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Die Wissensdatenbank mit Begriffen rund um's Thema Kunststoff
In diesem kostenfreien Onlinenachschlagewerk finden Sie zahlreiche Begriffserklärungen zum Werkstoff Kunststoff. Diese sind gerade auch für Quereinsteiger eine kleine Starthilfe in die umfangreiche Welt der Kunststoffverarbeitung.
Rapid Tooling
Rapid Tooling (RT) bezeichnet einen Prozess in der Fertigungstechnik, bei dem Werkzeuge oder Formen schnell und oft kostengünstig hergestellt werden, meist durch den Einsatz von Technologien wie 3D-Druck oder CNC-Fräsen. Diese Werkzeuge werden verwendet, um Prototypen oder Kleinserien von Bauteilen zu produzieren. Rapid Tooling kann in zwei Hauptkategorien unterteilt werden: Direct Rapid Tooling und Indirect Rapid Tooling.
Direct Rapid Tooling:
Hierbei wird das Werkzeug direkt durch additive Fertigungstechnologien (z.B. 3D-Druck) hergestellt. Ein Beispiel wäre das direkte Drucken einer Spritzgussform.
Indirect Rapid Tooling:
Hierbei wird zunächst ein Modell oder eine Vorlage durch schnelle Prototyping-Methoden erstellt, das dann als Basis für die Herstellung des endgültigen Werkzeugs dient. Ein Beispiel wäre das Erstellen eines Urmodells durch 3D-Druck, welches dann für die Herstellung einer Gussform verwendet wird.
Weiterführende Links
Rapid Tooling im Spritzguss – geht das?
Innovatives Rapid Tooling am SKZ für Prototyping und Kleinserienfertigung im Spritzguss
Seit jeher wird wiederholt die Frage gestellt: „Kann die additive Fertigung (AF) den Spritzguss von Kunststoffbauteilen ersetzen?“ Die Antwort ist ein ganz klares Jein: statt den Spritzguss zu ersetzen, stellt die Additive Fertigung eine wertvolle Ergänzung zur herkömmlichen Spritzgusswerkzeugentwicklung dar.
Prototypenwerkzeug in wenigen Tagen
Denn die Vorteile des Spritzgusses als Fertigungsverfahren werden erst bei großen Stückzahlen deutlich: je größer die produzierte Menge, desto niedriger die Stückkosten. Doch was, wenn nur eine kleine Losgröße benötigt wird? Was, wenn der Kunde noch mitten in der Entwicklungsphase mit häufigen Iterationszyklen des Bauteils steckt, aber dennoch Muster aus Originalmaterial bzw. -prozess benötigt? Für jede Iteration ein eigenes Werkzeug zu fertigen bzw. zu ändern ist für viele Unternehmen ökonomisch nicht sinnvoll.
Additiv gefertigte, harzbasierte Werkzeugeinsätze können dabei einen entscheidenden Kosten- und Zeitvorteil mit sich bringen, insbesondere bei der Herstellung im eigenen Unternehmen: in wenigen Stunden ist ein Einsatzpaar für einen niedrigen vierstelligen Betrag hergestellt. Anschließend kann das Werkzeug nach einer thermischen Nachbehandlung im Spritzgießprozess verwendet werden. Zum Vergleich: die Preise für Metallwerkzeuge fangen häufig im fünfstelligen Bereich an.
Auf einen Blick: 5 gute Gründe für additiv gefertigte Spritzgusswerkzeugeinsätze
- Zeit: Stahl- oder Aluminiumwerkzeuge müssen zeitaufwendig an CNC-Maschinen bearbeitet und anschließend ggf. um die halbe Welt versandt werden. Ein AF-Werkzeugeinsatz kann innerhalb von 1-2 Tagen hergestellt und nachbearbeitet werden.
- Kosten: Insbesondere für Kleinserienfertigung oder Muster lohnt sich ein Aluminium- oder Stahl-werkzeug mit Fertigungskosten im fünfstelligen Bereich kaum. Bei niedrigen vierstelligen Fertigungskosten pro Werkzeugeinsatz können insbesondere KMU profitieren.
- Flexibilität: Dank der vergleichsweise geringen Kosten und der niedrigen Durchlaufzeit können Unternehmen schneller auf Kundenanforderungen reagieren und durch häufigere Iterationen die Produktqualität enorm steigern.
- Umweltaspekte: In AF entfällt die energieintensive spanende Fertigung des Werkzeugs sowie ggf. der lange Transportweg. AF-typisch sind die Materialabfälle ebenfalls geringer, da nur die Werkstoffmenge verbraucht wird, die für das Bauteil benötigt wird. All dies trägt zur Reduzierung des CO2-Ausstoßes und damit zum Umwelt- und Klimaschutz bei.
- Verwendung von Originalkunststoffen und -prozessen: Auch wenn beim Thema der Prototypenfertigung häufig zu direkten AF-Verfahren gegriffen wird, besteht häufig der Bedarf nach einem Prototypen aus Originalmaterial, welches eventuell nicht mittels AF verarbeitet werden kann. Außerdem wird oftmals der gleiche Verarbeitungsprozess für Muster und Serie gefordert. Mittels Spritzgussfertigung mit additiv gefertigten Werkzeugeinsätzen ist dies jedoch, abhängig von der Bauteilgeometrie und -material, von 10 bis zu etwa 500 Bauteilen problemlos möglich.
Sie haben Fragen zur Additiven Fertigung und insbesondere zu additiv gefertigten Werkzeugeinsätzen? Wir beraten Sie gerne.
Das am Kunststoff-Zentrum SKZ gegründete Center for Additive Production (CAP) unterstützt Unter-nehmen seit mehr als 13 Jahren im Bereich der AF. Das Angebot umfasst Dienstleistungen entlang der kompletten Wertschöpfungskette der AF – vom Reverse-Engineering und Bauteildesign über Materialherstellung bis hin zur Bauteilfertigung und -prüfung. Die Beratung über den Einsatz polymerbasierter AF runden das Leistungsangebot ab. Durch den großen Erfahrungsschatz im Bereich des Spritzgusses kann das SKZ des Weiteren nicht nur die Fertigung des Werkzeugeinsatzes übernehmen, sondern auch dessen Nachbehandlung, Qualitätsprüfung und Bemusterung im Spritzgießprozess anbieten: alles unter einem Dach.
Weitere Informationen zum Center for Additive Production
