Werkzeugbau und Formenbau

Lösungen und Technologien für den Werkzeugbau und Formenbau

 

Technologien

  • Spritzen und Gießen
  • Ultrapräzisionsbearbeitung
  • Neue Werkstoffe
 

Nachhaltigkeit und Qualitätssicherung

  • Digitale Zwillinge
  • Energieeffiziente Produktion
  • Überwachung von Anlagen und Prozessen
 

Strategische Unternehmensführung

  • Benchmarking
  • Digital-Assistenz für den Menschen 
  • Weiterbildungen

Gerne unterstützen wir Sie auch bei folgenden Aufgaben:

Unser Leistungsspektrum reicht von der Entwicklung technologischer Sonderlösungen über die Entwicklung und Optimierung von Produktionsanlagen bis hin zum Aufbau von Prozessketten.
 
  • Simulation von Zerspan- und Spritzgussprozessen
  • Auslegung, Aufbau und Bemusterung von Zerspan- und Spritzgusswerkzeugen
  • Kostengünstige Herstellung von Prototypenwerkzeugen
  • Replikation von Kunststoffkomponenten mit besonderer Expertise in mikrofluidischen, mikrooptischen und biomedizinischen Anwendungen

Herausforderungen im Werkzeug- und Formenbau

Profitieren Sie von unserem umfassenden Angebot an Services und Dienstleistungen für den Werkzeugbau, Formenbau sowie Vorrichtungsbau. In gemeinsamen FuE-Projekten entwickeln wir individuelle Lösungen für Ihre industriellen Anwendungen. Mit unserem technologischen Know-how und unseren branchenübergreifenden Erfahrungen helfen wir Ihnen, Herausforderungen lösungsorientiert zu meistern.

  1. Fachkräftemangel: Der Mangel an qualifizierten Fachkräften ist eine der drängendsten Herausforderungen in der Branche.
  2. Digitalisierung: Die Umstellung auf digitale Produktionsprozesse ermöglicht eine schnellere und flexiblere Produktion sowie die Möglichkeit, individuelle Kundenwünsche zu erfüllen. Unternehmen müssen in Technologien wie 3D-Druck, KI und IoT investieren, um wettbewerbsfähig zu bleiben.
  3. Nachhaltigkeit: Die Branche ist stark auf Rohstoffe und Energie angewiesen, was zu einem hohen CO2-Ausstoß und anderen Umweltbelastungen führt. Unternehmen müssen nachhaltigere Produktions- und Fertigungsprozesse einführen, in umweltfreundliche Technologien investieren und auf nachhaltigere Materialien umstellen.
  4. Internationaler Wettbewerb: Unternehmen müssen sich stärker auf innovative Produkte und eine hohe Effizienz fokussieren, um im Wettbewerb zu bestehen.

Unsere Themen und Schwerpunkte

Das Fraunhofer IPK ist mit seinem Anwendungszentrum Mikroproduktionstechnik AMP als Forschungsdienstleister bestens auf die unterschiedlichen Aufgaben im Werkzeug- und Formenbau vorbereitet. 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.

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.