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Additive Fertigungstechniken

Deutlich schneller zum fertigen Produkt

20. August 2014, 9:31 Uhr | Alfred Goldbacher

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Mehrere Verbesserungen

Als logische Konsequenz begannen die Designer von Innomia damit, ein neues Kühlsystem für den Werkzeugeinsatz zu entwickeln. Eine optimale Abführung der beim Produktionsvorgang entstehenden Wärme stand dabei weit oben auf der Prioritätenliste. Wie vielfach bei der DMLS-Technologie erprobt, entschloss sich das Team, auf integrierte konturnahe Kühlkanäle zu setzen – also auf eine der Möglichkeiten, die nur additive Fertigungsverfahren bieten. Zum Einsatz kam dabei die bei Innomia bewährte EOSINT M 270 von EOS: ein System zum direkten Metall-Laser-Sintern.

Der Durchmesser der Kühlkanäle beträgt 3 mm. Beim Metall fiel die Wahl auf den martensitaushärtenden Stahl 1.2709. Nach dem eigentlichen Herstellungsprozess – dem schichtweisen Auftragen und Verschmelzen des Metallpulvers gemäß vorgegebener 3D-Daten – haben die Mitarbeiter des tschechischen Spezialisten den Härtegrad durch Nachbehandlung auf über 50 HRC (Rockwell-Härte) erhöht.

Die Testreihen, die mit der überarbeiteten Spritzgussanlage anschließend durchgeführt wurden, zeigten, dass die Temperaturverteilung und die Wärmeableitung wesentlich homogener abliefen. Da die Wärme besser verteilt und schneller vom Werkzeug und Werkstück abgeführt werden konnte, genügte Magna in der Folge Wasser mit 60 °C zur Kühlung – der Energiebedarf sank dadurch. Die Oberfläche des Einsatzes selbst wurde nicht wärmer als 90 °C. So konnten die Ingenieure auch das Feuchtigkeitsproblem in der Umgebung lösen.

Magna profitiert seither von einem auf fünf bis sechs Wochen verlängerten Wartungsintervall, da die Probleme mit der Luftfeuchtigkeit und der Korrosion vollständig gelöst werden konnten. Die konformen Kühlkanäle funktionieren so gut, dass die Zeit für einen Produktionszyklus um 17 Prozent niedriger liegt als zuvor. Die Bauteile verformen sich zudem durch die gleichmäßige und schnelle Wärmeverteilung und -ableitung weit weniger. Die Werte haben Innomia und Magna übrigens nach etwa 370.000 Zyklen erhoben. In diesem Zeitraum lagen die kompletten Einsparungen bereits bei einem Wert von etwa 20.000 Euro.