Werkzeugkonstruktion bis ins Detail

Wie geht der Konstrukteur vor?

Konstrukteur vor dem CAD-Bildschirm

Die Grundlage für jede Werkzeugkonstruktion ist die Artikelkonstruktion. Das Teil, das mit dem Werkzeug hergestellt werden soll, muss zunächst fertig entwickelt sein. Anhand der Konstruktionsdaten, Zeichnungen und Vorgaben über Stückzahl und Werkstoff wird das Werkzeugkonzept entworfen.

Der Konstrukteur muss sich eine realistische Vorstellung davon machen können, wie der Artikel später in der Produktion hergestellt wird. Dazu ist Wissen und Erfahrung aus der Produktion und dem Werkzeugbau notwendig. Mit einer erfolgversprechenden Idee geht es dann an den Aufbau des Werkzeugkonzeptes ausgehend von der Artikelgeometrie. Aus der Geometrie ergeben sich das Entformungskonzept, die Größe und Auslegung des Werkzeugs.

Bei Spritzgusswerkzeugen wird im Vorfeld noch die Materialschwindung ermittelt und die Schwindung auf die Formnestgeometrie übertragen. Dann werden die Trennebenen und Entformungsrichtungen festgelegt. Danach werden die Formgebenden Teile, die Formeinsätze in allen Details ausgearbeitet. Je nach Komplexität des Artikels kann die Konstruktion einige Tage bis zu mehreren Wochen dauern.

Aufbau Spritzgusswerkzeug

Ein Spritzgusswerkzeug wird grundsätzlich aus 2 Teilen aufgebaut: der Düsenseite und der Auswerferseite. Beide Teile werden später in der Spritzgussmaschine jeweils auf der Düsenseite und der Auswerfer Seite eingebaut. Bei den Normalien Herstellern sind heute komplette Werkzeuggestelle vorbereitet, die aus einer Vielzahl von Varianten zusammengestellt werden können. Die Aufteilung der Teilegeometrie in die beiden Werkzeughälften ergibt sich aus dem Entformungskonzept für das Bauteil, dass in jedem einzelnen Fall unterschiedlich sein kann.

Die Werkzeug-Düsenseite enthält beispielsweise einen Formeinsatz, eine Angussbuchse, eine Formplatte und eine Aufspannplatte. Darüber hinaus kann ein Heißkanalsystem eingesetzt werden.

Die Auswerferseite ist meist komplexer, sie enthält mindestens eine Formplatte, Formeinsätze, evtl. Formschieber und eine Auswerfer Einheit mit Auswerferplatten, Auswerfern, einem Auswerfer Bolzen und seitlichen Leisten. Eine Aufspannplatte bildet den Abschluss und die Verbindung zur Spritzmaschine. Bei komplexen Teilen können mehrere Schieberfunktionen (rein mechanisch oder hydraulisch) integriert werden. Manche Bauteile erfordern auch spezielle Entformungstechniken wie Schrägschieber, Klinkenzüge oder 3-Platten-Technik.

Die Formeinsätze sind die wichtigsten Elemente der Spritzgussform. Der größte Aufwand der Konstruktionszeit, Herstellzeit und damit der Werkzeugkosten entfallen auf die Formeinsätze.

Nach einer sorgfältigen Kontrolle aller Details wird die Werkzeugkonstruktion abgeschlossen. Danach kommt in der Regel eine Übergabe an den Werkzeugbau und die Planung der einzelnen Fertigungsschritte.

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