3D-Druck – die Revolution im Werkzeugbau

Indem 3D-Druck bisher ungeahnte Möglichkeiten – insbesondere in Sachen innovativer Konstruktionsgeometrien – ermöglicht, erfährt er vollkommen zurecht branchenübergreifende Aufmerksamkeit. Auch im Werkzeugbau ergeben sich mit 3D-Druckverfahren viele neue Vorteile. Als Impulsgeber haben wir diese Chancen bereits von Beginn an erkannt und verfügen somit über umfangreiche Erfahrungswerte im 3D-Druck für den Werkzeugbau. Wir greifen dabei auf die patentierte LaserCUSING®-Technologie des Branchenpioniers Concept Laser zurück. Bei diesem in Deutschland entwickelten Verfahren wird feines pulverförmiges Metall mit Laserstrahlen lokal aufgeschmolzen. Der Aufbau des gewünschten Bauteils erfolgt dabei Schicht für Schicht, indem der Boden des Bauraumes während des 3D-Druckprozesses immer wieder abgesenkt, eine neue Schicht Material aufgetragen und diese anschließend abermals lokal aufgeschmolzen wird.

3D-Druck in Aktion

Der M2 cusing Multilaser von Concept Laser macht die sichere Verarbeitung von Aluminium und Titanlegierungen möglich. Der gesamte Prozess, von der Verarbeitung des Baujobs bis hin zur Entfernung des Bauteils und der Pulverkonditionierung, erfolgt unter Ausschluss von Sauerstoff. Dadurch wird verhindert, dass die reaktiven Materialien mit Sauerstoff verunreinigt werden.

Nutzen von 3D-Druck im Werkzeugbau

  • Deutlich größere Gestaltungsmöglichkeiten im Vergleich zu konventionellen Herstellungsverfahren
  • Nahezu beliebige Hohlstrukturen
  • Mechanische Eigenschaften vergleichbar mit herkömmlichen Stählen
  • Innovative Impulse und Wettbewerbsvorteile durch Einbringung völlig neuartiger Funktionselemente im Werkzeug selbst

Ausgewählte Anwendungsbeispiele von 3D-Druck im Werkzeugbau

Konturnahe Kühlung

  • 3D-Druck im LaserCusing®-Verfahren ermöglicht eine nahezu freie Gestaltung von Temperierkanälen im Werkzeug
  • So wird die Kühlung von sonst unerreichbaren Stellen ermöglicht
  • Das Ergebnis sind energieeffiziente Prozesse und die Möglichkeit einer hochdynamischen, variothermen Werkzeugführung

Erfahren Sie mehr über konturnahe Kühlung

Druckluftauswerfer

  • Auswerfen von Bauteilen ohne mechanische Komponenten durch generativ aufgebaute, poröse Mikrostrukturen
  • Flexible Platzierung des Auswerferbereiches im Werkzeug
  • Vielfältiger Einsatz der Mikrokanäle, etwa zur Entlüftung oder zum Ansaugen von Folien und Einlegern

Elastische Trennung

  • Stahl-auf-Stahl-Dichtungen sind bei leicht fließenden Werkstoffen – wie etwa Polyurethan – schwer umsetzbar, Gummidichtungen wiederum sehr verschleißanfällig
  • 3D-Druck mit LaserCusing® ermöglicht den Einbau elastischer Funktionslemente in die Trennebene
  • So profitieren Sie von einer gratfreien Verarbeitung niedrigviskoser Polymere

Materialien für 3D-Druck im Werkzeugbau

3D-Druck besticht neben seinen nahezu grenzenlosen Gestaltungsmöglichkeiten auch durch eine Vielfalt an verwendbaren Materialien. Für die generative Fertigung von Werkzeugen bieten sich je nach Einsatzzweck des Werkzeugs verschiedene Metalle an. Eine kleine Auswahl möchten wir Ihnen im Folgenden vorstellen. Welches Material sich für Ihre Aufgabenstellung am besten eignet, erörtern wir gerne im persönlichen Gespräch mit Ihnen – nehmen Sie einfach Kontakt mit Ihrem Impulsgeber auf.

CL 20ES Edelstahl

Edelstahl in Pulverform, chemische Zusammensetzung entsprechend 1.4404, X 2 CrNiMo 17 13 2, 316L CL 20ES ist ein austenitischer nichtrostender Stahl zur Herstellung von Funktionsbauteilen oder Werkzeugkomponenten für Vorserienwerkzeuge.

CL 50WS Warmarbeitsstahl

Werkzeugstahl 1.2709 in Pulverform CL 50WS ist ein Pulverwerkstoff zur Herstellung von Werkzeugkomponenten mit konturnaher Kühlung für das Serienspritzgießen sowie den Druckguss und Funktionsbauteilen.

CL 91RW Rostfreier Warmarbeitsstahl

Rostfreier Werkzeugstahl in Pulverform CL 91RW ist ein harter, rostfreier Werkzeugstahl mit hohem Chromanteil und eignet sich zur Herstellung von Werkzeugkomponenten mit konturnaher Kühlung für das Serienspritzgießen und rostfreien Bauteilen mit hoher mechanischer Beanspruchung.

Ihr Ansprechpartner für F&E

Jonas Beck
T: +49 9571 766-9661
forschung@hofmann-impulsgeber.de