Beim SLS-Verfahren können Kunststoffe, Metalle und Sand verarbeitet werden. Werkzeuge, die mit dem SLS-Verfahren hergestellt werden, müssen meist nachbearbeitet werden, da ihre Struktur etwas rau ist. Die Nachbearbeitung kann mechanisch (Zerspanung) aber auch chemisch (Chemisch Glätten) erfolgen. Die Firma Igus bietet ein hausinternes Verfahren an, das print2mold. Mit diesem Verfahren können Spritzgussteile aus 3D gedruckten Formen hergestellt werden. Eine weitere Möglichkeit, 3D-gedruckte Werkzeuge herzustellen, ist das DMLS-Druckverfahren. Dabei wird Metallpulver mit einem Laser verschmolzen. Je nach Anforderung an das Werkzeug muss hier ebenfalls mechanisch nachgearbeitet werden. Diese Formen und Werkzeuge sind beim Hard-Tooling einzuordnen. Was wird beim Rapid Tooling empfohlen? Rapid Tooling – Werkzeugbau mittels additiver Fertigung - 3D-Druck. Gerade beim Rapid Tooling ist eine gute Software unersetzlich. Besonders Simulationsprogramme, welche die Temperaturverlauf und die Spannungsverteilung im Bauteil anzeigen, können sehr hilfreich sein. So können Prozessparameter schon vor der Produktion angepasst und optimiert werden.
Aufgrund der hohen Geschwindigkeit des DLP-Drucks (Druck mit digitaler Lichtverarbeitungs-Technologie) ist es möglich, die ersten Spritzgussteile noch am selben Tag zu produzieren, an dem die Konstruktion abgeschlossen ist. Zweite Projektphase konzentriert sich auf besondere Anforderungen "Wir freuen uns über die zweite Phase unserer erfolgreichen Zusammenarbeit mit dem SKZ. Die erste Phase brachte die Fähigkeit auf den Markt, mit unseren Druckern die Einsätze in wenigen Stunden herzustellen, was der Fertigungsindustrie Geld und Zeit spart. Spritzgusswerkzeuge aus Kunststoff drucken. Während der zweiten Phase suchen wir Lösungen für die besonderen Anforderungen der Industrie", erklärt Sobhi Aris, Geschäftsführer von Envision Tec. kus
"Diese Werkzeuge geben uns ein Marketing-Tool, sowie auch einen enormen Zeitvorteil, welcher bei einer Produkteinführung für uns von sehr hohem Nutzen ist". Bei vielen Kunden hält die Flexibilität und das "Ausprobieren" einen Einzug in die Entwicklung aber auch teilweise in die regulären Produktionszyklen. Im Zeitalter immer schneller wechselnder oder auf Individualität getrimmter Produkte ergibt das Know-how, dass durch diese Form der Werkzeugerstellung gewonnen wird, nicht nur bei der Fehlerfindung oder Erprobung von Musterteilen einen Sinn. Print&Inject: Mit 3D-Druck-Spritzgussformen das Beste aus 3D-Druck und Spritzguss verbinden - SK Industriemodell. Die Zukunft: Voller Erwartungen an heutige 3D-Anlagen oder 3D-Technologien, wachsen auch die Ansprüche an neue Materialien, welche noch besser diese und andere Applikationen verdeutlichen können. "Es ist Zeit, damit zu beginnen, sich über die offensichtliche Verwendung von 3D-Druck – die Schaffung einer physischen Darstellung eines CAD-Modells – und denen daraus resultierenden Möglichkeiten zu befassen", lautet ein Leitspruch. Die Herausforderung liegt darin, das Rapid Prototyping, bisher von Vielen als "Urmodellerstellung" oder "Konzeptstudie" verschrien, nicht nur auf das "zu druckende Teil" zu beschränken, sondern auch um das Produkt herum zu nutzen.
