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Industrieller 3D-Druck optimiert den Werkzeug- und Formenbau
Die Herstellung von Spritzgieß- oder Umformwerkzeugen gehört für viele Unternehmen zu den zeit- und kostenintensivsten Arbeitsschritten im Fertigungsprozess. Trotz hochpräziser Werkzeugmaschinen stoßen etablierte abtragende oder umformende Verfahren bei komplexen Geometrien häufig an ihre Grenzen. Die additive Fertigung bietet neue Chancen, Prozesse im Werkzeugbau zu optimieren und die Produktivität von Werkzeugen erheblich zu steigern.
Im konventionellen Werkzeugbau werden vornehmlich abtragende oder umformende Herstellungsverfahren eingesetzt, zum Beispiel Fräsen, Drehen oder Bohren. Diese gehen mit diversen verfahrensbedingten Einschränkungen für die Umsetzung einher, wie folgendes Praxisbeispiel verdeutlicht: Beim Formhärten oder Spritzgießen werden mitunter Werkzeuge mit integrierten Kühlkanälen benötigt. Durch sie wird ein Kühlmittel hindurch geleitet, um eine schnelle und gleichmäßige Wärmeableitung herbeizuführen. Solche Kanäle werden bislang in der Regel in das Werkzeug hineingebohrt – verfahrensbedingt funktioniert dies jedoch nur in einer geraden Linie. Bei anspruchsvollen Geometrien ist es daher kaum möglich, die Kühlkanäle gleichmäßig und nah an der Oberfläche des Werkstücks zu führen.
Verbesserte Funktionalität dank 3D-Druck
Da komplexe Formen im Inneren des Werkstücks mit Hilfe abtragender oder umformender Methoden nicht zufriedenstellend umgesetzt werden können, bleibt Verbesserungspotenzial oftmals ungenutzt. Hier offenbart sich eine der großen Stärken des Additive Manufacturing: Im 3D-Druck entstehen Objekte aus einem formlosen Ausgangsmaterial direkt aus CAD-Daten. Der schichtweise Aufbau benötigt keine zusätzlichen Werkzeuge und ermöglicht die Integration komplizierter Geometrien, die sich voll und ganz an der Funktionalität und dem Design des Bauteils orientieren.
Durch die optimierte Geometrie des Werkzeugs verbessert sich die Wärmeableitung, sodass Zykluszeiten beim Spritzgießen um durchschnittlich ein Drittel reduziert werden können. Gleichzeitig verbessert sich dank des geringeren Verzugs die Qualität der Spritzgießteile deutlich.
Werkzeuge aus dem industriellen 3D-Druck
- ermöglichen eine gleichmäßige Wärmeableitung
- verringern die Zykluszeit
- steigern die Qualität der Spritzgießteile
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Industrieller 3D-Druck auf dem PROTIQ Marketplace
Für die Herstellung des gewünschten 3D-Objekts wird lediglich ein druckfähiges CAD-Modell Ihres Werkstücks benötigt. Auf dem PROTIQ Marketplace kann die Produktion daher direkt nach dem Eingang der Bestellung starten. Ihr 3D-gedrucktes Bauteil für den Werkzeugbau erhalten Sie auf diese Weise bereits wenige Tage nach der Beauftragung.
Um die für Spritzgießwerkzeuge erforderliche Oberflächenqualität gewährleisten zu können, sollten alle Außenflächen Ihres 3D-Modells mit einem Aufmaß von 0,7 bis 1 mm versehen werden. Im Anschluss an die Produktion werden alle Bauteile konventionell nachgearbeitet und auf Maß gebracht. Im industriellen 3D-Druck entstehen außerdem nicht nur neue Objekte – auch beschädigte Werkzeuge können in einigen Fällen repariert werden. Wenn Sie mehr darüber erfahren wollen, wie Sie mit Additive Manufacturing Ihre Fertigungsprozesse optimieren können, kontaktieren sie uns!
3D-Druck – Vorteile für den Werkzeugbau
- langfristig Geld sparen: geringere Zykluszeiten und bessere Bauteilqualität senken den Stückpreis des Serienprodukts
- Neue Möglichkeiten entdecken: Designgesteuerte Konstruktion steigert das Innovationspotenzial
- Schnell in der Produktion: Fertigung des 3D-Werkstücks startet direkt nach dem Eingang Ihrer Bestellung
Häufig gestellte Fragen zum 3D‑Druck im Werkzeugbau
Warum eignet sich der 3D‑Druck besonders für den Werkzeugbau?
Der 3D‑Druck eignet sich ideal für den Werkzeugbau, da Werkzeuge, Vorrichtungen und Funktionsbauteile schnell, präzise und ohne Werkzeugkosten gefertigt werden können. Komplexe Geometrien, kurze Entwicklungszeiten und eine hohe Designfreiheit machen die additive Fertigung besonders effizient für Prototypen, Reparaturen und Sonderlösungen.
Welche Bauteile lassen sich im Werkzeugbau mit 3D‑Druck herstellen?
Im Werkzeugbau lassen sich zahlreiche Bauteile additiv fertigen, darunter Werkzeugeinsätze, Spann‑ und Haltevorrichtungen, Lehren, Gehäuse, Adapter sowie funktionale Ersatzteile. Auch individuell angepasste oder nicht mehr verfügbare Komponenten können wirtschaftlich nachgefertigt werden.
Wann lohnt sich der Einsatz von 3D‑gedruckten Werkzeugbau‑Bauteilen?
3D‑gedruckte Bauteile lohnen sich besonders bei Kleinserien, Einzelanfertigungen, kurzfristigem Bedarf oder bei der Reparatur und Nachfertigung bestehender Werkzeuge. Die additive Fertigung ermöglicht flexible Lösungen ohne lange Lieferzeiten oder teure Werkzeuge.
Wie unterstützt der 3D‑Druck die Entwicklung und Optimierung von Werkzeugen?
Der 3D‑Druck unterstützt den Werkzeugbau, indem Bauteile direkt aus CAD‑Daten gefertigt und schnell angepasst werden können. Änderungen lassen sich kurzfristig umsetzen, Funktionsmuster realitätsnah testen und Entwicklungs‑ sowie Optimierungsprozesse deutlich beschleunigen.
Welche Vorteile bietet die additive Fertigung gegenüber konventionellen Verfahren im Werkzeugbau?
Die additive Fertigung bietet im Werkzeugbau hohe Flexibilität, reduzierte Kosten bei kleinen Stückzahlen und eine schnelle Verfügbarkeit. Besonders bei komplexen Geometrien, individuellen Lösungen und kurzfristigen Anforderungen schafft der 3D‑Druck klare Vorteile gegenüber klassischen Fertigungsverfahren.
