Der technologische Wandel ist ein sehr dynamisches Muster im Werkzeugbau. Mitte 2012 lieferte W. Faßnacht Werkzeug- und Formenbau, Bobingen, seinen 1.000 generativ gefertigten Werkzeugeinsatz zur konturnahen Kühlung aus. Damit hat sich das LaserCUSING-Verfahren binnen fünf Jahren zu einem wichtigen Faktor in Bobingen entwickelt – und das in einer Branche, die traditionell in Formen, Drehen, Sägen, Fräsen und Erodieren denkt. Die zunehmende Bedeutung des Laserschmelzens mit Metallen hat Gründe im modernen Werkzeugbau.
Mit LaserCUSING können Kühlkanäle sehr nahe unter der Formkontur angesetzt werden. Komplexe Teile mit unterschiedlichen Wandstärken, bei Verrippungen und Stegen, können so „nahe am Geschehen“ gekühlt werden. Bereits 2008 investierte Faßnacht in LaserCUSING-Anlagen von Concept Laser aus Lichtenfels. Konturnahe Kühlungen liegen im Trend. Was vor Jahren noch, in Bezug auf das Fließverhalten, als nicht prozessfähig galt, wird heute einfach gemacht. Neben der Reduktion der Zykluszeit kann durch die Kühlung auch der Verzug im Teil abgesenkt werden.
Konturnahe Kühlung: Konstruktion und Querschnitte
Die Querschnitte der Kühlkanäle liegen bei >5 mm und sind nach Aussage von Wolfgang Faßnacht absolut prozesssicher. Dadurch besteht die Möglichkeit, diese bis zu 2–3 mm unter der Formkontur anzusetzen, um optimal zu kühlen. Auch das Gegenteil, das Temperieren, kann über solche Kanäle erfolgen. Dies geschieht beispielsweise bei Teilen mit Hochglanzoptik (high glossy-Effekte). Bestimmte Werkzeuge haben sogar beide Aufgaben in getrennten Kreisläufen: Oberflächen mit Hochglanzoptik, die temperiert werden und an der Innenkontur Verrippungen, die gekühlt werden, um Verzug zu verhindern. Bei den bislang bei Faßnacht produzierten Werkzeugen mit dieser Kühltechnik waren Reduzierungen der Zykluszeit bei Serienwerkzeugen bis zu 40 % möglich. Das bedeutet einen enormen Vorteil zur Wertschöpfung für den Produktionsbetrieb.
Thema Kosten und Geschwindigkeit im Werkzeugbau
Die kurzen Entwicklungszeiten moderner Werkzeuge sorgen für enormen Zeitdruck bei Produktentwicklern, Werkzeugbauern und Verarbeitern. Das Laserschmelzen erlaubt es, Pulverwerkstoffe aus Originalmaterial, Schicht für Schicht aufzuschmelzen. Dabei werden heute Härtegrade bis zu 52HRC, abhängig vom Werkstoff, erreicht. Vor allem bei der Herstellung des Werkzeugeinsatzes werden bei konventioneller Technik Personalkosten fällig, da der Dreh- und Fräsprozess kontinuierlich überwacht werden muss. Anders beim Laserschmelzen von Metallen: Mit dem generativen Metall-Laserschmelzverfahren spart der Werkzeugbauer Zeit in Konstruktion und Fertigungsphase und außerdem fließen mögliche Änderungswünsche leichter ein. Die LaserCUSING-Anlage von Concept Laser kann nach Wahl der Parameter 24 Stunden pro Tag mannlos betrieben werden. Auch bei Teilen in „Hybrid-Technik“ spart der Werkzeugbauer Zeit und Kosten. Auf einen vorgefertigten Grundkörper, mit vorgebohrtem Zu- und Ablauf der Kühlung, kann die formgebende Restgeometrie inklusive der restlichen Kühlkanalauslegung mittels LaserCUSING „aufgeschweißt“ werden. Diese Vorgehensweise hat sich bei einer Mischbauweise in vielen Fällen als schnellste und wirtschaftlichste Methode erwiesen. Generell gilt, dass generative Technik schneller zum Ergebnis führt – und überwiegend günstiger ist.
