Die schnelle Fertigung eines Spritzgusses wird als Rapid-Tooling bezeichnet. Um höhere Standzeiten zu erreichen, wird dafür eine sehr feste, spezielle Legierung genutzt. Die Anwendungsbereiche des Spritzgusses sind äußerst vielseitig gestaltet – und es kommen immer mehr dazu. Er wird nicht nur in dem Bereich des Baus von Prototypen eingesetzt, sondern auch in den Klein- und Vorserienbereichen.
Dabei entspricht die Qualität der Teile nahezu der eines Stahl-Serienwerkzeuges. Eine Investition in die wesentlich preisgünstigere Variante eines Aluminiumwerkzeuges ist daher naheliegend. Die kurzen Fertigungszeiten bilden dabei einen weiteren Vorteil: Abhängig von dem jeweiligen Aufwand betragen die Lieferzeiten oft nur zwischen 24 Stunden und sechs Wochen. Die Fertigungstechnik zur Prototypenspritzguss- Herstellung sorgt damit für vielfältige Vorteile für den Auftraggeber, die in dem folgenden Beitrag näher beleuchtet werden.
Der Ablauf des Prototypen Spritzguss
Zu Beginn steht selbstverständlich die Anfrage für die Herstellung des Prototypens. Dafür wird ein 3D-Datensatz benötigt, am besten in den Formaten IGS oder STP. Der gelieferte 3D-Datensatz ist für die Konstruktion stets maßgeblich, da der Spritzguss auf diesem basiert. Im Zuge einer technischen Durchsprache werden alle technischen Details geklärt. Zu diesen zählt die gewünschte Beschaffenheit der Oberfläche, die Position des Anspritzpunktes und die Position der Auswerfer. Danach muss noch die endgültige Fertigungsfreigabe erteilt werden.
Spritzguss – Die Herstellung
Mithilfe einer CAM-Software werden auf Basis des 3D konstruierten Spritzgusses die jeweiligen Fräsprogramme erstellt. Die CAM-Software und die 3D-Daten sind für die Programmierung ausschlaggebend. Hergestellt werden die Werkzeugeinsätze durch HSC-Fräsen. Die einzelnen Komponenten werden in einem nächsten Schritt zu dem vollfunktionsfähigen Spritzguss Prototypen zusammengesetzt. Die Herstellung aller Bauteile verläuft stets passgenau. So können die Oberflächenstrukturen aufgebracht, die Schieber gängig gemacht und die Formeinsätze montiert werden.
Rapid Tooling – Das sind die Vorteile
Die Durchlaufzeiten sind bei einem Spritzguss äußerst kurz. So kann der Prototyp in nur wenigen Tagen zur Verfügung gestellt werden. Darüber hinaus sind die Prototypen dadurch, verglichen mit anderen, generativen Verfahren, sehr schnell reproduzierbar. Durch die Vielfalt der Materialauswahl und den besonderen Herstellungsprozess sind die Werkstoffe ebenfalls äußerst fest. Änderung sind im Prototypengeschäft ganz normal. Eine Änderung wird bei fast jedem zweiten Prototypen vorgenommen. Realisiert werden diese Änderungen bei dem Spritzgussverfahren durch ein Nachfräsen der Kavität, einem Auftragsschweißen durch einen Laser oder durch Formeinsätze. Außerdem ist es möglich, auch sehr kleine Prototypen zu erstellen, ebenso wie sehr große Exemplare.
Handentnahmeteile oder Schieber?
Die Bauteilherstellung durch Hinterschneidungen wird beim Rapid Tooling überaus häufig angewendet. Generell gilt, dass Schieber für eine größere Sicherheit als Handentnahmeteile sorgen. Da die Qualität stets von großer Bedeutung ist, werden häufig automatisch fahrende Schieber hergestellt. Dadurch wird zum einen der Teilepreis günstiger, zum anderen ist der Verschleiß geringer, als bei Handentnahmeteilen. Falls es sich um sehr kleine Stückzahlen handelt, können aber durchaus auch Handentnahmeteile genutzt werden.
Indirekte oder direkte Kühlung?
In den meisten Fällen ist eine indirekte Temperierung anwendbar. In den Fällen, in denen diese nicht in Frage kommt, müssen Temperierkonzepte erarbeitet werden. Das Rapid-Tooling verzichtet in der Regel auf eine konturnahe Kühlung. Dadurch wird eine wirtschaftlichere Herstellung des Spritzgusses möglich. Außerdem ist die Wärmeleitung von Aluminium generell wesentlich höher als von Stahl.
