Schnell und kostengünstig: Rapid Tooling mit LOM-Technik: Spritzgießwerkzeug aus Stahlblechschichten aufbauen

Mit einem neuen Verfahren für das Rapid Tooling kann die Georg Kaufmann Formenbau AG, Busslingen/ Schweiz, Prototypen- und Kleinserienwerkzeuge aus Stahl in nur acht bis zwölf Wochen bauen und zugleich eine Kostenreduktion von rund 20 % erreichen. Ausgangsmaterial für das auf der LOM-Technik (Laminated Object Manufacturing) beruhende Verfahren ist ein Epoxidharz-beschichtetes Stahlblech. Ferner müssen die beiden Hälften der Kavität als freigegebenes 3D-CAD-Datenfile zur Verfügung stehen. Daraus erzeugt eine spezielle Software eine quer zur Werkzeug-Trennebene liegende Schichtstruktur, bei der die Schichtdicke der Blechdicke entspricht. Für den Aufbau des Werkzeugs schneidet ein Laser zusammengehörige Matrizen- und Kernschichten aus dem Stahlblech heraus; sie bleiben zur Einhaltung enger Toleranzen durch dünne Stege verbunden. Die nummerierten Zuschnitte werden sorgfältig gereinigt und entgratet – dieser Schritt hat entscheidenden Einfluss auf die Maßgenauigkeit des Werkzeugs, da sich Dickenfehler von 1 µm bei 1.000 Blechen zu 1 mm Gesamtfehler addieren. Danach werden die Zuschnitte in der richtigen Reihenfolge gestapelt und mit federbelasteten Zugankern verspannt. Dieses Paket wird in einem Ofen mit einer speziell für diese Anwendung entwickelten Temperatursteuerung langsam und gleichmäßig auf rund 200 °C erhitzt. Dann wird es mehrere Stunden bei dieser Temperatur gehalten, so dass die Blechschichten intensiv „zusammenbacken“. Nach dem Abkühlen werden die Zuganker entfernt und der Steg zwischen den Kavitäten durchtrennt. Wenn erforderlich werden weitere Teilbereiche bearbeitet (z.B. Senkerodieren von Rippen) und die Werkzeugoberflächen geschliffen bevor das Werkzeug montiert wird. Durch die gute Planparallelität der Bleche und eine äußerst dünne, gleichmäßige Harzschicht haben sich die Bleche bei der Wärmebehandlung so intensiv verbunden, dass nach dem Schleifen die Schichtstruktur mit bloßem Auge nicht zu erkennen ist. Ein besonderer Vorteil der LOM-Technik ist es, dass die Bleche unmittelbar beim Laserschneiden Ausschnitte für die Zuganker sowie für Schieber und Auswerfer erhalten können. Durch den Schichtaufbau können lange Kühlkanäle der formgebenden Kontur folgen, um eine vollständig gleichmäßige Kühlwirkung zu erreichen. In einer Exklusiv-Vereinbarung hat die Georg Kaufmann Formenbau AG das alleinige Recht erworben, diese LOM-Technik zum Herstellen von Spritzgießwerkzeugen anzuwenden. Die Anwendung der LOM-Technik zum Aufbau der Werkzeugkavitäten aus Stahlblechschichten ermöglicht es, Prototypen-Werkzeuge schnell und kostengünstig herzustellen - Werkbild: Georg Kaufmann Formenbau, Busslingen/ Schweiz Nur zwei Wochen betrug die Produktionszeit für dieses in LOM-Technik aus Stahlblechschichten hergestellte Spritzgießwerkzeug - Werkbild: Georg Kaufmann Formenbau, Busslingen/ Schweiz Kontakt: Georg Kaufmann Georg Kaufmann Formenbau AG Rugghölzli 3 CH-5453 Busslingen/ Schweiz Tel.:  +41 (0) 56/485 65 00 Fax:  +41 (0) 56/496 54 00 E-Mail:  gktool@gktool.ch Internet:  http://www.gktool.ch