Stammwerkzeuge


Förderkennzeichen: 2016 FE 9148
Projektlaufzeit: 01.05.2017 bis 30.04.2020

Entwicklung von Integrationskonzepten und Integration keramischer Formnetzeinsätze in ein Stammwerkzeug

Ziel des Gesamtvorhabens (Verbundvorhabens-Nr.: 2016 VF 0047) ist die wirtschaftliche Werkzeugherstellung mit keramischen Formeinsätzen für den Kleinserienspritzguss von bis zu 10 000 Bauteilen und Sicherung der Serienqualität/-quantität bei zunehmend individualisierter Produktvielfalt.

Der Lösungsansatz basiert auf folgendem vierstufigem Prüfkörperkonzept:
1. Einfache Scheibe mit einseitigem Formnesteinsatz ohne Integration weiterer Werkzeugkomponenten
2. Einfache Scheibe mit zweiseitigem Formnesteinsatz mit Integration von zwei Ausstoßern
3. Strukturierte Scheibe mit zweiseitigem Formnesteinsatz mit Integration eines Ausstoßers und eines Temperatursensors
4. Fadenführungselement als Demonstrator eines anwendungsrelevanten Bauteils

Teilprojekt

Im Teilprojekt des ifw Jena werden Integrationskonzepte für die durch die Partner neu zu entwickelnden Formeinsätze erarbeitet, die eine prozesssichere Einbringung in ein Stammwerkzeug ermöglichen. Außerdem müssen sehr dünnwandige keramische Formnester zunächst hinterfüttert werden, um Ihre Stabilität beim Einbringen in das Stammwerkzeug und im späteren Spritzgussprozess zu gewährleisten.

Des Weiteren werden im Rahmen des Teilprojektes geeignete Konzepte entwickelt, die es ermöglichen, ein gefügtes Formnest nach seiner Nutzungsperiode wieder aus dem Stammwerkzeug zu entfernen, um dieses anderweitig nutzen zu können.

Aktueller Stand

Im Projekt wurden keramische Formnesteinsätze aus Aluminiumoxid sowie aus ZTA (zirkoniumdioxid-verstärktes Aluminiumoxid) entwickelt. Ebenso wurden eine Technologie und ein Werkzeug entwickelt, um Verbundformnester herzustellen. Diese Herstellung berücksichtigt die exakte geometrische Positionierung in zwei Werkzeughälften und die Integration von Ausstoßern. 

Um die Verbundformnester in ein Stammwerkzeug zu integrieren, wurde ein entsprechendes Konzept erarbeitet, sowie Technologien für den Spritzguss von Thermoplasten, Duroplasten und Keramiken. Mit diesen Technologien kann das neue Werkzeugkonzept unter seriennahen Bedingungen erprobt werden.

Anschließtend wurde das Design der strukturierten Scheibe (3. Stufe des Prüfkörperkonzepts) wurde entwickelt. Die Scheibe enthält typische Elemente zum Nachweis der geometrischen Genauigkeit und Belastbarkeit unter Spritzgießbediengungen.

 

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