Werkzeug- und Formenbau

Ob für die Serien- und Massenfertigung oder die Direktfertigung von Mikrobauteilen und mikrostrukturierten Bauteilen – das Fraunhofer IPK ist mit seinem Anwendungszentrum Mikroproduktionstechnik AMP als Forschungsdienstleister auf die unterschiedlichen Aufgaben im Werkzeug- und Formenbau bestens vorbereitet.

Unser Angebot

Das Leistungsspektrum reicht dabei von der Entwicklung technologischer Sonderlösungen über die Entwicklung von Produktionseinrichtungen bis zur Erstellung von Prozessketten. Dafür stehen uns sowie unseren Kunden und Partnern neben einem Ultrapräzisions-, einem Hochpräzisions-, einem Erodier- und einem Lasermaterialbearbeitungslabor auch eine Spritzgussmaschine sowie moderne Messtechnik zur Oberflächen- bzw. Maschinenbeurteilung zur Verfügung.

 

 

Industrielle Anwendungen

  • Simulation von Zerspan- und Spritzgussprozessen
  • Auslegung, Aufbau und Bemusterung von Zerspan- und Spritzgusswerkzeugen
  • Kosteneffiziente Fertigung von Prototypenwerkzeugen
  • Replikation von Kunststoffbauteilen mit besonderer Expertise im Bereich von mikrofluidischen, mikooptischen und biomedizinischen Anwendungen

Unsere Themen und Schwerpunkte

Mikrozerspanwerkzeuge

Die Prozesssicherheit beim Einsatz von Mikrowerkzeugen ist bislang noch nicht ausgereift und es besteht großes Potenzial zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit, indem Verschleiß und Werkzeugbruch vermindert werden. Am Fraunhofer IPK analysieren und optimieren wir die gesamte Prozesskette zur Herstellung von Mikrowerkzeugen, einschließlich der Geometriegenerierung, der schleifenden Herstellung und der Schneidkantenpräparation. Ein besonderer Fokus liegt auf Werkzeugen für replikative Verfahren, beispielsweise für das Fräsen von Elektroden für EDM-Verfahren, oder für die direkte Herstellung von Formeinsätzen, für die Mikrostrukturierung von Oberflächen sowie die Direktbearbeitung von Mikrobauteilen.

Mikrospritzgusswerkzeuge

Die Replikationsqualität bei der Fertigung von hochkomplexen Kunststoffartikeln wird in großem Maße durch das verwendete Spritzgusswerkzeug definiert. Wir sind auf die Herstellung geeigneter Werkzeuge, insbesondere im technologischen Grenzbereich spezialisiert und bieten unseren Kunden eine geschlossene Prozesskette für die Fertigung und Erprobung von Standard- und Mikrospritzgusswerkzeugen sowie für Formeinsätze mit optischer Funktionalität. Die Bemusterung bzw. Fertigung von Funktionsmustern kann im Anschluss auf einer breiten Palette von Spritzgussanlagen erfolgen und wird mit aktuellsten Ergebnissen aus Forschungs- und Entwicklungsprojekten unterstützt.

Technologien für die Mikroreplikation

Innovative Systeme mit mikrooptischer, mikofluidischer oder biomedizinischer Funktionalität können nur mithilfe ebenso innovativer Spritzgusswerkzeuge und -maschinen sowie Prozesstechnologien gefertigt werden. Unsere Spritzgusswerkzeuge sind mit generativ gefertigten Komponenten ausgestattet und gewährleisten zusammen mit speziellen Mikrospritzgussanlagen, einer werkzeugintegrierten Temperatur- und Drucksensorik sowie einem hochgenauen Temperiersystem einen variothermen Spritzprägeprozess. So ermöglichen wir die Replikation von Mikrooptiken mit minimierten Schwindungs-, Verzugs- und Doppelbrechungseigenschaften bei gleichzeitiger prozesssicher Abformung von diffraktiv-optischen Merkmalen im Submikrometerbereich.

Additive Fertigung

Neben den klassischen Verfahren wie Drehen, Fräsen, Bohren und Schleifen hält die additive Fertigung Einzug in den Werkzeug- und Formenbau. Sie spielt ihre Vorteile vor allem aus, wenn Werkzeuge mit konturnaher Kühlung oder als Leichtbauvariante gefragt sind. Wir entwickeln und optimieren generative Fertigungsverfahren für die individuelle Herstellung oder Kleinserienfertigung von Werkzeugen und Werkzeugkomponenten. Mit dem Selektiven Laserschmelzen (SLM), dem Selektiven Lasersintern (SLS) und dem 3D-Drucken bieten wir drei zukunftsträchtige Technologien an, mit denen ein breites Werkstoffspektrum von Kunststoffen bis hin zu metallischen Legierungen sicher verarbeitet werden kann.

Ausgewählte Referenzen

µForm

Für eine optimale EDM-Bearbeitung setzen wir additiv gefertigte Elektroden mit Innenspülung ein.

MikroKomp

Anwendern von Diamantwerkzeugen bieten wir eine technologische Lösung für die Erfassung und steuerungstechnische Kompensation verschleißbedingter geometrischer Fehler an Werkzeugschneiden.

AddiCut

Additive Fertigung eines optimierten Fräswerkzeuges