Universität Rostock und Stenzel MIM Technik entwickeln 3D-gedrucktes Metall-Spritzgieß-Werkzeug

In einer gemeinsamen Forschungsinitiative haben der Lehrstuhl für Mikrofluidik der Universität Rostock und Stenzel MIM Technik GmbH ein 3D-gedrucktes Metallspritzgießwerkzeug (MIM-Werkzeug) entwickelt. Dieses Projekt, unterstützt vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, verwendet AIM3D‘s CEM-Technologie mit einer ExAM 255-Anlage.

Diese Anlage ermöglicht hohe Präzision und schnelle Aufbauraten für die Additive Fertigung, wodurch die Bereitstellungszeit für ein MIM-Werkzeug von acht Wochen auf etwa fünf Tage verkürzt wird.

Das innovative Projekt konzentrierte sich auf den 3D-Druck eines Werkzeuges für Metallspritzguss mit konturnaher Kühlung. In der 3D-Drucktechnik können Kühlkanäle direkt in das Werkzeug integriert werden, was eine erhebliche Zykluszeitreduktion ermöglicht. Einzigartig ist dabei die Verwendung der “One-Shot-Technik” für integrierte Bauteillösungen, was eine erhebliche Reduzierung der “Time-to-Market”-Zeit bedeutet.

Für die Entwicklung des Werkzeuges wurde ein optimiertes 3D-Modell mittels CAD- und Simulationstools erstellt und auf die ExAM 255-Anlage übertragen. Nach dem Druck wird das Bauteil in einem mehrstufigen Verfahren gesintert, um die endgültigen Materialeigenschaften zu erzeugen. Dank dieser Technik konnten komplexe metallische Bauteile schnell hergestellt und das Problem des volumetrischen Schrumpfens beim Sintern beherrscht werden.

Der 3D-Drucker ExAM 255 kann werkstoff- und verfahrensübergreifend eingesetzt werden. Im Vergleich zu anderen 3D-Druckverfahren, die Filamente verwenden, erreichen die Anlagen des CEM-Verfahrens hohe Zugfestigkeiten, vergleichbar mit dem klassischen Spritzguss. Darüber hinaus bietet die Verwendung von Granulaten anstelle von Filamenten erhebliche Kosteneinsparungen.