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07.09.2017

Rapid Tooling für Spritzgießwerkzeuge

Das Kompetenzcenter für Prototypenwerkzeuge bei der Payer Group setzt auf Meusburger-Wechselformen

Payer International aus Reiteregg Nähe Graz ist Experte in Sachen Haarentfernungsgeräte. Neben der Produktion entsteht viel Know-how während der Produktentwicklung und im (Prototypen-)Werkzeugbau. Die Form+Werkzeug Redaktion war zu Besuch im Kompentenzcenter Rapid Tooling.

  • Werkzeugeinsatz: für ein Teil des Nuki Smart Lock. Über Nacht gedruckt, in eine Wechselform montiert und bereit, am nächsten Tag erste Muster zu liefern. (© Hanser/Schröder)

    Werkzeugeinsatz: für ein Teil des Nuki Smart Lock. Über Nacht gedruckt, in eine Wechselform montiert und bereit, am nächsten Tag erste Muster zu liefern. (© Hanser/Schröder)

  • Aus ungehärtetem Stahl: Prototypenwerkzeuge für Stückzahlen bis 50 000 werden bei Payer aus ungehärtetem Stahl (44 HRC) gefertigt. (© Hanser/Schröder)

    Aus ungehärtetem Stahl: Prototypenwerkzeuge für Stückzahlen bis 50 000 werden bei Payer aus ungehärtetem Stahl (44 HRC) gefertigt. (© Hanser/Schröder)

  • Rapid-Tooling-Team: Reinhard Löcker von Meusburger (links) gemeinsam mit René Zengerer (Mitte) und Manfred Meisenbichler von Payer vor einer Meusburger-Wechselform. Sie ist in sieben verschiedenen Größen erhältlich. (© Hanser/Schröder)

    Rapid-Tooling-Team: Reinhard Löcker von Meusburger (links) gemeinsam mit René Zengerer (Mitte) und Manfred Meisenbichler von Payer vor einer Meusburger-Wechselform. Sie ist in sieben verschiedenen Größen erhältlich. (© Hanser/Schröder)

  • Elegantes Design: Der Nuki Smart Lock mit motorisierter Steuerung lässt sich übers Smartphone steuern. (© Hanser/Schröder)

    Elegantes Design: Der Nuki Smart Lock mit motorisierter Steuerung lässt sich übers Smartphone steuern. (© Hanser/Schröder)

  • Das Innenleben: des Smart Locks besteht aus 20 Kunststoffteilen. Für jedes wurde ein Rapid-Werkzeug gebaut. (© Hanser/Schröder)

    Das Innenleben: des Smart Locks besteht aus 20 Kunststoffteilen. Für jedes wurde ein Rapid-Werkzeug gebaut. (© Hanser/Schröder)

  • Interviewpartnerin Eva Kornschober von Payer mit Redakteurin Susanne Schröder vor dem Stammsitz von Payer in der Steiermark. Bild: Meusburger

    Interviewpartnerin Eva Kornschober von Payer mit Redakteurin Susanne Schröder vor dem Stammsitz von Payer in der Steiermark. Bild: Meusburger

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Der Name Payer International Technologies GmbH ist nicht unbedingt jedem ein Begriff. Das liegt daran, dass Payer für namhafte Hersteller produziert – und die Produkte unter deren Markennamen verkauft werden. Man kann fast sicher sein, dass die ersten Namen, die einem zum Thema elektrische Rasierapparate einfallen, von den Österreichern produziert werden.

Payer ist ein internationales Unternehmen mit drei Standorten weltweit. Teile der Produktion sind nach China verlagert, allein 500 Mitarbeiter sind im ungarischen Standort Ajka beschäftigt, in dem auch der Werkzeugbau untergebracht ist. Am Stammsitz in Reiteregg ist die Verwaltung der Gruppe untergebracht, einschließlich des 2015 neu gegründeten Kompetenzcenters Rapid Tooling.

