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Das i-Tüpfelchen im Werkzeug- und Formenbau

Mitte 2012 lieferte der Werkzeug- und Formenbau W. Faßnacht seinen 1.000 generativ gefertigten Werkzeugeinsatz aus. Damit hat sich das Lasercusing-Verfahren binnen fünf Jahren zu einem wichtigen Faktor in Bobingen entwickelt ¿ und das in einer Branche, die traditionell in Formen, Drehen, Sägen, Fräsen und Erodieren denkt. Die zunehmende Bedeutung des Laserschmelzens mit Metallen hat Gründe im modernen Werkzeugbau.

Mit Lasercusing – dem Laserschmelzen mit Metallen - können Kühlkanäle sehr nahe unter der Formkontur angesetzt werden. Komplexe Teile mit unterschiedlichen Wandstärken bei Verrippungen und Stegen können so „nahe am Geschehen“ gekühlt werden. Konturnahe Kühlungen liegen im Trend. Was vor Jahren noch, in Bezug auf das Fließverhalten, als nicht prozessfähig galt, wird heute einfach gemacht. Neben der Reduktion der Zykluszeit kann durch die Kühlung auch der Verzug im Teil abgesenkt werden. Die Kühlkanalquerschnitte liegen bei >5 Millimeter. Dadurch besteht die Möglichkeit diese bis zu 2 bis 3 Millimeter unter der Formkontur anzusetzen. um optimal zu kühlen. Auch das Gegenteil, das Temperieren kann über solche Kanäle erfolgen. Dies geschieht etwa bei Teilen mit Hochglanzoptik (high glossy-Effekte). Bestimmte Werkzeuge haben sogar beide Aufgaben in getrennten Kreisläufen: Oberflächen mit Hochglanzoptik, die temperiert werden und an der Innenkontur Verrippungen, die gekühlt werden, um Verzug zu verhindern. Bei den bislang bei Faßnacht produzierten Werkzeugen mit dieser Kühltechnik waren Reduzierungen der Zykluszeit bei Serienwerkzeugen bis zu 40 % möglich. Das bedeutet einen enormen Vorteil zur Wertschöpfung für den Produktionsbetrieb.

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Kosten und Geschwindigkeit

„Zeit ist Geld“, sagt der Volksmund. Vor allem aber sorgen die kurzen Entwicklungszeiten für enormen Zeitdruck bei Produktentwicklern, Werkzeugbauern und Verarbeitern. Das Laserschmelzen erlaubt es, Pulverwerkstoffe aus Originalmaterial, Schicht für Schicht aufzuschmelzen. Dabei erreicht man heute Härtegrade bis zu 52HRC, abhängig vom Werkstoff. Vor allem bei der Herstellung des Werkzeugeinsatzes werden bei konventioneller Technik Personalkosten fällig, da der Dreh- und Fräsprozess kontinuierlich überwacht werden muss. Anders beim Laserschmelzen von Metallen: Die Lasercusing-Anlage kann nach Wahl der Parameter 24 Stunden pro Tag mannlos betrieben werden. Auch bei hybriden Teilen spart der Werkzeugbauer Zeit und Kosten. Auf einen vorgefertigten Grundkörper, mit vorgebohrtem Zu- und Ablauf der Kühlung, kann die formgebende Restgeometrie inklusive der restlichen Kühlkanalauslegung mittels Lasercusing „aufgeschweißt“ werden. Diese Vorgehensweise hat sich bei einer Mischbauweise in vielen Fällen als schnellste und wirtschaftlichste Methode erwiesen. Generell gilt, dass generative Technik schneller zum Ergebnis führt – und überwiegend günstiger ist.

Einsätze für runde Teile

Nach den Erfahrungen bei Faßnacht sind gerade runde Teile sehr geeignet für Einsätze auf der Basis des Laserschmelzens. Runde Werkzeugeinsätze können mit dem Lasercusing-Verfahren wesentlich kostengünstiger hergestellt werden. Denn durch Integration einer konturnahen Kühlung entfallen Einstiche und Nuten für O-Ringe. Die Konstruktion des Einsatzes fällt somit einfacher aus. Folglich reduzieren sich der Konstruktions- Fertigungs- und Nacharbeitsaufwand und somit auch die Kosten. Bei Faßnacht hat das „generative Denken“ mittels Laser einen hohen Stellenwert in Konstruktion und Werkzeugbau. -sg-

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