Kombiniert: Selektives Laserschmelzen und Gießen

Der Großteil aller Kunststoffbauteile wird durch Spritzguss hergestellt. Mit generativen Fertigungsverfahren wie dem Selektives Laserschmelzen SLM ist es möglich, die hierfür benötigten Werkzeugeinsätze mit komplexen konturnahen Kühlkanälen auszustatten. Diese ermöglichen das Erwärmen der Werkzeugform beim Einspritzen und das rasche und gleichmäßige Abkühlen der Schmelze für eine schnelle und verzugsfreie Fertigung. Die Herstellung großvolumiger Werkzeugeinsätze mit SLM ist allerdings sehr kostenintensiv, da die maßgeblichen Fertigungskosten vom Bauvolumen abhängen.

Wissenschaftler des Fraunhofer ILT haben jetzt Im Rahmen des Projekts GenCast in Zusammenarbeit mit dem Gießerei-Institut der RWTH Aachen und Partnern aus der Industrie das SLM-Verfahren mit dem Gießverfahren kombiniert. Dabei fertigen die Forscher die Hülle des Werkzeugeinsatzes mit SLM aus Warmarbeitsstählen. Sie bringen die Temperierkanäle mit komplexen Geometrien weiterhin genau dort ein, wo sie zur Erwärmung oder Kühlung des Bauteils benötigt werden. Die so aufgebaute Werkzeughülle dient als Gussform, die in einem nachfolgenden Arbeitsschritt mittels Gießen mit Grauguss oder hochwärmeleitfähigem Kupfer schnell und kostengünstig aufgefüllt wird. Gegenüber einem vollständig mit SLM hergestellten Bauteil lässt sich die Bauzeit um bis zu 80 Prozent verringern. Je größer das Bauteil ist, desto mehr kommen die Vorteile dieses Kombiverfahrens zum Tragen. Bereits ab einer Baugröße von einem halben Liter lässt sich das Verfahren sinnvoll einsetzen.

Auf der EuroMold, der weltweit führenden Fachmesse in den Bereichen Werkzeug-und Formenbau, hat das Fraunhofer ILT erstmals ein so hergestelltes Demonstrator-Bauteil der Öffentlichkeit vorgestellt. Zu sehen war ein mit dem Kombiverfahren hergestellter Werkzeugkern mit Kühlkanälen im Querschnitt.

ILT / RK