Willkommen in der Serie

Über das LaserCUSING-Verfahren haben wir in der Special Tooling bereits berichtet. Das Verfahren hat sich für die Hofmann Innovation Group AG während der vergangenen zwei Jahre zu einem unverzichtbaren Baustein bei der Fertigung von gekühlten Werkzeugkernen entwickelt. Weltbekannte Markenartikelhersteller wie Rowenta profitieren von dieser Technologie und vertrauen auf LaserCUSING als Garant für den eigenen Vorsprung am Markt.

Seit nun schon fast 40 Jahren wird sie gepflegt: Die Geschäftsbeziehung zwischen Rowenta, als Unternehmen eingebunden in die französische Groupe SEB, mit Konzernsitz Frankreich in Lyon und dem Hofmann Werkzeugbau. Gerne und aus gutem Grund reisen die Entscheider des Haushaltsgeräteriesen, der mit weltweit 13000 Mitarbeitern zu den Größten seiner Branche gehört ins oberfränkische Lichtenfels, denn hier ist man als Spezialist für 2-Komponenten-Werkzeuge seit Jahrzehnten für die Bedürfnisse des Kunden optimal gerüstet.
 Erklärtes Ziel seitens Rowenta war es von jeher, elektrische Haushaltgeräte zu entwickeln, die über den technologischen Standard hinausgehen. Forschung und Innovationswille haben im Unternehmen den höchsten Stellenwert und stets wird nach Lösungen gesucht, dem Endverbraucher noch komfortablere und energiesparendere Produkte anzubieten. Den impulsgebenden Partner zur Realisierung dieser Ziele findet man im Hinblick auf Know-how und Kompetenz immer wieder aufs Neue bei dem Lichtenfelser Full-Service-Engineering-Dienstleister. Das erfolgreiche Ergebnis der jüngsten Zusammenarbeit heißt Rowenta perfect DX 9100 und nimmt unter den Dampfbügeleisen eine einzigartige Spitzenstellung ein. Die Funktionsweise des Gerätes basiert auf „INTRA STEAM“, der völlig neuartigen Technologiekomponente, die das Bügeln mit pulsierendem Dampfdruck ermöglicht. Der Dampf durchdringt und befeuchtet mittels kurzer stoß-artiger Intervalle gleichmäßig die Gewebefasern.
 Die Konzeption dieses Projektes und der damit verbundene Werkzeugbau erwiesen sich wie geschaffen für die Realisierung mit der generativen Technologie LaserCUSING.
 Vor zwei Jahren stellte die Concept Laser GmbH, jüngstes Mitglied der Hofmann Innovation Group AG auf der EuroMOLD das Verfahren vor. Mit eben dieser Weltneuheit gelang es anhand einer komplett neuen Prozessführung, die herkömmlichen Schwachstellen der Lasersintertechnologie zu optimieren und zu überwinden. Die Verwendung eines anderen Lasertyps, speziell entwickelter und patentierter Belichtungsstrategien sowie erstmals in der Geschichte des Lasersinterns einkomponentiger Pulverwerkstoffe brachte den angestrebten Erfolg: Die Generierung verzugsarmer, 100%ig dichter Bauteile, die in ihren Materialeigenschaften dem Ausgangsmaterial in nichts nachstehen. Das Verfahren stellt somit ein Bindeglied zwischen Rapid Tooling und dem traditionellen Werkzeugbau dar.
 Ein Signal setzten die Entwickler auch dadurch, dass sie dem einzigartigen Verfahren einen eigenen Namen gaben. Der Begriff CUSING setzt sich aus den Begriffen CONCEPT und FUSING (engl. aufschmelzen) zusammen. Das Wort beschreibt somit präzise das Konzept und schließlich das Ergebnis, Metallpulver vollständig aufzuschmelzen. Das Verfahren basiert auf der Verschmelzung einkomponentiger metallischer Pulverwerkstoffe mittels Laser und ermög-licht es, aus nahezu allen metallischen Werkstoffen (Edelstahl, Warmarbeitsstahl, usw.) Bauteile schichtweise aufzubauen. Das Metallpulver wird hierbei Schicht für Schicht komplett aufgeschmolzen, die Eigenspannung und Verzugsproblematik überwunden und eine 100%ige Bauteildichte erreicht. Die typische Schichtdicke liegt zwischen 20 und 50 µm. Eine speziell entwickelte und patentierte Belichtungsstrategie ermöglicht das verzugsarme Generieren auch von massiven und großvolumigen Bauteilen. Die heute bei diesem Verfahren angewendeten einkomponentigen Metallpulver sind auf die geforderte hohe Festigkeit der Teile, die den Anforderungen des Werkzeugbaus entsprechen muss, ausgelegt.
