KUNSTSTOFF XTRA
Additive Fertigung
Werkzeug für eine Thermoformmaschine
Hoch hinaus mit dem SKZ
Das Projekt wurde gemeinsam mit dem SKZ und der Firma Headmade Materials durchgeführt. Laut Richtlinien der Schule mussten Maschinenbauteile konstruiert, gefertigt und zu einem Komplettsystem montiert werden. Das Projekt hatte einen Umfang von 200 Stunden pro Person. Betreut wurde die Projektgruppe seitens der Materialentwicklung sowie Aus- und Weiterbildung der SKZ – KFE gGmbH durch Mathias Ruckdeschel und Dr.-Ing. Michael Bosse. Für ihr Projekt konnten die Schüler das 3D-Druck-Unternehmen Headmade Materials GmbH gewinnen. Als Projekt wurde am SKZ die Erstellung eines neuen Werkzeugs für den Thermoformprozess gewählt. Unter Anwendung eines formalen Projektmanagement-Prozesses wurde das Werkzeug konstruiert, durch Headmade Materials mithilfe deren neuem innovativen 3D-Druck-Verfahren Cold Metal Fusion (´Metal SLS´) gefertigt und anschliessend auf einer Thermoformmaschine installiert. Die Funktionsweise der Thermoformmaschine besteht darin, dünne Platten aus Kunststoff zu erwärmen und diese auf dem Werkzeug abzuformen. Die Anforderungen an das Werkzeug stellten sich als vielfältig heraus: Prozessbedingt mussten zahlreiche Faktoren berücksichtigt werden, wie zum Beispiel die Grösse der Entlüftungsbohrungen und die Oberflächenrauheit. Ausserdem mussten bestimmte funktionelle Vorgaben erfüllt werden: festgelegte Messflächen an der Oberfläche, unterschiedliche Umformgrade und nicht zuletzt die Möglichkeit, die fertigen Produkte als Give away Besuchern mitzugeben. Daraus entstand die Form eines «Gebirges», das auf einem Sockel steht, das Logo des SKZ zeigt und die ganz praktische Zusatzfunktion einer Handyhalterung aufweist. Da die Werkzeugkonstruktion nicht 4/2021
Bilder: SK Z
Im Rahmen ihres sechsmonatigen Pflichtpraktikums der Fortbildung zum staatlich geprüften MaschinenbauTechniker an der Franz-Oberthür-Schule in Würzburg haben Schülerinnen und Schüler ein Werkzeug für eine Thermoformmaschine erarbeitet.
Die SchülerInnen der Franz-Oberthür-Schule haben ein Werkzeug für eine Thermoformmaschine erarbeitet (v.l.): Johannes Schmitt, Leonie Maier, Julius Feser, Dominic Hessdörfer und Rainer Emrich.
durch die verfügbaren Fräsverfahren hergestellt werden konnte, wurde sie über das 3D-Druckverfahren von Headmade Materials hergestellt. Mit der Hilfe von Christian Fischer (einer der Gründer von Headmade Materials) konnte das Projektteam noch den letzten Feinschliff an der Konstruktion vornehmen. Das Werkzeug wurde dann bei Headmade Materials aus dem widerstandsfähigen Titanwerkstoff
Eine Kleinserie von «Gebirgen» mit der Zusatzfunktion einer Smartphone-Halterung machte den Abschluss der Projektarbeit.
Ti6Al4V 3D-gedruckt und anschliessend vom Projektteam mit Rahmen, Grundplatte und dem sogenannten Vorstrecker in der bestehenden Maschine installiert. Zum Projektabschluss konnte die Gruppe erfolgreich eine Kleinserie von «Gebirgen» abformen und an die beteiligten und interessierten Kolleginnen und Kollegen ausgeben. Das entstandene Werkzeug kann in laufenden Forschungsprojekten am SKZ sehr gut verwendet werden, da es auch die Abformung von Folien erlaubt, die mit 100 mm Breite zwar schmal, jedoch gerade für teure Materialien und Vorentwicklungen bestens geeignet sind. Kontakt SKZ – Das Kunststoffzentrum Frankfurter Strasse 15-17 D-97082 Würzburg +49 931 4104-192 anmeldung@skz.de www.skz.de
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