additive 03.2019

„Nur mit klarem Mehrwert“
„Generell fertigen wir Werk -
zeuge nur dann additiv, wenn
sie unseren Kunden dadurch
einen ganz klaren Mehrwert
bieten. Nur wenn dieser die
Mehrkosten aufwiegt, haben
die Werkzeuge ihre Berech -
tigung“, sagt Dr. Jochen Kress,
geschäftsführender Gesellschafter
der Mapal Gruppe.
Bild: Mapal
werkzeug zu drucken. Ziel war ein leichteres und zugleich
stabileres Werkzeug. Eine Wabenstruktur im Inneren
des Werkzeugs brachte hier die Lösung: Wog das
ursprüngliche Werkzeug noch über vier Kilogramm, so
bringt die gedruckte Version nur noch knapp drei Kilogramm
auf die Waage.
Für derart komplexe Aufgaben steht bei Mapal im
Bereich der Konstruktion ein eigenes 3D-Druck-Expertenteam
zur Verfügung. Damit das fertige Werkzeug
auch die geforderten Eigenschaften aufweist, simulieren
die Experten die Bauteile zudem komplett vor dem
Druck.
Die Kühlung durch das Werkzeug versprach noch
weiteres Optimierungspotenzial. Denn durch die Kühlkanäle
in dem konventionellen Glockenwerkzeug konnden
auf den fertigen Werkzeugkörper die PKD-Schneiden
aufgelötet und per Laser in Form gebracht.
Ergebnis
Die Wabenstruktur im Inneren des Werkzeugs verringert
das Gewicht deutlich und dämpft zudem die
Vibrationen während der Bearbeitung. Bild: Mapal
te das Kühlmedium nicht an die optimale Stelle transportiert
werden. In dem neuen, gedruckten Werkzeug
haben die Kühlmittelaustritte die richtige Form und Lage,
sodass die Minimalmengenschmierung optimal eingesetzt
werden kann.
Bauprozess im Einzelnen
Die neue Werkzeuggeometrie wird per selektivem Laserschmelzen
auf einen hochpräzisen Grundkörper mit einer
HSK-63-Schnittstelle aufgedruckt. Das eingesetzte
Metallpulver ist ein Vergütungsstahl. Nach dem obligatorischen
Entfernen der Stützstrukturen wird das Werkzeug
feingedreht und entgratet. Im letzten Schritt wer-
Im Praxistest brillierte das Werkzeug beim Kunden:
Aufgrund des um 30 Prozent reduzierten Gewichts
konnten von Anfang an signifikant höhere Schnittdaten
gefahren werden. Dabei blieb die Bearbeitungsqualität,
wie gefordert, unverändert hoch. Die Wabenstruktur im
Inneren des Werkzeugs dämpft zudem noch die Vibrationen
während der Bearbeitung. Aus der Summe dieser
Verbesserungen ergab sich ein weiterer Vorteil für den
Kunden: Die Standzeit des Werkzeugs ist im Schnitt 70
Prozent höher als die des Vorgängermodells.
Konkret wurden die maximale Drehzahl von 6000
auf 10 000 U/min und der Vorschub je Schneide von
0,09 auf 0,15 mm erhöht. Damit verringerte sich die Bearbeitungszeit
von ursprünglich 17 Sekunden um 67
Prozent auf nur noch 6 Sekunden.
Auf andere Bauteile übertragbar
Das so entwickelte Werkzeugkonzept lässt sich auch auf
weitere Bauteile mit ähnlichen Anforderungen übertragen.
Klassisch werden mit einem Glockenwerkzeug zum
Beispiel auch Drosselklappen-, Lenk- oder Getriebegehäuse
bearbeitet – im Prinzip jedes Bauteil mit einem
Schlauchanschluss. Die hochpräzisen PKD-Schneiden
eignen sich dabei besonders, wenn Nicht-Eisen-Metalle,
hauptsächlich Aluminium, aber auch Magnesium, Kupfer
oder Messing bearbeiten werden sollen. Zudem können
mit den PKD-Schneiden auch moderne Schichtwerkstoffe
wie CFK und GFK zerspant werden. ■
Mapal Dr. Kress KG
www.mapal.com
additive August 2019 11