KMU-innovativ Wirtschaftlich günstige Herstellung von hochperformanten Spritzgussformen mittels Diffusionsschweißen (StackTooling)

Motivation
Die im Vergleich zu außereuropäischen Mitbewerbern begrenzte Auslastung der kapitalintensiven Maschinen in maximal zwei Schichten erschwert deutschen KMU die konkurrenzfähige Produktion von hochbelastbaren, leistungsfähigen Spritzgussformen. Aktuell fehlt ein alternativer, effizienterer Ansatz, der sowohl technische Anforderungen erfüllt als auch wirtschaftlich tragfähig ist. Eine solche Herangehensweise liefert das sogenannte Diffusionsschweißen in Verbindung mit dem 3D-Druck. Im Gegensatz zum konventionellen Werkzeugbau, bei dem die Form aufwendig aus einem massiven Stahlblock herausgearbeitet wird, bietet dieser modulare Ansatz technologische und wirtschaftliche Vorteile.

Ziele und Vorgehen
Ziel des KMU-i Projekts StackTooling ist die Entwicklung eines neuartigen Verfahrens zur wirtschaftlichen Herstellung von Spritzgussformen. Dabei wird das Spritzgusswerkzeug in mehrere flache Konstruktionsebenen zerlegt. Diese werden separat mittels 3D-Druck gefertigt und die Ebenen anschließend stoffschlüssig durch Diffusionsschweißen verbunden. Das Verfahren verspricht eine schnelle und preisgünstige Fertigung und frei konfigurierbare Strukturen, beispielsweise für Kühlkanäle im Inneren. Im Projektverlauf werden dazu die benötigten Verfahrensschritte erprobt, Werkstoffe und Schweißparameter untersucht sowie Demonstratoren gefertigt, um die Praxistauglichkeit nachzuweisen.

Innovationen und Perspektiven
StackTooling bietet einen neuen Ansatz zur wirtschaftlichen Fertigung hochbelastbarer Spritzgussformen durch schichtweisen Aufbau und Diffusionsschweißen. Die Bearbeitungszeit zur Formherstellung wird deutlich verkürzt, die Produktion wird effizienter und flexibler. Gleichzeitig reduziert das Verfahren Materialspannungen und verlängert die Lebensdauer der Werkzeuge. Durch konturgenaue Kühlung lassen sich zudem kürzere Zykluszeiten realisieren. StackTooling schafft damit eine innovative Grundlage für einen wettbewerbsfähigen, ressourcenschonenden Werkzeugbau.

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