Einsätze für runde Teile
Nach den Erfahrungen bei Faßnacht sind gerade runde Teile sehr geeignet für Einsätze auf der Basis des Laserschmelzens. Runde Werkzeugeinsätze können mit dem LaserCUSING-Verfahren wesentlich kostengünstiger hergestellt werden. Denn durch Integration einer konturnahen Kühlung entfallen Einstiche und Nuten für O-Ringe. Die Konstruktion des Einsatzes fällt somit einfacher aus. Folglich reduzieren sich der Konstruktions-, Fertigungs- und Nacharbeitsaufwand und somit auch die Kosten. Klassische Methoden, vom Beschaffen einer Stahlstange aus dem Lager bis hin zum Härten, sind aufwendiger und teurer zu fertigen, als mit LaserCUSING. Bei Faßnacht hat das „generative Denken“ mittels Laser einen hohen Stellenwert in Konstruktion und Werkzeugbau.
Teilekosten senken
Der Trend zur konturnahen Kühlung hat zahlreiche Gründe: Technische, aber auch ökonomische: „Werkzeuge sollen in der Fertigung bei den Stückkosten Geld verdienen und dies gilt umso mehr bei hohen Stückzahlen“, sagt Wolfgang Faßnacht. Prozesssichere Werkzeuge, die die Physik überlisten und Zykluszeiten reduzieren helfen, verbessern die Wertschöpfung in der Produktion. Der 1.000 Werkzeugeinsatz zur konturnahen Kühlung von Faßnacht zeigt den Erfolg dieser Strategie von Werkzeugeinkäufern und Fertigungsspezialisten. Es zählt wie immer, was unten, also unter dem Strich heraus kommt.
Vorteile des Laserschmelzens im Werkzeugbau
1. Optimierung der Herstellkosten
2. Zeitersparnis bei Konstruktion und Werkzeugbau
3. Optische Güte
4. Zykluszeitreduktion (bei konturnaher Kühlung)
5. Mannlose Fertigung und Kosteneinsparungen
6. Differenzierte Entwicklungsmöglichkeiten
7. verbesserte Anpassungsmöglichkeiten
8. geringere Änderungskosten
9. Prototypen- und Musterbau
Getriebeteil als Einlegeteil (Metall+ABS): Die komplexe Geometrie entsteht durch lasergeschmolzene
Werkzeugeinsätze zur konturnaher Kühlung, um Zykluszeit und Verzug zu senken - Bild: Concept Laser GmbH
   
3D-Darstellungen der Einsätze im Werkzeug des Getriebeteils mit konturnaher Kühlung zur
Zykluszeitverbesserung (hier Auswerferseite) - Bild: Concept Laser GmbH
Zeitnahe Produktion „on demand“: LaserCUSING-Anlage M1 bei Faßnacht Investitionen rechnen
sich - Bild: Concept Laser GmbH
Wolfgang Faßnacht vor dem neues Erodierzentrum genios von Zimmer&Kreim - Bild: Concept Laser GmbH
Breites Produktspektrum: Wolfgang Faßnacht erläutert, wie unterschiedlich Stege heute am Teil
ausgeführt werden - Bild: Concept Laser GmbH
Wolfgang Faßnacht: „Wir sind zunehmend gut beraten, genau zu erklären, was eigentlich „Made
in Germany“ bei Werkzeugen für den Verarbeiter in Performance und Euros bedeuten. Die
konturnahe Kühlung ist eine Möglichkeit für High-Tech im Werkzeug.“ - Bild: Concept Laser GmbH
Hintergrund:
In wenigen Jahren seit Gründung 1990 hat sich das schwäbische Unternehmen Faßnacht zu einem Formenbau entwickelt, der, bei mittelständischer Größenordnung, über Süddeutschland hinaus bekannt geworden ist. Und das aus gutem Grund:
Sechsmal nahm das Unternehmen bisher am deutschlandweit ausgetragenen Wettbewerb "Excellence in Production" teil. Lohn der Mühe war 2004 der 2. Platz, sowie ein Jahr später der 1. Platz in der Kategorie: „Externer Werkzeugbau unter 100 Mitarbeiter". 2007 durften die Bobinger sogar als Gesamtsieger ganz oben auf dem Treppchen stehen. Im Jahr 2009 erreichte Faßnacht trotz Wirtschaftskrise erneut einen hervorragenden 2. Platz, 2010 konnte das Unternehmen neben dem 20-jährigen Firmenjubiläum wieder den 1. Platz in einem sehr starken Teilnehmerfeld feiern. 2012, gewann Faßnacht den 1. Platz als „Werkzeugbau des Jahres 2012“ in der Kategorie „Externer Werkzeugbau unter 50 Mitarbeitern“.
