Optimierung der Fertigung von Umformwerkzeugen durch Rapid Moulding

Es wurde eine Prozesskette entwickelt und optimiert, mit der es möglich ist, komplexe Umformwerkzeuge mit Hilfe des Rapid Prototyping Verfahrens Selektives Lasersintern herzustellen. Dafür wurde ein Versuchswerkzeug konstruiert, mit dem die erarbeiteten Prozessfolgen verifiziert wurden. Durch endkonturnahes Abgießen der Werkzeugteile in die gesinterten Sandformen konnte die NC Bearbeitung für ein Werkzeugteil aus GGG50 auf eine Schlichtoperation reduziert werden. Dadurch verringert sich das anfallende Spanvolumen und die NC Maschinenzeit.

Mit Einsatz eines feinkörnigeren Formsandes und durch Schlichten der Formhälften wurde ein Stempel aus ZAMAK gefertigt, der aufgrund der verbesserten Oberfläche und Maßhaltigkeit nicht mehr NC bearbeitet werden musste.

Mit den gefertigten Werkzeugteilen wurden Tiefziehversuche durchgeführt und qualitativ bewertet. Dabei wurde die GGG50 Matrize mit dem GGG50 Stempel sowie mit dem ZAMAK Stempel kombiniert. Beide Werkzeugkombinationen lieferten ohne Einarbeit Gutteile in Prototypen- oder Strukturteilqualität.

Die erarbeitete Prozesskette wurde anhand einer Kostenrechnung dem konventionellen Herstellungsverfahren gegenübergestellt. Hier zeigte sich, dass die Fertigung von Umformwerkzeugen durch Rapid Moulding zum derzeitigen Stand der Technik unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten keine Alternatives zur Konventionellen Fertigung darstellt.