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Oral-Poster-Präsentationen

Einsatz der PolyJet-Technologie zum Rapid Tooling von Spritzgusswerkzeugen

Mittwoch (25.04.2018)
17:40 - 17:45 Uhr Kongresssaal
Bestandteil von:


Additive Fertigungsverfahren haben sich bis heute besonders für die Herstellung von Prototypen (Rapid Prototyping) und Kleinstserien (Direct Manufacturing) als äußerst effektiv herausgestellt. Da keine produktspezifischen Werkzeuge benötigt werden, erlauben sie eine sehr preiswerte und auch schnelle Umsetzung von CAD-Daten in physikalische Modelle und teilweise auch in Endprodukte. In der industriellen Massenfertigung liegt der Produktionsfokus auf einer günstigen Herstellung bei hohen Stückzahlen, weshalb die additive Fertigung aufgrund der langen Bauzeiten und teils hohen Materialkosten ab einer bestimmten Stückzahl wirtschaftlich unrentabel wird. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass viele Werkstoffe noch nicht für die additive Fertigung zur Verfügung stehen oder das Bauteil durch die Schichtbauweise additiver Fertigungsanlagen andere mechanische Eigenschaften im Vergleich zum konventionell hergestellten Produkt besitzt. Besonders für Serienteile oder Endprodukte aus Kunststoff stellen Spritzgussverfahren deshalb nach wie vor das Mittel der Wahl dar. Spritzgusswerkzeuge aus Werkzeugstahl zeichnen sich dabei durch hohe Genauigkeiten und hohe Standzeiten aus. Jedoch sind diese Werkzeuge teuer und brauchen lange in der Herstellung. Um die Vorteile beider Fertigungsverfahren zu verbinden, bietet sich der Einsatz von additiv gefertigten Spritzgusswerkzeugen (Rapid Tooling) an.

Dieser Beitrag erläutert Probleme und Fragestellungen sowie Chancen und Vorteile, die durch den Einsatz 3D-gedruckter Spritzgusswerkzeuge entstehen. Dabei werden insbesondere Werkzeugeinsätze aus Kunststoff betrachtet, die nach dem Polyjet-Verfahren additive hergestellt werden, betrachtet. Diese bieten z.B. eine hohe Oberflächengüte und Maßgenauigkeit, wodurch die Nacharbeit reduziert werden kann. Dazu werden Untersuchungen durchgeführt, die die gesamte Prozesskette von der Planung und Konstruktion bis hin zum Post-Processing betreffen. Unter anderem wird eine genaue Materialcharakterisierung durchgeführt und das Verhalten der Werkzeuge im Einsatz analysiert. Dazu gehören beispielsweise der Einfluss einer chemischen Reinigung und eines Temperprozesses auf die Formtreue, mechanische Belastbarkeit und Wärmebeständigkeit der Formeinsätze. Aus diesen Ergebnissen lassen sich Richtlinien für eine fertigungsgerechte Konstruktion und Modelle zur Simulation von additiv hergestellten Werkzeugen entwickeln.

Sprecher/Referent:
Steffen Schrock
Hochschule Offenburg
Weitere Autoren/Referenten:
  • Prof. Dr. Stefan Junk
    Hochschule Offenburg
  • Philipp Gawron
    Hochschule Ofenburg