Generativ gefertigte Werkzeuge mit Mehrwert für die Blechumformung

Abstract

Mit dem Aufkommen des Laserstrahlschmelzens erfuhr die generative Fertigung von Werkzeugen und Werkzeugeinsätzen einen neuen Schub. Dank dieser Technologie ist man in der Lage, vollständig dichte Bauteile und Werkzeugeinsätze aus hochlegiertem Standard-Werkzeugstahl herzustellen. Die Werkzeugfertigung für den Kunststoffspritzguss und den Aluminiumdruckguss zog als erste ihre Vorteile aus dieser Technologie und der damit verbundenen Möglichkeit der Nutzung einer konturnahen Werkzeugkühlung. Die Fertigung von Umformwerkzeugen als eine weitere mögliche Anwendung der generativen Fertigung wurde allerdings bisher kaum betrachtet. Das Potenzial der generativen Fertigung zur Schaffung von Mehrwerten in Umformwerkzeugen wurde nun anhand der Blechwarmumformung untersucht. Der Beitrag präsentiert Ergebnisse eines Forschungsprojektes zur Anwendung des Laserstrahlschmelzverfahrens in der Fertigung von Werkzeugen für die Blechwarmumformtechnologie Presshärten. Die Fallstudie beschreibt die Defizite heute üblicher Kühlsysteme in Presshärtwerkzeugen und den daraus resultierenden unzureichenden Kühleffekt in kritischen Bauteilbereichen. Der Beitrag zeigt, wie ein innovatives Kühlsystem im Umformwerkzeug mittels laserstrahlgeschmolzener Werkzeugeinsätze implementiert wurde. Dabei wurde die konventionell gebohrte Kühlung in bestimmten Werkzeugbereichen durch speziell konstruierte, konturnahe und -konforme Kühlkanäle ersetzt mit dem Ziel der Verkürzung der Zykluszeiten, verbesserter mechanischer Eigenschaften der pressgehärteten Blechteile und einer Energieeinsparung sowohl bei der Werkzeugtemperierung als auch im Pressenbetrieb. Der Beitrag präsentiert die erreichten Ergebnisse