Fraunhofer IWU Verformte Kunststoffscheiben auf flexiblem Formwerkzeug herstellen

Bisher werden in der Produktion dreidimensional verformter Kunststoffscheiben die Werkzeugformen spanend erzeugt. Um finanzielle und personelle Aufwände in der Werkzeugherstellung zu reduzieren, wird nun ein formflexibles Werkzeugsystem entwickelt, das sich durch gute Umformergebnisse auszeichnen soll.

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Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH

Treston Deutschland GmbH

G+K Umformtechnik GmbH

Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU

Im Fahrzeugprototypenbau und vielen anderen Anwendungsfeldern werden transparente Scheiben eingesetzt. Aus Design- und Funktionsgründen müssen sie in ihrer Form sehr variabel sein. Bisher werden in der Produktion dreidimensional verformter Kunststoffscheiben die Werkzeugformen, wie in Bild 1 (siehe Bildergalerie) dargestellt, spanend erzeugt.

Herstellung der Formen bisher zeitaufwendig und teuer

Die Formen werden dabei zeit- und kostenintensiv aus Holz, Polyurethan oder Aluminium gefräst. Je nach Größe können dabei Kosten von bis zu 12.000 Euro alleine für die herzustellende Werkzeugform anfallen.

Die gewünschte Kontur der Scheibe entsteht, indem die Scheibe durch Überleg- oder Tiefziehverfahren im Werkzeug abgeformt wird. Nach dem Thermoformen einer Kunststoffscheibe auf der Form wird die Außenkontur oftmals direkt auf dem Formblock besäumt. Allerdings lässt sich dabei eine unerwünschte Beschädigung dieses Formblocks häufig nicht vermeiden. Dann ist es nötig, für eine neue Scheibe die Geometrie erneut zu überfräsen.

Der hohe Anteil an manueller Tätigkeit im Gesamtprozess und die nicht vorhandene Anpassbarkeit des PU-Schaum-Werkzeuges bei Formänderungen sowie die stark eingeschränkte Wiederverwendbarkeit der Formblöcke erschweren also die wirtschaftliche Herstellung der Kunststoffscheiben.

Formflexibles Werkzeugsystem soll bisherige Formblöcke ersetzen

Gemeinsam mit sechs Unternehmen entwickeln zwei Forschungseinrichtungen im Rahmen eines von der Bayerischen Forschungsstiftung geförderten Projekts ein neuartiges, automatisiertes, wiederverwendbares und formflexibles Werkzeugsystem, das die bisher verwendeten Formblöcke ersetzen kann. Das Werkzeugsystem soll sich durch gute Umformergebnisse und einen günstigen Anlagenpreis auszeichnen. Eine besondere Herausforderung liegt darin, ein hinreichend genaues Werkzeugsystem zu entwickeln, das aufgrund der Wiederverwendbarkeit und der angestrebten geringen Investitionskosten auch im Kleinserien- und Prototypenbereich wirtschaftlich einsetzbar ist.

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