Untersuchung zum pulverbettbasierten Schmelzen von Spritzgusswerkzeugeinsätzen mit Fokus auf innovativen Kühlgeometrien, neuen Simulationsansätzen und neuartigen Nachbearbeitungsverfahren zur gezielten Einstellung von Formteileigenschaften im Optik-Spritzguss

Hintergrund des Projekts

Untersuchungen zu möglichen Zusammenhängen zwischen additiv gefertigten Spritzgießwerkzeugen und Formteileigenschaften liegen in der Literatur zum Zeitpunkt des Projektstarts nicht vor, daher wurde dieses Projekt ins Leben gerufen um die additive Fertigung und elektrochemische Nachbearbeitung von Spritzgießwerkzeugen auf deren Einfluss auf die Eigenschaften eines Spritzgussbauteils zu untersuchen. Zudem soll die Datenlage für eine additive Fertigung mittels Laser Beam Melting von in diesem Bereich bisher nicht oder nur wenig verwendeten Werkzeugstählen erweitert werden.

Projektziel

Das Hauptziel des Projektes ist es, eine Korrelation zwischen additiv gefertigtem Werkzeug und inneren und äußeren Eigenschaften des Formteils zu ermitteln. Herzu werden in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern Versuchswerkzeuge mit konventionellen und neuartigen Kühlkanalstrukturen entwickelt. Des Weiteren werden bisher in der additiven Fertigung mittels Laser-Beam-Melting (LBM) nur wenig erforschte Werkzeugstähle untersucht und in diesem Projekt neu erlangte Kenntnisse in die Spritzgießsimulationssoftware Cadmould eingepflegt. Um eine akzeptable Oberflächengüte der Formteile gewährleisten zu können, werden zudem Anwendbarkeit und Einfluss auf additiv gefertigte Werkzeuge des Pulsed-Electrochemical-Machining-Verfahrens (PECM) untersucht. Ziel dabei ist es, den Stand der Technik im Bereich Additiv Molding zu aktualisieren/zu erweitern und langfristig den Marktanteil an additiv gefertigten Spritzgießwerkzeugen zu erhöhen.

Projektablauf

Von den Projektpartnern werden gemeinsam Prüfplatten entwickelt, um die Kühlleistung der additiv gefertigten Werkzeugmaterialien und verschiedener Kühlkanalgeometrien beurteilen und vergleichen zu können. Anschließend soll mit den dort gewonnenen Erkenntnissen ein Versuchswerkzeug erstellt und nachbearbeitet werden, welches eine Untersuchung der damit zu fertigenden Formteile darstellt und abschließend der Veranschaulichung der gewonnenen Erkenntnisse dient.

Innovation

Innovativer Ansatz dieses Forschungsprojektes ist zum einen die Untersuchung der Auswirkung von mittels Laser Beam Melting gefertigten Werkzeugen auf das Spritzgieß-Bauteil und zum anderen die Erprobung von Werkzeugstählen im LBM – Verfahren und die Untersuchung neuartiger Kühlkanalgeometrien. Im weiteren Verlauf des Projektes wird zudem der Einfluss von elektrochemischer Politur mittels PECM auf Werkzeug und Formteil untersucht.