2015: Gründung des Kompetenzcenters Rapid Tooling

Vater des Ganzen war René Zengerer, als Senior Manager Business Creation & Innovation bei Payer tätig. Man könnte auch sagen, Zengerer ist der ‚Daniel Düsentrieb‘ in Reiteregg. Er war derjenige, der die Beschaffung eines 3D-Druckers vorantrieb. Schon seit einigen Jahren werden Prototypen mithilfe eines Objet 260 Connex3 hergestellt. Zum Beispiel die Gehäuse von Rasierapparaten. Das reichte dem Team in Reiteregg aber noch nicht.

„Wir haben mit einer Marktstudie begonnen und uns die Frage gestellt, wo wir uns hinentwickeln wollen“, erinnert sich Zengerer. Im Bereich von einem bis 50 Stück gab es günstige Herstellverfahren, u. a. im Vakuumguss. „Der große Gap lag im Bereich zwischen 50 und 1000 Stück. In diesem Bereich erzielt man mit klassischem Werkzeugbau sehr hohe Werkzeugpreise. Diese Lücke wollten wir mit einem Rapid-Tooling-Verfahren schließen.“

Trial and Error: selber bauen oder zukaufen?

Im ersten Schritt vergab man Aufträge nach außen. Doch die Lieferzeiten dauerten viel zulange. Dann ging man dazu über, die Formeinsätze im eigenen 3D-Drucker zu printen. Diese wurden in selbst gebaute Werkzeugbaukästen montiert. Auch mit dieser Lösung war man nicht wirklich glücklich.

An dieser Stelle kam Reinhard Löcker ins Spiel. Der gelernte Werkzeugmacher betreut Payer als Außendienst-Mitarbeiter von Meusburger seit mittlerweile acht Jahren. „Ich empfahl den Einsatz unserer Wechselformen. Durch die abgestimmten Positionierkeile können die Einsätze sehr schnell und einfach – sogar auf der Spritzgussmaschine – gewechselt werden. Das Auswerferpaket ist mit dem Einsatz verbunden.“ So wurden die ersten Wechselformen von Meusburger getestet. „Der große Vorteil der Meusburger-Rahmen: Wir können sie auf allen Spritzgießmaschinen einsetzen. Damit sind wir sehr flexibel“, freut sich Zengerer. „Es gibt Systeme anderer Hersteller, bei denen die Wechselformen auf die Maschine adaptiert werden müssen. Wir wissen aber oft nicht, welche Maschine aus unserer Spritzerei wir nutzen können. Die Rapid-Tooling-Aufträge werden auf alle Maschinen verteilt, um freie Kapazitäten gut nutzen zu können.“

Bestellwesen? Vertrauenssache!

In der Lieferzeit konnte Meusburger ebenfalls punkten. In der Regel gilt: ‚heute bestellt, morgen geliefert‘. Payer bezieht eine große Produktpalette von Meusburger: von Normalien über den Werkstattbedarf bis hin zu Fräswerkzeugen. Der Bestellprozess wurde stark vereinfacht. „Bei uns bestellt jeder Mitarbeiter selber am PC, was er braucht. Jeder Werkzeugmacher, jeder Konstrukteur verantwortet seinen eigenen Bereich“, so Zengerer. „Man kann Werkzeuge nicht schnell bauen, wenn jeder Auswerfer bei drei Firmen angefragt wird.“

