nach oben
Meine Merkliste
Ihre Merklisteneinträge speichern
Wenn Sie weitere Inhalte zu Ihrer Merkliste hinzufügen möchten, melden Sie sich bitte an. Wenn Sie noch kein Benutzerkonto haben, registrieren Sie sich bitte im Hanser Kundencenter.

» Sie haben schon ein Benutzerkonto? Melden Sie sich bitte hier an.
» Noch kein Benutzerkonto? Registrieren Sie sich bitte hier.
Ihre Merklisten
Wenn Sie Ihre Merklisten bei Ihrem nächsten Besuch wieder verwenden möchten, melden Sie sich bitte an oder registrieren Sie sich im Hanser Kundencenter.
» Sie haben schon ein Benutzerkonto? Melden Sie sich bitte hier an.
» Noch kein Benutzerkonto? Registrieren Sie sich bitte hier.

« Zurück

Ihre Vorteile im Überblick

  • Ein Login für alle Hanser Fachportale
  • Individuelle Startseite und damit schneller Zugriff auf bevorzugte Inhalte
  • Exklusiver Zugriff auf ausgewählte Inhalte
  • Persönliche Merklisten über alle Hanser Fachportale
  • Zentrale Verwaltung Ihrer persönlichen Daten und Newsletter-Abonnements

Jetzt registrieren
Merken Gemerkt
29.05.2017

Spritzgießwerkzeuge auf Fertigmaß fräsen

Präzisionswerkzeuge von MMC Hitachi Tool bei Formconsult

Lichtoptiken aus Kunststoff stellen besonders hohe Ansprüche an die Werkzeugoberfläche. Die Firma Formconsult aus dem thüringischen Schmalkalden hat gemeinsam mit MMC Hitachi Tool Bearbeitungsstrategien entwickelt, die zeigen, dass sich auch sehr kleine und anspruchsvolle Konturen wirtschaftlich bis auf Fertigmaß fräsen lassen. Die Finishbearbeitung übernimmt ein 0,5-mm-Kugelfräser, das Ergebnis ist eine Top-Oberfläche in Polierqualität.

Gespritzte Lichtoptik für ein Bremslicht: Vor dem Serienstart wird im Labor die Lichtgeometrie vermessen, die u.a. für die Streuung verantwortlich ist. © Theo Drechsel

Formconsult betrachtet die enge Zusammenarbeit mit Technologiepartnern als sehr wichtig für den Projekterfolg. So auch bei Fräswerkzeugen. Seit etwa sieben Jahren kommen bei Formconsult superpräzise VHM-Werkzeuge (Vollhartmetall) sowie Wendeplattenfräser von MMC Hitachi Tool zum Einsatz. Das Know-how des japanischen Herstellers trug auch im Fall des 2K-Werkzeugs zum Spritzen einer komplexen Lichtoptik entscheidend zum Projekterfolg bei. Dabei stellte sich die Frage, wie man mit einem bereits gebauten und recht gut funktionierenden Werkzeug noch bessere Ergebnisse erzielen kann? Schließlich übernehmen Kunststoffteile immer raffiniertere optische Aufgaben, befeuert durch LEDs und andere Hightech-Lichtquellen. Damit steigen auch die Anforderungen an die Oberflächen rapide an.

Warum beim Facettenschliff das Fräsen dem Polieren überlegen ist

„Dies bedeutet, dass wir bei den Einsätzen oder den Schiebern ständig auf der Suche nach neuen Werkstoffen sind, ebenso nach neuen Möglichkeiten beim Fräsen. Wie im aktuellen Fall für ein drittes, mittig angeordnetes Bremslicht, geht es fast immer darum, die über das Werkzeug im Kunststoff abgebildeten optischen Eigenschaften ausschließlich durch Fräsen herzustellen“, erläutert Jürgen Vierling, Prokurist und Leiter der Werkzeugfertigung bei Formconsult. „Und zwar mit einer hervorragenden Oberfläche, möglichst in Polierqualität. Denn diese ist entscheidend für den Glanz des Kunststoffs und damit für die optische Wirkung.“ Die Herausforderung ist dabei, dass die Lichtoptik in diesem Fall aus über hundert nur wenige Millimeter großen, unterschiedlich geformten Facetten besteht. Klassisches Polieren würde hier zu einer Geometrieverfälschung führen, da man dann keine scharfen Kanten mehr hat, sondern kleine Radien, was sich negativ auf die Lichtbrechung und damit auf die Streuung auswirkt. Darum wollte man in Schmalkalden vor etwa einem halben Jahr durch Testreihen recherchieren, wie sich noch bessere Oberflächenqualitäten durch Fräsen herstellen lassen.

