FORWERKZEUG

BAYERISCHER FORSCHUNGSVERBUND FLEXIBLE WERKZEUGSYSTEME

B2: Auslegung und Herstellung formflexibler Werkzeuge

Arbeitsfeld:

Die derzeitige Marktentwicklung hin zu individualisierten Produkten führt auch im Werkzeug- und Formenbau zu reduzierten Stückzahlen. Die Wirtschaftlichkeit des Spritz- oder Druckgießens ist eingeschränkt durch hohe Werkzeugkosten, die teilweise nur auf eine geringe Anzahl von Bauteilen umgelegt werden können. Lösungsmöglichkeiten durch Modularisierung bzw. Standardisierung von Werkzeugsegmenten bieten nur eine eingeschränkte Wiederverwendbarkeit von Werkzeugen. Aus dieser Situation heraus werden am iwb formflexible Werkzeuge für den Spritzguss entwickelt, die dem Anspruch genügen, verschiedene Geometrien mit dem gleichen Werkzeug abzuformen. Ein vielversprechender Ansatz eines solchen formflexiblen Werkzeugs stellt das Prinzip des Nadelkissens dar. Dieses Kissen besteht aus einer Vielzahl von quadratischen Nadeln, die gegeneinander verschiebbar gelagert sind. Ausgehend von einer 3D-CAD-Geometrie wird eine STL-Datei erstellt, aus der mit einer speziell programmierten Software die Positionen der einzelnen Nadeln generiert werden. Mit Hilfe dieser Daten werden die Nadeln nacheinander von einem Positionierkopf in die erforderliche Lage verschoben und anschließend mit einer pneumatischen Spanneinrichtung gegen Verschieben gesichert. Bei diesem Ansatz muss gezielt eine Nadel aus dem Spannpaket gelöst werden, damit das Einstellen auf die zuvor berechnete Position dieser Nadel durchgeführt werden kann. Die Auflösung bzw. die Genauigkeit des Werkzeugs hängt bei diesem Konzept direkt von der Nadelgeometrie ab. Derzeit werden quadratischen Vierkantdrähten verwendet, die eine Kantenlänge von 0,4 mm haben. Eine Verfeinerung der Nadelauflösung wird im Lauf des Projekts angestrebt. Mit dem entwickelten Werkzeug können in Zukunft Bauteile mit einer Größe von 100 x 100 x 50 mm3 hergestellt werden. Bei Bauteilen mit Hinterschneidungen ist geplant, dass gefräste Einlegeteile mit den Nadeln verspannt werden. Diese Einlegeteile sind schnell und einfach herstellbar und können nach jedem Spritzvorgang manuell entnommen werden.