VARINEX Zrt. GINOP 2.1.7 Forschungs- und Entwicklungsprojekt
Entwicklung von Fertigungstechnologien für Teile von Spritzgusswerkzeugen, die mittels additiver Fertigung hergestellt werden
Das Ministerium für Nationale Wirtschaft veröffentlichte als Fördergeber im Rahmen des operationellen Programms für wirtschaftliche Entwicklung und Innovation (im Folgenden: GINOP) eine Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen zum Thema „Entwicklung von Prototypen, Produkten, Technologien und Dienstleistungen“. Der Begünstigte reichte daraufhin am 29. Februar 2016 einen Förderantrag unter der Kennnummer GINOP-2.1.7-15-2016-01925 ein. Auf Beschluss des Fördergebers erhielt der Begünstigte einen nicht rückzahlbaren Zuschuss. Das Projekt wurde erfolgreich abgeschlossen, und die industrielle Nutzung hat für mehrere Kunden bereits begonnen bzw. wurde erfolgreich abgeschlossen.
Im Rahmen der zweijährigen, durch das Stipendium geförderten Forschung konnte eine neue Fertigungstechnologie für die Einsätze kundenspezifischer Spritzgusswerkzeuge mittels 3D-Druck – der sogenannten additiven Fertigung – entwickelt werden. Diese im 3D-Druckverfahren hergestellten Werkzeugeinsätze eignen sich primär für die Produktion von Prototypenteilen und unterstützen zudem die Fertigung von Kleinserien im Spritzgussverfahren.
Die Herstellung solcher Spritzgusswerkzeugeinsätze mittels 3D-Technologie ist notwendig, da viele thermoplastische Spritzgussmaterialien keine 3D-Drucktechnologie für die schichtweise Fertigung bieten. Zu diesen Materialien gehören PP, PBT, POM, HIPS, PET, PVC, PMMA und PEEK, die nicht schichtweise gedruckt werden können.
Wenn ein Prototypenteil aus den oben genannten Materialien gefertigt werden muss, ist die Verwendung von Spritzgusstechnologie nach der Herstellung der Spritzgussform die einzige Möglichkeit. Die Herstellung von Spritzgussformen aus Metall, typischerweise Stahl, ist neben der langen Lieferzeit sehr teuer. Daher ist die Produktion von Spritzgussformeneinsätzen, die mittels deutlich kostengünstigerem 3D-Druck hergestellt werden können, von großer Bedeutung.
Solche Einsätze sollten mithilfe von Hochgeschwindigkeitsdrucktechnologien hergestellt werden, die mit möglichst dünnen Schichten arbeiten. Eine dieser Technologien ist die Stratasys Objet/PolyJet 3D-Drucktechnologie, deren neueste Version das Gerät J750 ist. Dieses kann Kunststoffeinsätze mit einer Schichtdicke von 14 Mikrometern drucken und eignet sich damit nicht nur für ein- oder zweiteilige Prototypen, sondern auch für die Fertigung von Kleinserien.
Die Verwendung von Kunststoff-Spritzgießeinsätzen erfordert selbstverständlich ein völlig anderes Vorgehen als bei herkömmlichen Metallwerkzeugen. Bei Metallwerkzeugen kühlt die Hochtemperaturschmelze von 200–280 °C aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit der Metalle schnell ab, während bei Kunststoffeinsätzen – die eher isolierend wirken – der schnelle Wärmeaustausch und damit die gewünschte Kristallisation nicht stattfindet.
Im Rahmen des Projekts mussten daher nicht nur die Konstruktion der Spritzgusseinsätze optimiert, sondern auch die zugehörigen Spritzgussparameter ermittelt werden. Die in den Spritzgusseinsatz integrierbaren Druck- und Temperatursensoren sowie die zugehörige Computersteuerung zur Datenverarbeitung bieten zusätzliche Möglichkeiten zur Optimierung der Parameter. Auch diese Sensoren und die Steuerung mussten im Projektverlauf optimiert werden. Projektlaufzeit
: 01.09.2017 – 22.08.2019.
Gesamtprojektbudget: 207.814.873 HUF
Hilfeintensität: 62,1 %
Höhe des Zuschusses: 129.132.063 HUF