My Factory 01-02/2024

SMART PRODUCTION
KOMPLEXE FORMEN MIT EFFIZIENTER
WÄRMEABLEITUNG DANK MPA
Die MPA-Technologie ermöglicht es, komplexe
Formen herzustellen und gleichzeitig eine
effiziente Wärmeableitung zu gewährleisten.
Mit der Kombination aus MPA und traditioneller
Temperiertechnik erreichen wir beste Ergebnisse.
Harald Starch, Geschäftsführer,
S&S Werkzeugbau GmbH, Schlitz
Expertise ausbauen“, erläutert Harald Starch. Pro Jahr verlassen
etwa 90 Spritzgießformen die Fertigungshallen. Sie wiegen bis zu
sechs Tonnen, haben bis zu 64 Kavitäten und erzeugen genarbte,
erodierte oder hochglanzpolierte Sichtflächen.
KUPFER STATT KÜHLKANAL
Entsprechend beeindruckend ist der Rundgang durch den
50-Mitarbeiter-Betrieb: Mehrere Hallen reihen sich aneinander,
sodass der Besucher bereits nach der dritten Abbiegung die
Orientierung verliert. Die Besichtigung endet wieder im Büro des
Geschäftsführers, den unscheinbaren Formkern auf dem Tisch,
der für den Hohlraum im Zangengriff verantwortlich ist.
Je filigraner seine Geometrie ist, desto schwieriger wird das
Wärmemanagement. Die Alternative zu Kupfer sind dünne Kühlkanäle.
Für konturfolgende Temperierkanäle lassen sich diese
lasersintern oder vakuumschweißen. „Die Gefahr hierbei ist,
dass die sehr engen Kühlkanäle mit der Zeit verstopfen. Um dies
zu verhindern, ist eine regelmäßige Werkzeugreinigung erforderlich“,
kommentiert Harald Starch. Die MPA-Technologie bietet
hier eine smarte Lösung: Kupfer führt aus den engen Bereichen
die Wärme ab. Das Kupfersegment endet dort, wo Kühlkanäle
ausreichenden Platz haben. Hier kann das Kühlwasser problemlos
fließen.
MATERIALAUFTRAG MIT ÜBERSCHALL
Wie kommt das Kupfer nun in den Kern? HMG hat dafür auf
Basis des Fünf-Achs-Fräszentrums C 42 U die MPA 42 entwickelt,
die nicht nur Material ab-, sondern auch auftragen kann. Wärme,
Stickstoff, überhitzter Wasserdampf und eine Lavaldüse sind
entscheidend dafür, dass das Metallpulver auf Überschallgeschwindigkeit
beschleunigt wird und sich beim Auftreffen mit
dem eingespannten Rohling verbindet. Die fünf Achsen des
Bearbeitungszentrums richten den Pulverstrahl nahezu beliebig
zum Bauteil aus und lassen so Kühlkanäle oder Kupfer-Inlays
selbst auf gekrümmten Oberflächen entstehen. S&S erhält
schließlich einen matten Kern. „Die finale äußere Kontur fertigen
wir dann hier“, berichtet Starch. Wichtig dafür sind die
korrekten Daten. „Unsere Konstrukteure kennen die Lage der
Kupferfüllung ganz genau. So erhalten wir filigrane Kerne mit
optimaler Wärmeableitung.“
Von den additiven Fertigungsverfahren ist dem Geschäftsführer
die MPA-Technologie am liebsten. Warum? Der Kern
besteht bis auf den Kupferanteil aus demselben Material wie die
restliche Form: aus Werkzeugstahl. „Wir haben damit eine Komponente
mit denselben Eigenschaften und derselben Lebensdauer
wie die Formkavität. Das funktioniert bei anderen additiven
Verfahren nicht“, betont der Maschinenbau-Ingenieur. Dass
Kupfer Wärme besser leitet, ist nicht neu: „Früher haben wir einfach
ein Loch gebohrt und einen Kupferdraht reingepresst.
Besonders flexibel – bezogen auf die Kontur und Form des Kühlbereichs
– waren wir damit nicht“, gibt Starch zu. Ebenso besteht
die Gefahr, dass kleine Lufteinschlüsse den Wärmefluss behindern.
Vom additiven Fertigungsverfahren der HMG hat er erst
über Gardena erfahren, die bereits ein Werkzeug mit vakuumgelöteten
Spritzgießwerkzeugen in Betrieb hatten und Optimierungspotenzial
sahen.
DIE KOMBINATION BRINGT ES
Starch ist von der MPA-Technologie überzeugt. Sie ermöglicht es,
komplexe Formen herzustellen und gleichzeitig eine effiziente
Wärmeableitung zu gewährleisten. Seinen Kunden würde er dazu
raten, wenn sie die Wirtschaftlichkeit durch eine optimierte
Kühlleistung in besonders kleinen Bereichen erhöhen wollen
und die Mehrkosten dadurch gerechtfertigt sehen. „Es ist eine
qualitative, hochfunktionale, aber nicht ganz günstige Lösung“,
fasst der Formenbauer zusammen. Auch seine Konstrukteure
und Techniker bewerten die Technologie positiv. „Sie ist unproblematisch
in der Anwendung. Mit der Kombination aus MPA-
Technologie und traditioneller Temperiertechnik erreichen wir
beste Ergebnisse und erfüllen die Kundenbedürfnisse optimal“,
so das Fazit.
Bilder: Hermle
www.hermle.de
AUTOR
Udo Hipp, Leiter Marketing,
HERMLE AG, Gosheim
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