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Untersuchungen an additiv gefertigten Werkzeugeinsätzen mit reduzierten thermischen Massen für den variothermen Spritzgießprozess

In dieser Arbeit wurden vom Institut für Konstruktion und Fertigung in der Feinwerktechnik (IKFF) Spritzgieß-Werkzeugeinsätze mit reduzierter thermischer Masse unter Berücksichtigung von Leichtbauansätzen entwickelt und gemeinsam mit der Materialprüfungsanstalt (MPA), beide an der Universität Stuttgart, für den additiven Prozess angepasst und gefertigt. Diese wurden mit simulativer Unterstützung zunächst für die öl-variotherme Temperierung optimiert und mit einem konventionell hergestellten Referenzeinsatz verglichen.

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Beschreibung

Marktanalysen weisen darauf hin, dass die fluid-variotherme Temperierung nach wie vor von großer Bedeutung ist, obwohl bereits Verfahren existieren, welche eine raschere Erwärmung der Spritzgieß-Werkzeuge bieten. Die hohe Gestaltungsfreiheit der additiven Fertigung ermöglicht die Realisierung individueller, konturnaher Kühlkanäle und kann die Effizienz des variothermen Verfahrens zusätzlich unterstützen. Der limitierende Faktor in Bezug auf die Prozesseffizienz ist häufig die thermische Masse des Spritzgießwerkzeugs, welche bei der Analyse und Optimierung der Formeinsätze unter Berücksichtigung der Möglichkeiten der additiven Fertigung adressiert wird.

Ein simulativer Vergleich der Leichtbaueinsätze mit vergleichbaren Varianten aus Vollmaterial zeigt einen signifikanten Unterschied, auch unter Berücksichtigung mehrerer Temperier-Zyklen. Die Validierung ausgewählter Einsätze bestätigt die Simulationsergebnisse. Diese Untersuchungen zeigen, dass die additive Fertigung in Kombination mit Leichtbauansätzen eine zusätzliche Effizienzsteigerung sowie eine Reduzierung der Zykluszeiten bei der fluid-variothermen Prozessführung unterstützen kann.

Artikelnummer: ADD-2024-477

Titel: Untersuchungen an additiv gefertigten Werkzeugeinsätzen mit reduzierten thermischen Massen für den variothermen Spritzgießprozess
Autor(en): M. Fitzlaff, M. Käß, M. Werz, B. Gundelsweiler, S. Weihe
DOI: 10.48447/ADD-2024-477
Veranstaltung: DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung 2024
Jahr der Veröffentlichung: 2024
Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)
Sprache: Deutsch
Stichwörter: Spritzgießen,variotherm,Leichtbau,Metall AM

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Untersuchung des Potentials des Kaltgasspritzens für die Reparatur zyklisch belasteter Bauteile

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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9. Tagung des DVM-Arbeitskreises Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen

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