Forschungs- & Entwicklungsprojekt

  01.09.2017      KOMOS Forschung & Entwicklung

Entwicklung eines Spritzgießverfahrens auf Basis des neuartigen Werkzeugkonzeptes für thermoplastische Kunststoffe mit Konturen und beweglichen Kernen sowie für Kunststoff/Metall-Verbundbauteile

Dieses Projekt wird gefördert durch:

Das vom Freistaat Thüringen geförderte Vorhaben wird durch Mittel der Europäischen Union im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) kofinanziert.

Förderkennzeichen: 2016 FE 9149
Projektlaufzeit: 01.05.2017 – 30.04.2020
Projektpartner: FKT Formenbau und Kunststofftechnik GmbH, Fraunhofer Institut für Keramische Technologien und Systeme, ifw – Günter-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung GmbH, KOMOS GmbH Komponenten Module Systeme, wilhelm plastic GmbH & Co. KG, Rauschert Heinersdorf-Pressig GmbH

Beschreibung des Vorhabens:
Ziel des Gesamtvorhabens (Verbundvorhabens-Nr.: 2016 VF 0047) ist die wirtschaftliche Werkzeugherstellung mit keramischen Formeinsätzen für den Kleinserienspritzguss von bis zu 10 000 Bauteilen und Sicherung der Serienqualität/-quantität bei zunehmend individualisierter Produktvielfalt.

Im Teilprojekt des IKTS, Institutsteil Hermsdorf werden zeit- und kostensparende Fertigungsverfahren auf der Basis ressourcenschonender Urformverfahhren wie Liquid Ceramic Manufacuring, Selective Laser Sintering, Schlickerguss und Warmprägen keramikähnlicher, plastisch verarbeitbarer Kompositsysteme für dünnwandige Formnesteinsätze aus Keramiken bzw. Kompositsysteme in Spritzgießwerkzeugen entwickelt. Außerdem soll durch Verwendung der plastisch verarbeitbaren Komposite auch ein Hinterfütterungskonzept für die Integration der Formnesteinsätze in ein Stammwerkzeug erarbeitet werden.

Im Teilprojekt des ifw Jena werden Integrationskonzepte für die durch die Partner neu zu entwickelnden Formeinsätze erarbeitet, die eine prozesssichere Einbringung in ein Stammwerkzeug ermöglichen. Außerdem müssen sehr dünnwandige keramische Formnester zunächst hinterfüttert werden, um Ihre Stabilität beim Einbringen in das Stammwerkzeug und im späteren Spritzgussprozess zu gewährleisten. Des Weiteren werden im Rahmen des Teilprojektes geeignete Konzepte entwickelt, die es ermöglichen, ein gefügtes Formnest nach seiner Nutzungsperiode wieder aus dem Stammwerkzeug zu entfernen, um dieses anderweitig nutzen zu können.

Im Teilprojekt von FKT Triptis werden Stammwerkzeuge und Integrationskonzepte für die keramischen Formnester, deren Hinterbau und weitere notwendige Werkzeugkomponenten wie Temperier-, Ausstoßer- und Angußsysteme entwickelt. Die Arbeiten umfassen auch die Fertigung von Testwerkzeugen für die Verarbeitung verschiedener Spritzgießmaterialien zu Testmustern in steigenden geometrischen Komplexitätsstufen bei den Projektpartnern und die Charakterisierung der Standzeiten und des Wartungsaufwandes dieser Werkzeuge.

Im Teilprojekt von KOMOS GmbH Komponenten Module Systeme werden formnestspezifische Spritzgießtechnologien für thermoplastische Kunststoffe mit Konturen und beweglichen Kernen sowie Kunststoff/Metall-Verbundbauteile entwickelt und Untersuchungen zur formnestspezifischen Oberflächenbeeinflussung (Beschichtungen, Antihaftmaßnahmen) durchgeführt. Außerdem sind Untersuchungen zur material- und bauteilgerechten Werkzeuggestaltung und zum seriennahen Spritzgießbetrieb anhand von in der Komplexität der Formgestalt abgestuften Prüf- und Demonstratorkörpern geplant.

Angestrebte Ergebnisse:

Aufbaukonzept für Spritzgießwerkzeuge mit keramischen Formeinsätzen für den Kleinserienspritzguss von bis zu 10 000 Bauteilen
Nachweis von Vorteilen der keramischen Formnester bei der Verarbeitung verschiedener Spritzgießmaterialien (technische Kunststoffe, Duromere, keramische Spritzgießmaterialien) in Bezug auf individuelle Bauteilanforderungen (Geometrie, Oberflächenqualität) und die erreichbaren Serienqualitäten/-quantitäten
Nachweis von Kostenvorteilen des Werkzeugkonzeptes mit keramischen Formnesteinsätzen durch die Nutzung material- und zeitsparender keramischer Urformtechnologien

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