additive 03.2019

Ralf Domider, Konstruk -
tion und Simulation Metall-
Laserschmelzen bei Toolcraft.
Bild: Toolcraft
konturnaher Kühlkanal mit optimierter Querschnittsfläche,
in das Rohteil integriert. Eine weitere Herausforderung
stellt der Bauteilverzug beim 3D-Druck in Metall
dar. Die optimale Bauteilausrichtung und die jeweilige
Supporterstellung setzen ein tiefes Prozessverständnis
und Erfahrung im Aufbereiten von Daten für die Additive
Fertigung voraus und haben einen starken Einfluss
auf den Bauteilverzug.
Mithilfe der integrierten Prozesssimulation lassen
sich diese Verzüge schnell berechnen. Somit werden unerwünschte
Ausschussbauteile oder Störungen im Bauprozess
bereits im Vorfeld vermieden. Das „first time
right“-Prinzip ist ein wichtiges Indiz für die technologische
Reife der additiven Fertigung und ist vor allem für
industrielle Anwendungen von hoher Bedeutung.
End-to-end-Prozess mit Siemens NX
Nach der konstruktiven Neuauslegung der Form extrahiert
der Konstrukteur Funktionsflächen und legt die
Randbedingungen fest. Auch das Material wird zu diesem
Zeitpunkt ausgewählt. Danach folgen die Integration
der konturnahen Kühlung, Topologieoptimierung
sowie Verifizierung mittels FEM-Berechnung und Kühlsimulation.
Anschließend werden die Daten für den
Druck aufbereitet. Nach der Simulation des Druckprozesses
folgt die Fertigung sowie das Finishing, von der
Wärmebehandlung, Stützstrukturentfernung, Oberflächenbehandlung
bis zur zerspanenden Nacharbeit sowie
optischen und taktilen Qualitätskontrolle.
Ein erster Schritt zum Formenbau der Zukunft
Das neue und optimierte 3D-gedruckte Werkzeug hat
stark verkleinerte Bauteilabmessungen. „Die ursprüngliche
Baugruppe aus mehreren Einzelteilen wurde auf jeweils
eine Werkzeughälfte reduziert. Die Masse des optimierten
Werkzeuges ist somit um fast 50 % geringer“,
resümiert Domider. Das niedrige Gewicht erfordert kleinere
Maschinenkräfte und erleichtert die Montage in
der Spritzgussmaschine. Gleichzeitig wurde die Performance
des Werkzeuges, trotz einer kürzeren Entwicklungszeit,
deutlich gesteigert. Die geringere Masse und
die konturnahe Kühlung ermöglichen eine Reduzierung
der Zykluszeit um 30 Prozent bei identischer Bauteilqualität.
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MBFZ toolcraft GmbH
www.toolcraft.de
Toolcraft profitiert von der
langjährigen Expertise im
Bereich der additiven Fertigung.
Bild: Toolcraft
additive August 2019 25