Extrusion 8-2017

Vieles, was bei der Auslegung eines Extrusionswerkzeugs wünschenswert wäre, lässt sich mit den bekannten konventio- nellen Fertigungsverfahren nicht realisieren. Deshalb muss der Konstrukteur bei der Gestaltung eines Extrusionswerkzeugs genau darauf achten, dass sich das von ihm konzipierte Werk- zeug letztendlich auch fertigen lässt. Mit Hilfe des selektiven Laserschmelzens [SLM-Verfahren] („3D Druck von metallischen Werkstoffen“) besitzt der Konstrukteur nun bei der Gestaltung von Extrusionswerk- zeugen deutlich erweiterte Möglichkeiten. erheblich unter denen eines konventio- nell gefertigten Werkzeugs. • Bei der Herstellung wird deutlich we- niger Material und somit auch weniger Energie benötigt. • Lasergeschmolzene Werkzeuge sind kompakter und wiegen teilweise nur noch ein Bruchteil eines vergleichbaren konventionellen Werkzeugs. • Ein Werkzeug kann je nach Größe in- nerhalb weniger Tage gefertigt werden. • Mehrere Werkzeuge können gleich- zeitig parallel in einer Anlage gefertigt werden. • Es gibt viel weniger Einzelteile, womit der Reinigungs- und Wartungsaufwand erheblich reduziert ist. • Die Gefahr von Betriebsstörungen (zum Beispiel Leckagen) ist auf Grund der Möglichkeit Trennebenen zu vermei- den, deren Abdichtung kritisch ist, redu- ziert. Überzeugende Ergebnisse mit generativ gefertigten („3D gedruckten“) Extrusionswerkzeugen • Werkzeuge können viel schneller un- ter deutlich geringerem Einsatz von Ener- gie aufgeheizt werden. • Werkzeuge können beim Abschalten einer Anlage innerhalb extrem kurzer Zeiten abgekühlt werden. • Über spezielle Einbauten im Fließka- nal kann die Schmelze im Werkzeug in- tensiv gemischt (homogenisiert) werden. • Es lassen sich Verweilzeiten und ins- besondere auch das Verweilzeitspektrum der Schmelze im Werkzeug signifikant verringern. • Die Spülvorgänge bei Farb- und Mate- rialwechsel können erheblich beschleu- nigt werden. So werden die in der Regel relativ einfa- chen Stegdornhalterlösungen bei Rund- werkzeugen, die inzwischen auf Grund des negativen Einflusses der Stegdorn- halter in vielen Anwendungen durch D ies insbesondere, wenn er weiß, dass die rauhe Oberfläche, die beim Laserschmelzen zwangsläufig entsteht, bei Extrusionswerkzeugen – entgegen der Ansicht der meisten Experten – nicht störend ist. Im Gegenteil, Untersuchun- gen an einem Extrusionswerkzeug am IKV in Aachen haben ergeben, dass durch die rauen Oberflächen der Fließka- näle, die im SLM-Verfahren erzeugt wer- den, das Spülverhalten um 25 Prozent verkürzt wird. Auch bei eigenen Versuchen, die mit un- terschiedlichen im SLM-Verfahren herge- stellten Extrusionswerkzeugen durchge- führt wurden, bestätigte sich, dass die Rauheit der Fließkanaloberflächen völlig unkritisch ist. Es zeigte sich aber vor al- lem, dass derartige Extrusionswerkzeuge konventionellen Konstruktionen in vielen Belangen weit überlegen sind: • Die Fertigungskosten liegen teilweise 54 Extrusionswerkzeuge Extrusion 8/2017 Bild 1: Extrusionswerkzeuge (oben links und unten), die unter Nutzung der erweiterten Fertigungsmöglichkeiten, die das SLM-Verfahren bietet, gestaltet wurden und Querschnittmuster aus einem Farbwechselversuch (oben rechts) 3 separate Kühlkanäle hexagonales Wabensystem Hohldorn Düse mit Kipgelenk Dorn- endstück