Erste Tests mit 3D-gedruckten Werkzeugeinsätzen

Heute bieten die Österreicher ein mehrstufiges Rapid-Tooling-Programm an:Die erste Stufe sind Spritzgießwerkzeuge mit 3D-gedruckten Werkzeugeinsätzen. „Man könnte sagen, das ist die Quick-&-dirty-Variante“, so Zengerer. „Hauptsache, es geht schnell: Der Kunde erhält innerhalb von wenigen Tagen werkzeugfallende Teile. Das sind Teile produziert aus dem Originalmaterial, die bereits funktionsfähig sind und die man schon für einen Verbauversuch heranziehen kann.“ Zuerst schickt der Kunde seine CAD-Daten, die für den 3D-Druck aufbereitet werden. In der Regel werden die Werkzeugeinsätze über Nacht gedruckt. Die Bauzeit beträgt zwischen fünf und zwölf Stunden, verwendet wird ein photopolymerisierender Kunststoff. Der Wechselrahmen ist das Teil am Werkzeug, das nicht ‚quick & dirty‘ ist: Er ist aus nicht gehärtetem, aber vergütetem Stahl 1.1730 oder 1.23112 und dafür ausgelegt, lange zu halten. Schließlich wird er immer wieder mit anderen Einsätzen wiederverwendet.

Mehrstufiges Tooling-Programm

Wenn der Test positiv verläuft, werden die Prototypenwerkzeuge der nächsten Klasse gefertigt. Sie werden je nach Kundenanforderungen aus ungehärtetem, nitriertem oder gehärtetem Stahl gefertigt und sind in drei Qualitätsklassen unterteilt:

  • Stufe 1: Bei diesen Werkzeugen wird mit Handeinlegern anstatt mit Schiebern gearbeitet. Zykluszeiten spielen in dieser Phase keine Rolle, es wird aber schon mit dem Originalkunststoff gearbeitet. Hierbei handelt es sich um echte Prototypen. Es gibt keine im Preis inkludierten Abstimmungsschleifen bzw. Anpassungen.
  • Stufe 2: Hier sind Abstimmungsschleifen bzw. Werkzeugoptimierungen in den Kosten enthalten. Die Teile werden zeichnungskonform produziert. Der Kunde bekommt zusammen mit den Teilen auch ein Messprotokoll von einem Teil.
  • Stufe 3: die Premium-Kleinserienwerkzeuge inklusive Qualitätsvereinbarung. Mit ihnen lassen sich Stückzahlen bis 50 000 realisieren. Sie sind oft schon als Heißkanalwerkzeuge ausgelegt. Auch 2K-Werkzeuge oder Einlegeteile sind möglich.

Was allen drei Stahlwerkzeug-Klassen gemein ist: Hier werden auch die formgebenden Einsätze von Meusburger geliefert. Sie werden auf Fertigmaß inklusive Anschraubbohrungen geliefert und sind in 1.2311, 1.2714HH und in Aluminium 3.4365 lieferbar. Auch Einsätze mit Aufmaß für gehärtete Formen sind lieferbar. Die Wechselformen bieten eine hohen Gestaltungsspielraum: Sie lassen sich vom einfachen Kaltkanal bis zum 3-Platten-Werkzeug oder auch für Heißkanalwerkzeuge einsetzen. Der Werkzeugmacher kann sich damit auf seine Kernkompetenz beschränken, nämlich die Kavitäten zu formen.

Meusburger auf der Fakuma: Halle A2, Stand 2313

Weiterführende Information
  • Spritzgießformenbau

    In unserem Online-Special geht es um die Werkzeugart, von der weltweit am meisten hergestellt wird: Spritzgießformen. Und egal, ob man eine Fakuma besucht oder vor Ort recherchiert: Es ist unglaublich, was in so einem Spritzgießwerkzeug alles drin stecken kann. Die spannendsten Geschichten finden Sie hier: von Funktionsintegration, Intelligenz und Rapid Tooling-Konzepten   mehr

Unternehmensinformation

Meusburger Georg GmbH & Co. KG

Kesselstr. 42
AT 6960 WOLFURT
Tel.: +43 5574 6706-0
Fax: +43 5574 6706-11

Payer International Technologies GmbH

Reiteregg 6
AT 8151 ST. BARTHOLOMÄ
Tel.: +43 03123 2881
Fax: +43 03123 2881-11

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