Generative Fertigung im Werkzeugbau - vom Kunststoffspritzguss bis zur Blechwarmumformung

Mit der Entwicklung der Laserstrahlschmelztechnologie erlangte die Anwendung generativer Fertigungsverfahren im Werkzeug- und Formenbau eine völlig neue Dimension. Dank dieser Technologie ist man in der Lage, vollständig dichte Bauteile und Werkzeugeinsätze aus hochlegiertem Werkzeugstahl herzustellen, welche aufgrund der werkzeuglosen, schichtweises Fertigung Funktionsgeometrien enthalten können, die so mit keiner anderen Fertigungstechnologie herstellbar sind. So können beispielsweise konturnahe Kühlsysteme integriert werden, die einerseits die Bauteilqualität verbessern sowie anderseits zu einer wirtschaftlichen Fertigung durch eine signifikante Verringerung der Zykluszeiten beitragen. Das erste und heute auch noch am weitesten verbreitete Anwendungsfeld für die generative Fertigung von Werkzeugeinsätzen mittels Laserstrahlschmelzen ist das Kunststoff-Spritzgießen. Darüber hinaus gibt es auch Anwendungen zur generativen Herstellung von Werkzeugen für das Leichtmetall-Druckgießen. Die Fertigung von Umformwerkzeugen stellt eine weitere, vielversprechende Anwendung für das Laserstrahlschmelzen dar. Dieser Beitrag präsentiert Ergebnisse einzelner Projekte des Fraunhofer IWU zur Anwendung des Laserstrahlschmelzens in der Fertigung von Werkzeugen für das Kunststoff-Spritzgießen, das Aluminium-Druckgießen sowie für die Blechwarmumformtechnologie Presshärten. Anhand von Fallstudien werden Defizite heute üblicher Kühlsysteme für das jeweilige Technologiefeld aufgezeigt und neue Lösungsansätze mittels generativer Fertigung präsentiert.