Werkzeug-Heißkanal-Kombination verkürzt Entwicklungszeiten Stammform schafft jegliche Geometrie

Werkzeug-Heißkanal-Kombination verkürzt Entwicklungszeiten

Stammform schafft jegliche Geometrie

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Leichtbauteile | Für die Entwicklung von thermoplastischen Leichtbauteilen mit Organoblechen haben Leichtbauspezialisten eine flexible Stammform entwickelt. Nur die formgebende Kavität ist aufzubauen.

Dipl.-Ing. Thomas Schwachulla Freier Journalist in Leipzig

Leichtbau mit Organoblechen ist ein wichtiges Thema, wenn es um besonders leichte und stabile Bauteile geht. Allerdings nähern sich viele potenzielle Anwender – insbesondere aus Branchen außerhalb des Automobilsektors – nur zögerlich dem Thema. Als Gründe nennt die Engineering-Gesellschaft GK Concept die zu kurzen Entwicklungszeiten in Verbindung mit zu kleinen Budgets sowie Unsicherheiten aufgrund der fehlenden spezifischen Kenntnisse. Daher werden Entwicklungsprojekte oft erst gar nicht in Angriff genommen.
Vor diesem Hintergrund entstand die Idee, eine geeignete Stammform zu entwickeln. Das Projektteam mit Experten von Georg Kaufmann Formenbau, GK Concept sowie dem Heißkanalspezialisten HRS-Flow verfügt bezüglich Leichtbau mit Organoblechen über eine langjährige Expertise.
Konzipiert und gebaut wurde eine Stammform, die wahlweise mit einem 1fach- oder 4fach-Heißkanal mit hydraulischem Nadelverschluss-System ausgestattet werden kann. Beide Werkzeughälften sind mit Auswerfern bestückt, um für die unterschiedlichsten Geometrien gewappnet zu sein. Grund dafür ist, dass es sich bei mit Organoblechen verstärkten Bauteilen vielfach um Strukturbauteile handelt, die je nach Konzept auf der Düsenseite oder auf der gegenüberliegenden Seite mit Verstärkungsrippen versehen sein können. Bei einer Größe der Stammform von 700 x 700 x 1200 mm sind Bauteilgeometrien mit Außenabmessungen bis zu 400 x 400 mm realistisch.
Heißkanaldüsen mit konischen Nadelspitzen
Das eingesetzte Heißkanalsystem zeichnet sich durch eine genaue Temperaturführung aus, was die Verarbeitung technischer Polymere mit einem engen Verarbeitungsfenster zulässt. Der Verschleißschutz von Düsenkopf und Nadel ist für glasfaserverstärkte Kunststoffe mit einem Glasanteil von bis zu 30 % ausgelegt. Somit lässt sich mit dem Werkzeug auch PA66 GF30 im Temperaturbereich von etwa 280 bis 310 °C verarbeiten. Die Werkzeug-Heißkanal-Kombination eignet sich ebenso für die Herstellung von Leichtbauteilen mit einer Matrix aus PP oder PP GF30.
Die Heißkanaldüsen sind mit konischen Nadelspitzen ausgestattet, was den Verschleiß bei der Verarbeitung von stark abrasiven, glasgefüllten Materialien minimiert und zudem zu einer besseren Abrissqualität beiträgt. In der 4fach-Ausführung eignen sich die eingesetzten Heißkanaldüsen für durchschnittliche Schuss-gewichte von bis zu 1000 g; die 1fach-Version ist für Schussgewichte von 200 bis 500 g konzipiert.
Auf der Verteilerseite ist das Heißkanalsystem so isoliert, dass nur wenig Wärme an das Werkzeug abgegeben wird. Zusätzlich sind beide Formhälften mit jeweils zwei Isolierplatten versehen, um die Formeinsätze thermisch vom Stammformunterbau zu entkoppeln. Die Stammform ist überdies für eine variotherme Temperaturführung ausgelegt, um auch dieses Verfahren mit der Verarbeitung von Organoblechen zu kombinieren. Eine variotherme Temperaturführung ist insbesondere dann interessant, wenn etwa bei Strukturteilen dünne Verstärkungsrippen mit langen Fließwegen angespritzt werden sollen. Das Verfahren kommt auch in Frage, um die Abbildungsgenauigkeit selbst sehr feiner Oberflächengestaltungen sicherzustellen.
Bei Georg Kaufmann Formenbau ergänzt die Stammform optimal das bereits vorhandene Leichtbau-Pro-zessequipment. So stehen im Technikum eine vollautomatisierte Fertigungszelle, ein 6-Achs-Roboter mit Greifer sowie verschiedene Infrarot-Heizstationen zur Verfügung.
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