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Rapid Tooling im 3D-Druck

Vorteile und FKM-Beratung,
Services und Co-Engineering

Rapid Tooling in Metall

In der additiven Fertigung ist Rapid Tooling eine schnellere, kosteneffizientere und flexiblere Möglichkeit, Werkzeuge und Formen herzustellen als beispielsweise die spanende Bearbeitung oder Gussverfahren. Unternehmen, die schneller und effizienter als bisher auf sich ändernde Kundenbedürfnisse reagieren müssen, verschaffen sich damit einen klaren Wettbewerbsvorteil

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Vorteile

  • Schnellerer Werkzeug- und Formenbau: Mit Rapid Tooling 3D-Druck können Werkzeugbestandteile und -einsätze, etwa für Spritzgussmaschinen, viel einfacher und schneller erstellt werden als mit konventionellen Fertigungsmethoden. Unternehmen können so schneller auf sich ändernde Kundenbedürfnisse reagieren und Produkte bei Bedarf auch kurzfristig anpassen.
  • Kosteneinsparungen: Rapid Tooling ist meist kosteneffizienter als der herkömmliche Werkzeugbau. Dies liegt daran, dass 3D-Drucker in der Lage sind, komplexe Formen und Werkzeuge mit minimalem Material- und Ressourceneinsatz zu erstellen. Da der Prozess sehr präzise ist, entstehen auch weniger Abfälle und Ausschuss.
  • Flexibilität: Rapid Tooling macht Fertigungsprozesse flexibler, da Änderungen an Formen und Werkzeugen schnell und einfach vorgenommen werden können. Ein neues Design wird einfach in den 3D-Drucker geladen und das neue Werkzeug innerhalb weniger Stunden gedruckt.
  • Designfreiheit: Problemlos und ohne Mehraufwand werden dank des dreidimensionalen Schichtbauverfahrens Werkzeuge mit komplexen geometrischen Strukturen und Hohlräumen realisiert. Auch ist die Integration optimierter und konturnaher Kühlkanäle unabhängig von der Geometrie möglich. Im Betrieb verbessert sich so die Kühlleistung des Werkzeugs deutlich. Auch schlägt sich dies positiv in der Verringerung der Zykluszeiten nieder.
  • Geringeres Risiko: Rapid Tooling kann Investitionsrisiken reduzieren, da Unternehmen keine teuren Werkzeuge und Formen in Auftrag geben müssen, bevor sie wissen, ob ihre Produkte erfolgreich sein werden. Stattdessen können sie Werkzeug-Prototypen schnell und kosteneffizient erstellen, um den Fertigungsprozess zu testen und zu optimieren.

Unser Beratungs- und Realisierungsansatz

FKM versteht sich beim Rapid Tooling auch als Projektpartner, der Kunden über die reine additive Fertigung hinaus unterstützt: Wir denken bereits im Konstruktionsprozess eines Produktes mit.

Beim Rapid Tooling haben wir alle Möglichkeiten des 3D-Drucks im Blick – vom ressourcensparenden Leichtbau, über Funktionsintegrationen wie konturnahe Kühlkanäle, spezifikationsabhängige Werkstoffempfehlungen, Alternativen für das Finishing und die Fertigmontage von Baugruppen. FKM ist offen für Ihre Ideen und setzt sich mit LBPF-Lösungen leidenschaftlich für deren Realisierung ein. Das reduziert das Entwicklungsrisiko und sichert weitere Investitionsschritte.

„Wir bei FKM bieten Rapid Tooling mit State-of-the-Art Lösungen, die funktionieren und wirtschaftlich sind.“

Der Prozess des Rapid Toolings im 3D-Druck läuft bei FKM in vier Schritten ab –
vom Erstgespräch bis zum fertigen Werkzeug.

1. Erstgespräch

Das Erstgespräch legt die technische Grundlage für Ihre Projektidee. Sie erhalten umfassende Informationen zur passenden Materialwahl, zur Umsetzbarkeit sowie bei Bedarf auch zum Thema konturnahe Kühlung.

2. Simulation am PC

Stehen die Rahmenbedingungen, simulieren wir am PC, wofür das Werkzeug genutzt werden soll und wo Optimierungen notwendig und umsetzbar sind, beispielsweise über eine konturnahe Kühlung. Sind alle Parameter festgesetzt, werten wir gemeinsam mit Ihnen die Simulation aus. Durch die Simulationen im Vorfeld des 3D-Drucks können wir den optimalen Verlauf der Temperierkanäle gewährleisten.

