Machinery & Tooling

Der Maschinen- und Werkzeugbau zeichnet sich durch höchste Anforderungen an die Qualität bei gleichzeitig hohem Kostendruck aus. Die neuen additiven Produktionsverfahren greifen diese Problemantik auf und eröffnen ein enormes Innovationspotential und können hierdurch konven-tionelle Verfahren perfekt ergänzen oder sogar ganz ersetzen. Mit den neuen Freiheiten im De-sign lassen sich Bauteile und Werkzeuge mit bisher unerreichter Performance herstellen. So kön-nen mit intelligenten Kühlkonzepten Maschinen dauerhaft unter Höchstlast betrieben werden und Werkzeuge mit niedrigster Energie beste Taktzeiten erreichen. Zudem kann die Additive Pro-duktion Ihr Ersatzteilmanagement revolutionieren, da langfristig kostengünstig Ersatzteile on Demand herstellt werden können. Nutzen Sie diese innovative Technologie um sich heute mit unserer Unterstützung einen massiven Vorsprung zu sichern!  

Einsatz im Bereich Hydraulik

© Fraunhofer IAPT

Bei dem Entwurf von Bauteilen waren die wesentlichen Randbedingungen bisher die Minimie-rung des Zerspanvolumens & somit -kosten sowie die Berücksichtigung von Fertigungsrestriktio-nen. So besteht ein Hydraulikblock heutzutage typischerweise aus einem Quader, in den recht-winklig Bohrungen eingebracht werden. Dies führt dazu, dass das Hydraulikmedium unter ho-hem Druck um 90° Ecken fließen muss und dabei hohe Druckverluste sowie Temperaturanstiege entstehen, die durch große Pumpenleistung sowie Wärmetauscher kompensiert werden müssen. Bei der Additiven Produktion können völlig neue Wege im Design gegangen werden. Ein erfolg-reiches Beispiel ist hier der von uns entworfene und produzierte Hydraulikblock. Durch das ent-sprechende Design mit homogenen Verzweigungen und bedarfsgerechten variablen Kanalquer-schnitten ließen sich die Druckverluste um über 40 % sowie das Gewicht des Bauteils um 80 % reduzieren. Das führt nicht nur auf Bauteilebene zu Vorteilen, sondern vor allem auf der Ebene des Gesamtsystems, da kleinere Pumpen und Wärmetauscher eingesetzt werden können.  

Werkzeugeinsatz für die EPP Verarbeitung

© Hofmann

Neben dem Maschinenbau bieten sich auch für den Werkzeugbau hochinteressante Möglichkeiten durch die Additive Produktion. Im Rahmen des durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Projekts LaEPPFo (Laseradditiv hergestelltes EPP Formwerkezug) wurde durch die Projektpartner Werkzeugbau Siegfried Hofmann GmbH, die WSVK Oederan GmbH und das Fraunhofer IAPT ein revolutionäres Werkzeugkonzept für die Partikelschaumverarbeitung entwickelt. Koventionell erfolgt die Fertigung eines Werkzeugs für die Partikelschaumverarbeitung durch die spanende Bearbeitung eines Aluminium Grundkörpers, das nachträgliche Einbringen von Dampfdüsen sowie durch die Erzeugung der gewünschten Oberflächenstruktur. Mittels Additiver Produktion konnten diese Schritte kombiniert werden, indem bereits im CAD Modell die Form erstellt wurde und die Dampfdüsen optimiert plaziert sowie die Oberflächenstruktur direkt integriert wurde. Mit der anschließenden Wärmebehandlung entstand so direkt aus dem CAD Modell das fertige Werkzeug, welches nicht weiter nachzerspant werden muss sondern direkt eingesetzt werden kann. Zusätzlich konnte die Dampfkammer direkt in das Werkzeug integriert werden. Im Ergebnis konnte der Dampfverbrauch um 97 % und die Zykluszeit um fast 50 % reduziert werden, wodurch zukünftig die Produktivität massiv ansteigt und gleichzeitig große Mengen Energie eingespart werden können. 

Ersatzteilfertigung durch Additive Produktion

Gerade der Maschinenbau ist typischerweise von sehr langen Produktlebenszyklen geprägt. Ein effizientes Ersatzteilmanagement ist daher von höchster Bedeutung, um Kunden jederzeit mit den benötigten Ersatzteilen versorgen zu können, ohne dabei große Mengen Kapital in Lagerteilen zu binden oder hohe Ausfallzeiten zu riskieren. Das dargestellte Maschinenteil konnte beispielsweise als Einzelteil innerhalb von 12 Tagen zwischen Anfrage und qualitätsgeprüfter Auslieferung bereitgestellt werden. Bei konventionellen Fertigung als Gussbauteil, muss hingegen mit einer Lieferfrist von mehreren Monaten kalkuliert werden. Dabei konnten das ursprüngliche Bauteildesign direkt übernommen werden, es konnten alle Fertigungstoleranzen eingehalten werden und es wurde kein Kapital Bauteilen gebunden, die aufgrund von Mindestmengen eingelagert werden müssten. Durch die Integration der Additiven Produktion in das Ersatzteilmanagement lassen sich so ganz neue Wege im Ersatzteilmanagement beschreiten, die zu einem profitablem After Sales Market führen.