Forschungsprojekt "IntelliTemp" bringt neue Impulse für die Druckgussbranche

Das von der Bayerischen Forschungsstiftung mit rund einer Million Euro geförderte Forschungsprojekt "IntelliTemp" hat wegweisende Ergebnisse für die Fertigung großvolumiger Werkzeuge geliefert. Unter der Leitung des Technologie Campus Parsberg-Lupburg, einem gemeinsamen Forschungsstandort der OTH Regensburg und der TH Deggendorf, und mit Beteiligung der Bock-Gruppe sowie von DMG Mori und FIT AG wurden innovative Lösungen entwickelt, um den Produktionsprozess in der Werkzeugherstellung effizienter zu gestalten.

Konventionelle Fertigungsverfahren stoßen oft an ihre Grenzen, wenn es um die optimale Temperierung von Werkzeugen geht. In der Regel basieren sie auf geradlinigen Bohrungen für Kühlkanäle, die nur bedingt an die spezifischen Anforderungen des jeweiligen Bauteils angepasst werden können. "IntelliTemp" verfolgte daher das Ziel, neue Wege zu finden, um die Temperierung von Werkzeugen besser auf die individuellen Bedürfnisse abzustimmen.

Druckgusswerkzeug im CAD-Schnitt. — Das CAD-Bild zeigt das Innenleben des Werkzeug: Die orangefarbenen Bereiche aus einer Cu-Legierung sorgen für gute Wärmeableitung. Die Kombination mit hochfestem Stahl ermöglicht anforderungsgerechte Temperierung bei ausgezeichneten Standzeiteigenschaften.

Kombination von additiven und subtraktiven Verfahren

Die Lösung lag in einer hybriden Fertigungsprozesskette, die additive und subtraktive Verfahren kombiniert. Beispielsweise kamen das LMD-Schweißen (Laser Metal Deposition) und Fräsen zum Einsatz, um Materialien mit unterschiedlichen Wärmeleiteigenschaften zu verbinden und so Werkzeuge in einer Sandwichbauweise zu erzeugen. Besonders hervorzuheben ist der Einsatz von Kupferlegierungen für Kanäle, die eine effiziente Wärmeableitung sicherstellen.

Die möglichen Effekte dieser neuen Technologie auf die Druckgussbranche sind vielversprechend. Werkzeuge können jetzt gleichmäßiger temperiert werden, was zu einer homogenen Abkühlung der Gussbauteile führt. Dies reduziert nicht nur den Verzug und das Risiko von Brandrissen, sondern sorgt auch für eine Verkürzung der Zykluszeiten um bis zu 40 Prozent.

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Effektiver Energieeinsatz

Laut Frank Ambrosius, Leiter des Toolmanagements bei Bock, sind die ökologischen und ökonomischen Vorteile enorm: „Die neu entwickelten Ansätze führen zu optimierten Produktionsprozessen mit einem effektiveren Energieeinsatz, was gleichzeitig zu einer Reduktion des CO2-Ausstoßes führt."

Patrick Diederich, Managing Director bei MG Mori sagt: „Wir konnten zahlreiche neue Erkenntnisse zur Verarbeitung kupferbasierter Werkstoffe sowie zum hybriden Aufbau großvolumiger Spritz- und Druckgusswerkzeuge gewinnen, und so auch unsere Lastertec DED hybrid-Maschinen entscheidend technologisch weiterentwickeln.“

„Mit diesem Projekt konnte ein wertvoller Beitrag zur Erforschung und Entwicklung additiv gefertigter Urformwerkzeuge geleistet werden“, ergänzt Carl Fruth, Vorstandsvorsitzender der FIT AG.

Für die Druckgussbranche, die zunehmend auf Nachhaltigkeit und Effizienz setzt, bedeutet "IntelliTemp" einen Schritt nach vorn. Insbesondere im Bereich des Aluminium-Druckgusses, wo schnelle Zykluszeiten und hohe Materialbeanspruchungen Alltag sind, könnte diese Technologie zukünftig einen Standard setzen. Der Einsatz von additiven Fertigungsverfahren, die es ermöglichen, Bauteile mit komplexen Geometrien und variablen thermischen Anforderungen zu produzieren, wird immer bedeutender.

Wettbewerbsvorteile durch Kooperation

Das Projekt verdeutlicht auch, wie wichtig die Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Industrie ist, in diesem Fall dem Technologie Campus Parsberg-Lupburg unter der wissenschaftlichen Leitung von Andrey Prihodovsky und allen Verbundpartnern. Solche Kooperationen könnten in den kommenden Jahren weitere Innovationen in die Branche bringen und Unternehmen, die frühzeitig auf diese Technologien setzen, Wettbewerbsvorteile sichern.

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