3. Erstellen der 3D-Daten im CAD-Programm

Sind Sie mit der Simulation zufrieden, erstellen wir auf ihrer Basis die 3D-Druckdaten für die Werkzeuge und Werkzeugeinsätze mitsamt der Kühlstrukturen. Bevor die Komponente in den Druck geht, prüfen Sie die digitalen Druckdaten final und geben Ihr Go! für den 3D Druck.

4. Fertigung des Werkzeugs

Mittels LPBF-Verfahren fertigen wir nun das Werkzeug entlang der Druckdaten.

Quest for innovation

Konturnahe Temperierung:
So optimieren wir Ihre Fertigung

Gemeinsam mit unserem Partner iQtemp , einem Spezialisten für konturnahe Temperierung beim Rapid Tooling, haben wir den Abkühlprozess in additiv gefertigten Werkzeugen und Formen perfektioniert.

„Es ist der Hammer, wie kalt das Bauteil aus dem Werkzeug fällt.“

Dieses Feedback bekommen wir im Austausch mit unseren Kunden ständig. Durch unsere exakten Simulationen und die additive Fertigung können wir den optimalen Verlauf der Temperierkanäle in Spritzgieß- und Druckgusswerkzeugen garantieren.

Dort, wo später harter Stahl sein soll, wird das Metall-Druckpulver verschmolzen, und dort, wo die Hohlräume für die Temperierkanäle entstehen sollen, bleibt das Pulver erhalten. Somit ist keine nachträgliche Bearbeitung des Werkzeugs nötig, da die Temperierkanäle direkt während des 3D-Fertigungsprozesses in das Werkzeug integriert werden.

Vorteile der konturnahen Kühlung von FKM & iQtemp

  • gleichmäßige Durchflussströmung des Kühlwassers
  • sehr schnelle, homogene Abkühlung des Bauteils
  • kosteneffiziente Integration im 3D-Druckprozess
Spritzguss Formeinsatz mit konturnaher Kühlung

Spritzguss Formeinsatz mit konturnaher Kühlung

  • Die integrierten konturnahen Kühlkanäle im Formeinsatz verringern die Zykluszeit im Spritzguss bis zu 70% und führen durch die Temperierung zu geringerem Verzug und besserer Teilequalität.
  • Rapid Tooling mit Funktionsintegration |  
  • Werkzeugstahl 1.2709 |  
  • gefräst und teilweise poliert |  
  • Oberflächensichtprüfung und Vermessung der Kontur |  
  • Maschinenbau: Werkzeugbau |  
Konturnahe Kühlung Showcase

Konturnahe Kühlung im Werkzeug als Showcase

  • Sehen und verstehen. In Zusammenarbeit mit einem Engineering-Partner geht es hier um die Sichtbarmachung der integrierten Kühlkanäle im Spritzguss Formeinsatz durch Fertigung in transparentem Kunststoff. Mit den im SLM-Druck möglichen konturnahen Kühlkanälen wird die Genauigkeit am späteren Spritzgussteil sowie die Ausbringmenge durch die schnelle Abkühlung erhöht.
  • Rapid Tooling & Funktionsmuster |  
  • Werkzeugstahl 1.2709 |  
  • Messen der Boxmasse |  
  • Maschinenbau: Werkzeugbau |  
Spritzguss Formeinsatz mit konturnaher Kühlung und Beschichtung

Spritzguss Formeinsatz mit konturnaher Kühlung und Beschichtung

  • Die integrierten konturnahen Kühlkanäle im Formeinsatz verringern die Zykluszeit im Spritzguss bis zu 70% und führen durch die Temperierung zu geringerem Verzug und besserer Teilequalität. Durch verschiedene Beschichtungen erhöht sich die Standzeit der Toolings beim Einsatz abrasiver Kunststoffe (z.B. faserverstärkt) im Spritzguss.
  • Rapid Tooling mit Funktionsintegration |  
  • Werkzeugstahl 1.2709 |  
  • gefräst und teilweise poliert, verschiedene Beschichtungen |  
  • Oberflächensichtprüfung und Vermessung der Kontur |  
  • Maschinenbau: Werkzeugbau |  

Vielfalt. 6 Metalle.

Welche Vorteile muss das Material für Ihre Anwendung mitbringen? Zugfestigkeit, Bruchsicherheit, Temperaturbeständigkeit, Biegeflexibilität oder Leichtigkeit?

FKM hält für jeden Anspruch den passenden Werkstoff bereit. Vertrauen Sie auf unsere Erfahrung – gemeinsam finden wir den perfekten Werkstoff.

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Metalle

Unser umfassendes Portfolio an hochentwickelten Metallwerkstoffen hat sich in der täglichen Praxis bewährt. Die modernen Metallpulver sichern die gewünschten Produkteigenschaften und machen die Reproduktionen zuverlässig wiederholbar.

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