Werkzeug- & Formenbau

Der Werkzeug- und Formenbau ist zwar hinter den Kulissen tätig, beeinflusst aber in hohem Maße Produktionsprozesse und die Qualität alltäglicher Produkte.

Werkzeug- & Formenbau

Der Werkzeug- und Formenbau ist zwar hinter den Kulissen tätig, beeinflusst aber in hohem Maße Produktionsprozesse und die Qualität der Produkte. Nicht nur, dass härtere und genauere Werkzeug- und Formenoptionen eine kostengünstigere Fertigung ermöglichen, sie verschieben auch die Grenzen dessen, was mit den gängigsten Form- und Bearbeitungsverfahren bisher hergestellt werden kann.

Trends, die die Entwicklung neuer Werkzeugtechnologien prägen, darunter auch die additive Fertigung und der Einsatz neuer Materialien, behalten wir stets im Blick und gestalten diese proaktiv mit. Wir verstehen dabei im Besonderen die prozessualen Zusammenhänge und können damit den Lösungsraum für neue Ansätze maßgeblich erweitern. 

Teaser zu erfolgreich betreuten Projekten:

Temperatursensor in Blasform

Ausgangssituation und angestrebter Mehrwert: Die Zykluszeit im Kunststoffspritzguss wird maßgeblich über die Kühlzeit bestimmt. Besondere Bedeutung kommt daher dem präzisen Temperaturmanagent der Werkzeugform zu. Es fehlte bisher an einem praxistauglichen inline-Messkonzept, mit dem die jeweiligen Prozessfenster auf Basis der Temperatur direkt in der Werkzeugform ermittelt werden können, ohne dabei den Herstellungsprozess zu beeinflussen. 

Markt und Lösungsansatz: Eine entsprechend smarte Werkzeugform bietet hohen Mehrwert für die Kunststoffverarbeitende Industrie und insbesondere Produkthersteller. Zur Erreichung dieses Ziels wurde zunächst ein innovativer Werkzeugkern aus Berylliumbronze entwickelt. Weiterhin wurde eine neuartige blasformintegrierte Temperatursensorik entwickelt. Diese nutzt die vorhandenen Materialien als direkte Sensormaterialien und bedingt keine zusätzliche Einbringung von Messfühlern in das Innere der Blasform.

Segmentkleben

Ausgangssituation und angestrebter Mehrwert: Ein konturnaher Kühlkanal wird bislang optimaler Weise durch einen aufwändigen Fräsprozess aus dem Vollen realisiert, der jedoch keine geometrisch anspruchsvolle Kühlkanalkontur in der Serienproduktion zulässt. Gerade die hohe Konturnähe würde eine verbesserte Kühlleistung jedoch zulassen. Dieses soll durch die verteilte Produktion der einzelnen Segmente verbessert werden. Als Resultat des Entwicklungsprozesses entsteht so ein neuartiges 3D-Design- und Produktionsverfahren zur Herstellung von Blasformen, die im direkten Vergleich zu konventionellen Blasformen eine minimierte Zykluszeit im Einsatz gewährleisten.

Markt und Lösungsansatz: Mit der Lösung wird der Herstellermarkt von extrudierten Kunststoffbauteilen adressiert, um damit auf besondere Produktanforderungen kurzfristig eingehen zu können. Das Herstellungsverfahren ersetzt dabei die bisherigen Werkzeuge, basierend auf gebohrten sowie gefrästen Kühlkanalstrukturen, bis zur finalen Markdurchdringung der SLM-Technologie. Hierzu wurde das Werkzeug selbst aus mehreren Schichtsegmenten zusammenzufügt, um somit eine maximierte Gestaltungsfreiheit in der Auslegung von Kühlkanalstrukturen zu erhalten. Das Fügeverfahren wurde durch ein temperatur- und druckaktiviertes Klebeverfahren realisiert, indem erstmalig Schichtsegmente mittels anaerober Komponentenklebstoffe maßhaltig und feinschichtig genutzt wurden. 

Halbschalentank

Ausgangssituation und angestrebter Mehrwert: Kleinkläranlagen bieten für abgelegene Gegenden ohne Anschluss an die öffentliche Kanalisation eine erprobte Alternative, um Abwässer aufzufangen und zu behandeln. Größe und Volumen der hierfür eingesetzten Kunststofftanks erschweren jedoch deren Handling bis zum Einsatzort. Dies liegt vornehmlich an den Herstellungsverfahren, die es nicht zulassen, den Tank in Modulen zu fertigen und nachträglich sicher zusammen zu fügen. Es bedarf also einer Lösung, bei der das Transportvolumen der mehrere Kubikmeter fassenden Tanks reduziert wird, ohne dabei die Funktionalität zu beschränken.

Markt und Lösungsansatz: Eine entsprechende Lösung richtet allein in Europa an die bis zu 85 Mio. Bürger, die nicht an die öffentliche Kanalisation angeschlossen sind. Das Unternehmen hat dazu einen zerlegbaren großvolumigen tank entwickelt, der effizient stapel- und transportierbar ist und auf diese Weise das benötigte Transportvolumen um rund 80 % reduziert sowie das Handling verbessert.

Wassernebel-Injektion

Ausgangssituation und angestrebter Mehrwert: Um beim Extrusionsblasformen die Herstellungskosten gering zu halten, wird hierbei bspw. neben Materialeinsparungen, eine möglichst kurze Zykluszeit angestrebt. Dort, wo konstruktive Änderungen am Produkt selbst oder der Unterstützungsprozesse ausgereizt sind, bedarf es somit einer Lösung, um die Zykluszeit im Hauptprozess selbst zu reduzieren. Einsparungen hier führen unmittelbar zu einer höheren Verfügbarkeit der Anlagentechnik und senken die Prozesskosten.

Markt und Lösungsansatz: Eine entsprechende Technologie richtet sich vor allem an die Hersteller und Lohnfertiger von Blasformartikeln, einem weltweiten Wachstumsmarkt und Trendsetter. Die entwickelte Lösung basiert auf adiabater Innenkühlung, die durch Ultraschalvernebelung eines Kühlmittels direkt im Extrudat entsteht. Die Lösung eröffnet damit herausragende Kühlzeitoptimierungen bei gleichzeitig geringen apparativen und wirtschaftlichen Mehraufwänden, nicht nur bei Neuprojekten, sondern auch als skalierbare Retrofit-Option.

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