Anmut, Haptik, Griffigkeit oder Glanz sind nur einige Aspekte, die heute in der Produktdarstellung wichtig sind. Einige Hersteller versuchen ihren Materialien naturimitierende Oberflächenstrukturen wie Leder oder Holz aufzuprägen und die Automobilindustrie versucht diesen Eindruck zu perfektionieren. Andere Produzenten entwickeln neue Designs, um dem Image eines Imitates zu entgehen. Oberflächen, die mit dem Vorbild aus der Natur fast identisch sind, haben in den letzten Jahren einen hohen Stellenwert erreicht. Der Trend in der Konsumgüterindustrie geht zu ausgefallenen dreidimensionalen Oberflächen. Neue Werkstoffe, die auf natürlichen Rohstoffen basieren, werden mit solchen Strukturen aufgewertet. Die Verpackungsindustrie versucht durch aufwändige Strukturen die Stabilität zu erhöhen, um Wandstärken und damit Materialverbrauch verringern zu können. Oberflächen können aber auch Funktionen erfüllen, die durch den Lotusblüteneffekt, die Haifischhaut, den Golfball oder auch durch Raspeln bekannt sind. Seit 2001 arbeitet das Modellbauunternehmen Antonius Köster in Meschede an Verfahren zur Gestaltung von Produktoberflächen. Heute geht es nicht mehr nur darum, Werkstoffe, die mit den traditionellen Verfahren des Texturätzens nicht bearbeitet werden können, mit einer definierten Oberfläche zu versehen, sondern die Wünsche von Produktgestaltern an neuen Oberflächen auch in Spritzguss-Werkzeugen umzusetzen. Dazu haben die Mescheder Modellbauer und CAD/CAM-Experten das Direct-Texturing-Verfahren zur detailgetreuen Texturierung von Oberflächen entwickelt.

CAD/CAM und Direct Texturing

Seit etwa 25 Jahren hat sich die CAD/CAM Technologie zum Standard in der Produktentwicklung und im nachfolgenden Formenbau etabliert. Es gibt kaum mehr Werkzeuge, die nicht dreidimensional im CAD konstruiert und deren Fertigungsschritte computergesteuert definiert wurden. Nur in den Möglichkeiten der Oberflächengestaltung sind die Fortschritte geringer gewesen und man war weiterhin an die traditionellen Verfahren gebunden.

Die traditionellen Verfahren Ätzen und Galvonoformen haben den gemeinsamen Nachteil der manuellen Verfahrensschritte. Es ist nahezu unmöglich mehrere Kavitäten identisch zu texturieren. Desweiteren ist die Auswahl der zu verarbeitenden Formenwerkstoffe und die Möglichkeiten einer Vorabkontrolle am Bildschirm eingeschränkt. Das Direct-Texturing-Verfahren bietet den Vorteil der digitalen Beschreibung der Oberfläche und die Möglichkeit, diese Daten in unterschiedlichen Prozessen zu nutzen. Eine Evaluierungsmöglichkeit mit hochauflösenden Rapid-Prototyping-Verfahren in der Entwicklungsphase bietet eine kostengünstige und aussagefähige Alternative zu Versuchswerkzeugen. Die Umsetzung mit spanenden, erodierenden, laserabtragenden und generativen Systemen ermöglicht die Bearbeitung einer breiteren Werkstoffpalette als bisher.

Anwendungsbeispiele finden sich zur Narbung von TPO-Folien, zur Oberflächenstrukturierung von Blasformen, in der Gestaltung von Handyschalen, oder der naturgetreuen Nachbildung von Krokodilleder in Stahl.

 

Neue Technologien

Direct Texturing

Direct Texturing (DT) bezeichnet ein Verfahren zur Herstellung von Formen, Prototypen und Serienteilen mit definierten texturierten oder genarbten Oberflächen , wie sie beispielsweise auf Automobil-Innenverkleidungen zu finden sind. Insbesondere Formen für das Präge-Tiefziehverfahren (In Mold Graining / IMG), können direkt mit der texturierten Oberfläche hergestellt werden. Aufwändige Zwischenschritte wie Belederungsmodelle, Walzen und Silikonformen werden eingespart. Der herzustellende Artikel oder die zu bearbeitende Form werden über CAD-Daten übernommen. Textur und Dekorelemente (Piktogramme, Logos, Schriftzüge) sind in graphischen Formaten beschrieben. Im DT werden die Dekordaten und CAD-Daten zusammen verarbeitet. Texturverlauf, Ausrichtung und Tiefe können definiert und verändert werden. Kontrolle und Erstfreigaben erfolgen am Bildschirm. Am Ende stehen 3D-Daten zur Verfügung, mit denen die Formen direkt hergestellt werden können und eine exakte Reproduzierbarkeit sicherstellen.

 

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Antonius Köster