Komplex und schnell schließt sich nicht automatisch aus

„Der heimische Markt für den Werkzeugbau in Großbritannien schrumpft“, berichtet Graham Bennett, Geschäftsführer des britischen Rapid-Prototyping-Dienstleisters CRDM Ltd aus High Wycombe. Innovation werde deswegen immer wichtiger, um erfolgreich zu bleiben. Große OEMs verlagerten ihre Produktion oft in Niedriglohnländer wie China, so Bennett weiter. Allerdings seien die Durchlaufzeiten hoch. „Schnell verfügbare Werkzeuge sind deswegen eine Chance für CRDM.“ Zumal kleine und mittlere Unternehmen nicht unbedingt den Zugang zum Werkzeugbau in fernen Ländern hätten, also lokal einkaufen und damit von den schnellen Lieferzeiten profitieren könnten. „Die DMLS-Technologie ist dabei für uns ein äußerst hilfreiches Tool.” DMLS steht für das Direkte Metall-Laser-Sintern, hinter dem Verfahren steht die Kraillinger EOS GmbH.

Mit dem Kauf einer neuen Anlage vom Typ Eosint M 250 Xtended hat CRDM seine Kapazitäten für das DMLS erweitert. Spritzgusswerkzeuge und Blasformen lassen sich nun sehr schnell direkt aus den CAD-Daten erzeugen. Die neue Anlage gestattet dabei Schichtdicken von nur 20 µm. Im Vergleich zu den bisher möglichen 50 µm steigt so die Detailauflösung – ein entscheidendes Kriterium für den Bau noch komplexerer Werkzeuge. Ein weiteres Plus: Folgearbeiten wie manuelles Polieren werden minimiert. Zudem sind die Briten nun in der Lage, ihre Durchlaufzeiten im Mittel von rund 15 Arbeitstagen von Auftragseingang bis Auslieferung um weitere zwei bis drei Tage zu verkürzen.

„In den drei bis vier Jahren, in denen wir die vorherige DMLS-Anlage eingesetzt haben, wurden rund 80 Werkzeuge hergestellt“, fährt Bennett fort. „Das neue System hingegen hat allein schon 100 Werkzeuge in den ersten fünf Monaten produziert.”

In der Vergangenheit habe CRDM bei etwa der Hälfte der Anwendungen auf konventionelle Methoden zurückgreifen müssen, wie etwa das Hochgeschwindigkeitsfräsen oder die Funkenerosion. In der Folge ergaben sich um bis zu zwei Wochen längere Durchlaufzeiten.

„Uns interessieren vor allem Kunden, bei denen die Anforderungen an den Werkzeugbau sehr komplex sind“, so Graham Bennett weiter. Dabei werde normalerweise das Funkenerodieren sehr häufig eingesetzt. DMLS verspreche gerade hier ein hohes Potenzial und gute Gewinne.

„Beim Bau von Spritzgusswerkzeugen lassen sich per DMLS viele Features direkt integrieren und so in einem einzigen Prozess realisieren – wie etwa konturnahe Kühlkanäle, Angüsse oder Auswerferbohrungen.“ Dies reduziere sowohl die Kosten als auch die Durchlaufzeiten erheblich, freut sich der Geschäftsführer.

CRDM profitiert darüber hinaus von der Datenaufbereitungssoftware Eostyle. Damit lassen sich die beim Bau notwendigen Unterstützungen am Bauteil so optimieren, dass der Kontakt zum Bauteil minimal wird – vorteilhaft hinsichtlich der Nacharbeit.

Gemessen an der Wertschöpfung wird die neue Anlage zu 90 % für den Bau von Werkzeugen eingesetzt. Weitere Geschäftsbereiche sind metallische Funktionsprototypen für den Medizin- und Automobilbereich sowie die Kleinserienproduktion in Losgrößen zwischen 1 und 5. Bauteile, die eine mittlere bis hohe Genauigkeit erfordern, werden in der Regel auch direkt per DMLS hergestellt. Dabei handelt es sich etwa um Ansaugrohre für Motoren, Bauteile für Medizingeräte, Komponenten für weiße Ware oder Verschlussmechanismen. In vielen dieser Anwendungen wird durch das DMLS die kostspielige Druckgussform überflüssig.

„Wir wissen, dass der Großteil der Großserienproduktion in andere Länder abwandert und vermutlich auch dort bleibt“, so Bennett abschließend. „Die schnelle Produktentwicklung per DMLS ist aber ein wachsender Produktionsbereich, den Großbritannien mit seinen innovativen Ingenieuren ausschöpfen kann.“ co

Mit dem Direkten Metall-Laser-Sintern (DMLS) konnte sich die Parsberger FIT GmbH als Dienstleister einen Auftrag für ein Schaltknüppelsystem einer Baumaschine in einer Nischenanwendung sichern. Benötigt wurden 5000 Stück, die auf der Baustelle 20 Jahre halten sollten und bei denen aufgrund der vorgegebenen Montagetoleranzen die Anforderungen an die Genauigkeit besonders hoch waren. Aufgrund der Stückzahl konnten die Bauteile zwar nicht direkt per DMLS hergestellt werden, wohl aber die dazu erforderlichen Werkzeuge.

Die Parsberger garantierten als einzige die Lieferung innerhalb von sechs Wochen – was wegen eines Messetermins notwendig war. Der Preis lag 50 % unter dem besten Angebot eines Wettbewerbers mit konventioneller Werkzeugfertigung, der zudem für die Abarbeitung des Auftrags 16 Wochen veranschlagte. Die gesamte Stückzahl ließ sich dagegen mit Hilfe der E-Manufacturing-Technologie in der geforderten Qualität ohne Abstriche herstellen.