Spezialist für Werkzeugbau fertigt Eins-zu-eins-Prototypen aus PA6.6-GF30
Prototypen können auf unterschiedlichste Art und Weise hergestellt werden. Eine gängige Methode zur Herstellung von Prototypen ist der 3D-Druck. Dabei kann zwischen drei kunststoffverarbeitenden Hauptverfahren unterschieden werden. Das Fused Deposition Modeling (FDM), die Stereolithographie (SLA) und das selektive Lasersintern (SLS). Der Vorteil dieser Verfahren liegt darin, dass relativ schnell und kostengünstig Prototypen hergestellt werden können. Die begrenzte Materialauswahl sowie festigkeitsmindernde Umstände des schichtweisen Aufbaus stellen die wesentlichen Nachteile der Verfahren dar. Oftmals werden daher die Prototypen und der finale Artikel aus unterschiedlichen Materialien hergestellt. 3D-gedruckte Prototypen können daher in der Regel nur die Rolle eines Anschauungsmodells einnehmen.
Was, wenn man nicht nur ein Anschauungsmuster haben, sondern auch Tests mit dem Prototypen durchführen will? Und das schon in der A- oder B-Muster Variante.
Zurzeit gibt es kein 3D-Druckverfahren, welches Prototypen mit den gleichen Eigenschaften eines spritzgegossenen Bauteils herstellen kann. So werden Prototypen in der Regel aus den gängigen Industriekunststoffen wie glasfaserverstärktes Polyamid (PA6.6-GF 30) oder Polyoxymethylen (POM) hergestellt. Dies geschieht über Prototypenformen, welche mit aufwendigen Formeinsätzen aus Metall bestückt werden. Dieser Vorgang der Herstellung ist sehr kosten- und zeitintensiv. Als Experte für Sondermaschinen und Werkzeugbau setzte sich die VWH GmbH mit dieser Problematik auseinander und entwickelte eine Möglichkeit Prototypenformen schneller und günstiger herzustellen.
Das Unternehmen aus Herschbach ist Ansprechpartner für nationale und internationale Kunden aus verschiedenen Branchen und bietet unter anderem eine breitgefächerte Auswahl an verschiedenen Kunststoffspritzgussformen sowie individuelle Werkzeuglösungen von ersten Prototypen und Kleinserien bis zu Massenstückzahlen. Als Generalunternehmer unterstützt die VWH GmbH ihre Kunden von der Artikelkonstruktion über die Serienform bis hin zum Verpacken der Artikel.
„Unser Ziel hinter der Optimierung des Prototypings war es, gespritzte Prototypen aus POM, PA6.6-GF 30 oder ähnlichen Materialien innerhalb von fünf Werktagen den Kunden zur Verfügung zu stellen“, so Andreas Klatt, technischer Leiter bei der VWH GmbH. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden im eigenen Technologiezentrum für Kunststoffe verschiedene Versuche durchgeführt. Dabei stellten sich die hohen Verarbeitungstemperaturen der jeweiligen Kunststoffe und die nötigen Oberflächenanforderungen an die Kavität als größte zu lösende Aufgabe dar. Einen besonderen Knackpunkt stellte die Wärmeabfuhr des Artikels über die Formkerne dar.
Nach zahlreichen Tests mehrerer Materialien und Verfahrensansätzen konnte sich schließlich eine Kombination als erfolgreich durchsetzen. Dabei wurde eine Hybridbauweise aus Kunststoffformkernen mit eingesetzten Metallteilen zur Wärmeabfuhr entwickelt. So ist es nun möglich, Prototypen aus POM, PA 6.6-GF30 und ähnlichen Materialien innerhalb kürzester Zeit und kostenoptimiert herzustellen. Dazu wird eine bestehende Stammform verwendet und die Formkerne können mittels 3D-Druck hergestellt werden. Mit den hauseigenen Spritzgießmaschinen werden im Anschluss die Prototypen gespritzt. Spätere Änderungen an den Prototypen sind schnell, einfach und kostengünstig umzusetzen, da die gedruckten Formkerne innerhalb weniger Stunden neu gedruckt werden können.
Die VWH GmbH ermöglicht so ihren Kunden die schnelle Verfügbarkeit von Prototypen, mit denen sie richtige Funktionstests durchführen können. Die Güte der A- und B-Muster konnte dadurch um ein Vielfaches verbessert werden.
