Das neue und optimierte 3D-gedruckte Werkzeug hat stark verkleinerte Bauteilabmessungen. (Bildquelle: Toolcraft)

Das neue und optimierte 3D-gedruckte Werkzeug hat stark verkleinerte Bauteilabmessungen. (Bildquelle: Toolcraft)

Die Abmessungen belaufen sich auf 125 x 125 x 130 mm (B x L x H) und ein Gewicht von etwa 60 Kg. Ziel des Projektes war, den Spritzgussprozess hinsichtlich Zykluszeit zu optimieren sowie die Komplexität der Baugruppe und des Entwicklungsprozesses zu vereinfachen. Aufgrund der Fertigungsfreiheiten des metallischen 3D-Drucks konnte der Konstrukteur den Einsatz neu ausgelegen und seine Topologie entsprechend den vorhandenen Lasten und Anforderungen optimieren. Das Ergebnis ist eine vollkommen neue Form – kleiner, leichter und mit integrierter, konturnaher Kühlung. Nach der konstruktiven Neuauslegung der Form extrahiert der Konstrukteur Funktionsflächen und legt die Randbedingungen fest. Auch das Material wird zu diesem Zeitpunkt ausgewählt. Danach folgen die Integration der konturnahen Kühlung, Topologieoptimierung sowie Verifizierung mittels FEM-Berechnung und Kühlsimulation. Nach der Simulation des Druckprozesses folgt die Fertigung sowie das Finishing, von der Wärmebehandlung, Stützstrukturentfernung, Oberflächenbehandlung bis zur zerspanenden Nacharbeit sowie optischen und taktilen Qualitätskontrolle. Das optimierte 3D-gedruckte Werkzeug hat stark verkleinerte Bauteilabmessungen. Die ursprüngliche Baugruppe aus mehreren Einzelteilen wurde auf jeweils eine Werkzeughälfte reduziert. Die Masse des neuen Werkzeuges ist somit um fast 50 Prozent geringer. Das niedrige Gewicht erfordert kleinere Maschinenkräfte und erleichtert die Montage in der Spritzgussmaschine.