Typisch für derart solide Unternehmen ist auch der Werdegang. Als 25-jähriger Werkzeugmachermeister hat Wolfgang Faßnacht klein angefangen. Aus einer Hinterhofwerkstatt erfolgte bereits ein Jahr später der Umzug in einen angemieteten Neubau in Königsbrunn. Das Unternehmen wuchs stetig und ist heute in der Lage, mit einer gestandenen Mannschaft von 20 Mitarbeitern, Lösungen für alle Anforderungen des Formenbaus zur Herstellung von spritzgegossenen Produkten zu entwickeln.
Da sich "Made by Faßnacht" herumgesprochen hat, kommen die Auftraggeber aus den unterschiedlichsten Bereichen nach Bobingen: Aus der Automobil- und Medizinbranche, aus der Verpackungs- und Haushaltstechnik, sowie aus dem Bau- und Elektrobereich.
Faßnacht steht für hochkomplexe Spritzgießformen, wie z.B. Mehrkomponenten- und Dünnwandtechnik sowie Folienhinterspritzungen. Ein durchgehend hoher Qualitätsanspruch und die absolute Flexibilität bei Kundenanforderungen begründen den Ruf als schneller und kompetenter Lieferant von Werkzeugen. Zuverlässigkeit und klare Absprachen prägen die Kundenbeziehung des Unternehmens.
Die Themen Hybridbauweise und konturnahe Kühlung mit Werkzeugeinsätzen sind seit 2008 ein innovatives Thema in Bobingen. Das Laserschmelzen von Metallen (LaserCUSING) ermöglicht es, Einzel- und Serienbauteile oder Kühlgeometrien in Hybridbauweise schnell und kostenvorteilig zu fertigen.
Faßnacht ist Mitglied im VDWF (Verband deutscher Werkzeug- und Formenbauer).
Faßnacht - Werkzeugbau des Jahres 2012
In der Kategorie „Externer Werkzeugbau unter 50 Mitarbeitern“ erzielte W. Faßnacht Werkzeug- und Formenbau im Jahr 2012 einen 1. Platz. Die Jury begründete dies mit „Besonderheiten“ wie folgt:
• Eines der kleinsten Unternehmen im Wettbewerb.
• Struktur ähnlich großer Unternehmen, jedoch erheblich schlanker, flexibler und effektiver.
• Fertigungstechnologien ebenfalls wie große Formenbauer oder besser, jedoch durchgängig im Unternehmen integriert, daher erheblich stärkeres Innovationsverhalten der Mitarbeiter.
• Unterschiedlichstes Teile- und Kundenspektrum mit entsprechendem Innovations- und Technologietransfer.
• Keine Kunden- oder Branchenabhängigkeit.
• Keine Engpässe durch starke Rotation und Schulung der Mitarbeiter.
• Kurze Wege, dadurch schnelle Absprache und somit Zeit- und Kostenvorteile.
• Schnelle Entscheidungen.
• Persönliche Kontakte zu Kunden und Lieferanten, teilweise bis zu den Maschinenbedienern
Kontakt:
Wolfgang Faßnacht Werkzeug- und Formenbau
Boschstraße 12A
D-86399 Bobingen
w.fassnacht@t-online.de
Concept Laser GmbH
An der Zeil 8
D-96215 Lichtenfels
Deutschland
www.concept-laser.de
Concept Laser auf der Euromold 2012: Halle 11 Stand D88 |
