Bundeswirtschaftsministerium fördert Entwicklung von innovativen Werkzeugkernen
Mit knapp 190.000 Euro fördert das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie ein neues Forschungsprojekt an der Fachhochschule Südwestfalen in Iserlohn. In den kommenden zwei Jahren möchte das FH-Team um Prof. Dr. Ulrich Lichius gemeinsam mit den Lüdenscheider Unternehmen CANTO Ing. GmbH und Heite & Krause Werkzeugbau GbR ein neues Metallsinterverfahren des Werkzeugbauinstitutes WI:SWF für Spritzgießwerkzeuge weiterentwickeln.
Im Kern dreht sich bei dem neuen Forschungsvorhaben alles um Kerne: Es sollen innovative Werkzeugkerne mit kombinierten Werkstoffeigenschaften und direkt integrierten Kühlkanälen zur konturfolgenden, homogenen und wirtschaftlichen Temperierung von Spritzgießwerkzeugen entwickelt werden.
Jeder kennt die Springerleformen für die Weihnachtsbäckerei, mit der der Teig in eine bestimmte Form gebracht wird. Ähnliche Hohlformen werden für die Produktion von Kunststoffformteilen benötigt. Allerdings bestehen diese Spritzgießwerkzeuge aus zwei Werkzeughälften, einer Düsenseite und einer Auswerferseite. Diese bilden gemeinsam den Hohlraum, in den heiße Kunststoffschmelze eingespritzt wird. Die Kunststoffschmelze muss im Werkzeug bis zur Erstarrung heruntergekühlt werden. Dies soll aus wirtschaftlichen Gründen sehr schnell und aus Gründen der Formteilqualität, insbesondere der Oberflächenqualität, sehr gleichmäßig und homogen geschehen. Gekühlt wird mit Wasser, das über entsprechende Bohrungen bzw. Kanäle durch das Werkzeug gepumpt wird. Je näher diese Kanäle an die Kontur der Kunststoffteile herangeführt werden können, umso effektiver kann die Kühlung erfolgen. Die sowohl formgebenden als auch mit Kühlkanälen versehenen Werkzeugeinsätze bzw. -kerne sollen im Sinterprozess hergestellt werden.
Die Sinterformen, die beim Sinterprozess verloren gehen, können mit Hilfe des 3D-Druckers hergestellt werden, so Projektleiter Prof. Dr. Ulrich Lichius. In diese Form wird ein Metallpulver mit speziellen Eigenschaften gefüllt, das anschließend in einem Ofen gesintert wird. So entsteht der Werkzeugkern, der anschließend mit einem weiteren Material infiltriert wird. Damit können die verschiedenen positiven Eigenschaften der Materialien kombiniert werden.
Im Rahmen des Forschungsprojektes sollen einerseits verschiedene Metallpulver und Infiltrationsmaterialien untersucht werden. Zum anderen geht es darum, die Kühlung oder Temperierung des Spritzgießwerkzeugs zu optimieren, um eine möglichst oberflächen- und konturnahe Kühlung zu erzielen. Diese soll dafür sorgen, dass das Spritzgießformteil eine bestmögliche Oberfläche erhält. In zwei Jahren, so hoffen die Projektpartner, entwickeln sie einen innovativen Werkzeugkern aus verschiedensten hybriden Materialien, der eine oberflächennahe und homogene Temperierung von Spritzgießwerkzeugen ermöglicht. Für die Werkzeugbauunternehmen bedeutet dies verkürzte und vereinfachte Werkzeugkonstruktion und -bau, für Spritzgießunternehmen kürzere Kühlzeiten, eine bessere Oberflächenoptik und geringere Produktionskosten bei Spritzgießprodukten.
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