Die komplexen Werkzeuge von Formconsult kommen zu rund 60 % im Automotivbereich zum Einsatz. © Theo Drechsel

Ein 0,5-mm-Kugelfräser und konstanter Vorschub für den letzten Schliff

Im Rahmen eines Benchmarks wurden verschiedene Werkstoffe, unter anderem der hochzähe Warmarbeitsstahl Böhler W400 VMR (1.2343) und der speziell für abrasive Kunststoffe ausgelegte, pulvermetallurgische Formenstahl Elmax getestet. Auf zwei Maschinen wurden zahlreiche Tests mit allen möglichen Fräsertypen diverser Hersteller und unterschiedlichen Schnittwerten gefahren.

Bei Elmax handelt es sich um einen Chrom-Molybdän-Vanadium-legierten Spezialstahl, der – trotz hoher Korrosionsbeständigkeit – äußerst verschleißfest ist. Bei den ersten Versuchen, diesen 58 HRC harten Formenstahl zu fräsen, kam es allerdings immer wieder zu Werkzeugproblemen, die hauptsächlich auf die extrem schnell verschleißenden Schneiden zurückzuführen waren. Auch mit der erzielten Oberflächenqualität war man in Schmalkalden nicht ganz zufrieden. In enger Zusammenarbeit mit MMC Hitachi Tool wurde schließlich eine Lösung gefunden, die alle überzeugte.

Bei der Finishbearbeitung fiel die Entscheidung auf den extrem kurzen, PN-beschichteten MMC Hitachi Tool-Kugelfräser (EPHPB-2005-1-PN) mit 0,5 mm Durchmesser (Radiustoleranz +/- 0,003 mm). Als wichtig für die Oberflächenqualität stellte sich heraus, dass sich die Schnittwerte im mittleren Bereich bewegen und die Maschine konstant denselben Vorschub fährt. Eine Vorschubgeschwindigkeit (vf) von 350 mm/min kristallisierte sich als optimal heraus.

30 Stunden fräsen mit ein- und demselben Werkzeug

Für die Finishbearbeitung eines ganzen Feldes wurden 95 min benötigt. Besonders stolz waren sowohl Formconsult wie auch MMC Hitachi Tool darauf, dass der Kugelfräser ganze 30 Stunden durchgehalten hat. „Wichtig ist uns, dass wir hinsichtlich Prozesssicherheit und Werkzeugstandzeit ebenfalls ein kräftiges Stück vorangekommen sind. Die Oberfläche, die wir ausschließlich durch Fräsen erreicht haben, fällt innerhalb der Politurabstufungen unter Seidenglanzpolitur“, zieht Jürgen Vierling ein positives Fazit. „Wir können unseren Kunden jetzt ein noch hochwertigeres Werkzeug liefern. Ohne den exzellenten Support von MMC Hitachi Tool wäre dies allerdings kaum umzusetzen gewesen.“

Der bei Formconsult viel genutzte Planfräser ASPVM von MMC Hitachi Tool minimiert die Schleifarbeiten. © Theo Drechsel

Zu bedenken ist bei all diesen Überlegungen, dass die Auswahl und Qualität des Fräswerkzeugs sowie die Definition der Bearbeitungswertesind zwar extrem wichtig sind, aber nicht die allein bestimmenden Faktoren. Für das Bearbeitungsergebnis ist das Gesamtsystem entscheidend. Also das optimale Zusammenwirken von Maschinenkinematik, Spindel, Spannmittel, Werkzeug und Frässtrategie.

Unternehmensinformation

Formconsult Werkzeugbau GmbH

An der Asbacher Straße 36
DE 98574 Schmalkalden
Tel.: 03683 7928-0

MMC Hitachi Tool Engineering Europe GmbH

Itterpark 12
DE 40724 Hilden
Tel.: 02103 2482-0
Fax: 02103 2482-30

Diese Beiträge könnten Sie auch interessieren
Warum es sich lohnt, nach Hannover zu fahren.

Zusammenfassung der Redaktion mit vielen Bildern, Produktneuheiten und Messe-Infos


Zum EMO-Special

Einstieg in den Werkzeug- und Formenbau 4.0

Zum Special

Newsletter

Sie wollen immer top-aktuell informiert sein? Dann abonnieren Sie jetzt den kostenlosen Newsletter!

© masterzphotofo - Fotolia

Hier kostenlos anmelden

Beispiel-Newsletter ansehen

Favoriten der Leser
Jobbörse für Fachkräfte

Täglich die neuesten Stellenangebote für Formenbauer und Werkzeugmacher aus ganz Deutschland


Zu den Stellenangeboten