Im Jahr 2012 wird Miele mit einer neuen Gerätegeneration auf den Markt kommen. Die Werkzeuge für die Kunststoffteile werden an den entscheidenden Stellen mit lasergefertigten Einsätzen konturnah gekühlt, um die Zykluszeiten zu reduzieren und den Ausschuss zu verringern. Wie schon bei rund 70 ähnlichen Werkzeugen setzt Miele auch hier auf die Zusammenarbeit mit Hofmann Werkzeugbau und den Einsatz der LaserCusing-Technik von Concept Laser. Basis, der von Hofmann favorisierten Lösung, ist die Möglichkeit, durch konturnahe Kühlkanäle mit etwa zwei bis drei Millimeter Distanz an die Oberfläche der Kavität zu kühlen. Dabei werden in das konventionelle Werkzeug generativ gefertigte Einsätze genau dort integriert, wo Materialanhäufungen in der Geometrie eine Zykluszeit negativ beeinflussen können. Die Kühlfunktion erfolgt mit einem speziellen Kühlmedium im geschlossenen Kreislauf bei rund 15 Grad. Sofern es sich um Hochglanzoberflächen aus ABS bei Miele handelt, werden auf der Oberseite der Teile weitere Elemente eingesetzt, die auf die Kontur mit rund 50 Grad einwirken. Dr. Jahn nennt dies ‚Thermische Differenzierung’. „Die Temperierung an Problemstellen durch konturnah ausgelegte Kanäle kann dem Teil genau dort die Wärme entziehen, wo es nötig ist", so Dr. Jürgen Jahn. Abhängig von der Geometrie bietet Hofmann LaserCusing-Einsätze mit Parallelkühlung oder Oberflächenkühlung an. Bei einer Parallelkühlung beispielsweise wird mehr Kühlmittel an die Kavität oder die Formteil-oberfläche gebracht, als bei einer einfachen konturnahen Kühlung mit einem langen Kühlkanal. Bei einem langen Kühlkanal nimmt die Kühlleistung kontinuierlich mit der Strecke ab. Weiterhin wird bei der Parallelkühlung jede Kühlschleife mit frischem Kühlmedium versorgt, was eine gezieltere Kühlung zur Folge hat. Ergebnis ist daher eine dynamische und gleichmäßige Kühlung. Der gewünschte Effekt wird dadurch gesteigert – im Sinne der Teilequalität und der Zykluszeitreduktion. Bei Werkzeugentwicklungen von Hofmann wird die Funktionssicherheit bei Werkzeugauslieferungen auch überprüft. Drei Methoden werden angewandt: Zum einen eine Strömungssimulation für sehr komplexe Geometrien, daneben eine Testsimulation, bei der am fertigen Werkzeug der Mediendurchfluss überprüft und gemessen wird. Darauf folgt eine Funktionskontrolle mit Wärmebildern. Eine Thermokamera gibt dabei Aufschluss, wie die Temperatur sich verändert beim Durchfluss des kühlenden Mediums beziehungsweise eines wärmenden Mediums. Diese Methoden wählt Hofmann bewusst, um bei Auslieferung des Werkzeugs die Temperiereffekte zweifelsfrei nachweisen zu können. Den 10-jährigen Einsatz dieser Technik bei Miele nutze Dr. Jürgen Jahn zu einem Resümee der Langzeiterfahrungen. Auf den ersten Blick könnte man vermuten, dass sich das Material des LaserCusing-Einsatzes bei hohen Werkzeugbelastungen schneller abnutzt. Dies ist in der Praxis aber nicht der Fall, da bei dem Metall-Laserschmelzprozess der Einsatz nahezu ideale Materialeigenschaften erhält. Auch das Zusetzen der oft sehr dünnen Kanalquerschnitte sei nicht erkennbar. Dr. Jahn dazu: „Ein spezielles, korrosionsgeschütztes Kühlmedium zirkuliert dazu im geschlossenen System – wir nennen das geimpftes Wasser – so dass auch nach vielen Jahren die Kühlleistung erhalten bleibt." Beispiele sind ‚Langläufer’ unter den Werkzeugen bei Miele, mit denen seit Herbst 2004 beispielsweise die stark verrippten Komponenten des Staubsaugeroberteiledeckels der S5-Serie gefertigt werden. „Pro Tag wurden seitdem auf drei Werkzeugen mit LaserCusing-Einsätzen im Durchschnitt 4.000 Teile produziert und etwa 880.000 Teile pro Jahr gefertigt. Bei bislang rund sieben aktiven Jahren wurden mit den drei Werkzeugen insgesamt ca. sechs Millionen Teile produziert. Das bedeutet zwei Millionen Teile je Werkzeug. Außer der üblichen Wartung und Prävention ist die Funktion der konturnahen Kühlung immer noch voll gewährleistet", erläutert Dr. Jürgen Jahn. Daneben ergeben sich Vorteile durch Verzugsfreiheit, weniger Einfallstellen und damit auch tendenziell weniger Ausschuss. Dieser liegt bei nur noch drei bis vier Prozent, was laut Dr. Jahn "für ABS-Hochglanzteile ein ordentlicher Wert ist". Des Weiteren schätzen er und sein Team in Warendorf den Effekt der Zykluszeitreduktion auf 10 bis 30 Prozent, je nach Geometrie und Komplexität der flächigen 3D-Teile.