Werkzeugformen aus Kunststoff sind eher für Kleinserien geeignet. Nach etwa 100-200 Stück wird die Werkzeugform unbrauchbar. Hier wird vom Soft-Tooling gesprochen. Je nach Material des gedruckten Spritzgusswerkzeug muss der Anpressdruck der Spritzgussmaschine angepasst werden. Das Thema Rapid Tooling ist sehr umfangreich und kann noch in weitere Unterkategorien gegliedert werden. Auch eine indirekte Herstellung von Formen und Werkzeugen ist mit Hilfe eines gedruckten Ur-Modells möglich. Eine Erläuterung sämtlicher Details würde jedoch hier den Rahmen sprengen. Daher möchte ich weiter auf das allgemeine Rapid Tooling konzentrieren und dessen Besonderheiten bzw. Vorteile gegenüber der herkömmlichen Werkzeugherstellung aufzeigen. Welche Vorteile hat das Rapid Tooling im Vergleich zur herkömmlichen Werkzeugerstellung? Hohe Kosteneinsparungen besonders bei Kleinserien Kurze Herstellungszeiten verbesserte Kühlleistungen durch konturnahe Kühlkanäle – dadurch geringere Zykluszeiten und weniger Verzug bei den Bauteilen Herstellung komplexer Geometrien möglich- kaum verfahrensbedingte Einschränkungen Schnelle Reproduzierbarkeit der Werkzeuge Welche Drucktechnologien eignen sich für Rapid Tooling?
Diese komplexen Formen sind in der Herstellung nicht teurer als einfachere Formen. Für die Fertigung von Polyjet-Formen ist kein Programmieren erforderlich. Nachdem die CAD-Konstruktion in die 3D-Druckersoftware geladen ist, kann der Druckvorgang ohne manuelle Eingriffe ausgeführt werden. Die Fertigungszeit für ein Bauteil mithilfe einer Polyjet-Form ist relativ kurz. Formeinsätze mit Maschinenschrauben an einer Standardstahlbasis befestigt. (Bild: Stratasys) Die richtige Materialwahl für Spritzgussverfahren Entscheidend für den Erfolg beim Spritzgussverfahren mit Polyjet-Formen ist die Auswahl des richtigen Materials. Dabei ist Digital ABS von Stratasys die erste Wahl. Das Material vereint Stabilität und Belastbarkeit mit hoher Temperaturbeständigkeit. Auch andere feste Polyjet-Materialien wie Full Cure 720 und die Vero-Familie eignen sich gut für Spritzgussformen. Wenn allerdings Bauteile mit komplexen Geometrien gefertigt werden sollen, haben Formen aus diesen Materialien eine kürzere Lebensdauer als Formen aus Digital ABS. Für die Herstellung von Spritzgussteilen sind am besten Materialien geeignet, die für entsprechende Verfahrenstemperaturen (< 300 °C) ausgelegt sind und gute Fließeigenschaften aufweisen.
Mithilfe von diesem Verfahrens können Unternehmen schnell und einfach Spritzgussformen hausintern herstellen. Mit der Polyjet-Technologie werden dreidimensionale Objekte erstellt, indem flüssiges Photopolymer in der gewünschten Anordnung schichtweise aufgetragen wird. Anschließend wird der Kunststoff mithilfe von UV-Licht ausgehärtet. Nach der vollständigen Aushärtung können die Formen sofort für das Spritzgussverfahren verwendet werden, um Prototypen aus dem gleichen Material wie das Endprodukt herzustellen. Mithilfe dieser Präzisionsprototypen können Hersteller realitätsgetreue Leistungswerte sammeln, die denen des Endprodukts entsprechen. Wissen ist Wettbewerbsvorteil! Bleiben Sie auf dem Laufenden: Mit unserem Newsletter informiert Sie die Redaktion der konstruktionspraxis immer Dienstag und Freitag zu Themen, News und Trends aus der Branche. Jetzt abonnieren! Polyjet-Spritzgussformen sind nicht dafür ausgelegt, Soft-Tooling oder Hard-Tooling bei mittleren und großen Produktionsmengen zu ersetzen.
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