniert und von der Hermle Maschinenbau GmbH, Ottobrunn, entwickelt wurde. Die Temperaturführung im Werkzeug mit Hilfe von Stahlkupferkernen wird über ein thermisches Spritzverfahren für Metallpulver erreicht. Dabei ist auch der Aufbau auf Freiformflächen möglich. Als Ausgangsmaterial kommen Metallpulver und Warmarbeitsstähle, Kaltarbeitsstähle sowie rostfreie Stähle in Frage. Ebenso sind Eisen, Kupfer und Bronze möglich. Mit Hilfe eines wasserlöslichen Füllmaterials werden anschließend die Kanäle bzw. Hohlräume freigelegt. Damit lassen sich oberflächennahe Kühlungen realisieren. Durch die Kombination von Kupfer und Stahl wird eine höhere Wärmeleitfähigkeit im Werkzeug erreicht, was Zykluszeitreduzierungen bis zu 20 Prozent ermöglichen soll.

Stefan Winkler

Zum Abschluss der Veranstaltung ging Stefan Winkler von der Winkler GmbH, Würzburg, auf die EG-Maschinenrichtlinie 2006/42/EG im Anwendungsbereich Werkzeuge und Spritzgussformen ein. Das Dilemma der CE-Kennzeichnung ist, dass eine CE-Kennzeichnung Pflicht ist, wenn eine CE-Richtlinie zutrifft und dies fordert. Andererseits ist die CE-Kennzeichnung verboten, wenn keine EG-Richtlinie angewendet werden kann. Dies führt in der Praxis oft zu Unsicherheit, Unwissenheit, unterschiedlichen Interpretationen und einem unnötigen Sicherheitsfanatismus. Häufig ist eine richtige, effiziente und pragmatische Umsetzung der empfehlenswerte Weg. Bei der CE-Kennzeichnung unterscheidet man nur einfache und komplexe Werkzeuge. Wie diese genau definiert sind, erläuterte Stefan Winkler und wies darauf hin, dass einfache Werkzeuge außerhalb des Anwendungsbereiches der EG-Maschinenrichtlinie liegen, während komplexe Werkzeuge durchaus unter die EG-Richtlinie fallen können und entsprechender rechtsverbindlicher Konformitätserklärungen bedürfen. Letztendlich sind es Einzelfallentscheidungen, wie die Auslegung der EG-Richtlinien letztendlich zu handhaben sind, schloss der Referent. Wichtig ist, sich das entsprechende Fachwissen zur Beurteilung dieser Fälle ins Haus zu holen.

Im Anschluss an die Veranstaltung fand noch ein gemeinsames Abendessen statt, das von vielen Teilnehmern zur weiteren Diskussion und zum Austausch untereinander und mit den Referenten genutzt wurde. Das Thema „Aktuelle Entwicklungen im Werkzeugbau“ traf in diesem Jahr den „Nerv“ der Teilnehmer. „Wir mussten zum Schluss sogar einigen Interessenten absagen, weil der Raum vollkommen ausgebucht war“, so Hans Rausch vom Kunststoff-Netzwerk Franken e.V. „Wir wünschen uns, dass wir auch in Zukunft die Themen der Mitgliedsunternehmen so konkret treffen und freuen uns auf die nächsten Veranstaltungen.“

Weitere Informationen: www.kunststoff-netzwerk-franken.de

Kunststoff-Netzwerk Franken e.V., Bayreuth

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