 Der variable Fokusdurchmesser garantiert trotz der Abbildung feinster Kavitäten und absolut scharfer Konturen einen schnellen Bauteilaufbau. Die Materialeigenschaften der Bauteile aus der Anlage entsprechen ohne Nachbehandlung dem Originalmaterial vor der Verdüsung.
 Der Vorstoß in die 3. Dimension bleibt bei Hofmann Werkzeugbau keine Versprechung. Das LaserCUSING® beweist am Beispiel Rowenta die Möglichkeit, hoch komplizierte Formen im 3D Bereich zu generieren und den Formeinsatz mit Kühlkanälen zu versehen. Sprich, die Kühlkanäle, die konventionell nur bedingt oder mit sehr großem Aufwand eingebracht werden konnten, werden nun während des Prozesses kontur-getreu an den Werkzeugeinsatz angepasst. In Folge der optimal gekühlten Werkzeugeinsätze werden deutlich kürzere Zykluszeiten erreicht. Durch die Dichtigkeit der Bauteile gehören Leckagen, aus denen Kühlwasser austritt, der Vergangenheit an.
 Die Verzugserscheinungen am Spritzteil werden durch optimale Werkzeug-Kühlung minimiert. Nachbearbeitungsvorgänge an der Werkzeug-Kontur reduzieren sich ebenfalls erheblich. Eine deutliche Zeitersparnis und damit verbunden auch Kostensenkung zählen zu den klaren Pluspunkten des Verfahrens. Die erreichte Genauigkeit liegt vor der Nachbehandlung bei plus/minus 50 µm. Die meisten Flächen werden deshalb durch einen Feinschlichtgang nachbearbeitet, um eine höhere Genauigkeit zu erhalten. Der Schrupp- und Vorschlichtprozess entfällt komplett. Durch den wesentlich geringeren Teileverzug ist der Weg von der ersten Bemusterung zum serienreifen Teil viel kürzer.
 Zusammenfassend ergeben sich handfeste kalkulatorische und qualitative Vorteile:
- Durch konturnahe Kühlung erhöht sich die Produktivität des Werkzeuges (bis zu 30% reduzierte Zykluszeit) 
- Verzug am Spritzteil wird durch optimale Kühlung dras-tisch vermindert
- Bessere Produktqualität
- Vorgearbeitete Formkontur der Werkzeugeinsätze
- Extrem kurze Herstellungszeit der Einsätze.
Im Vergleich zu konventionellen Kühlungstechniken mit z. B. hochwärmeleitfähigen Werkstoffen erweist sich diese Technologie als eindeutig kostengünstigere Variante. Kupfer- haltige Legierungen ermöglichen erfahrungsgemäß eine schlechtere erosive Bearbeitung. Als weitere Alternative kommen Löttechniken im 2D-Bereich zur Anwendung. Die Kühlkanäle werden hierbei in einer Ebene eingefräst und die einzelnen Platten anschließend hartgelötet. Die Herstellung hat sich als langwierig und teuer erwiesen, die Freiheitsgrade sind zudem stark beschränkt. Das Generieren der Bauteile durch LaserCUSING® bietet hier die echte Alternative in der 3. Dimension: Nicht nur mehr Freiheitsgrade sind erlaubt, sondern vor allem die kundenseitige Festlegung der Kühlkanäle bringt den Vorteil. Der Auftraggeber selbst kann gemäß seinen Wünschen potenzielle Änderungsbereiche berücksichtigen. Die Formkontur wird dabei kostenfrei mitgeliefert. Das Verfahren arbeitet nachweis-bar schneller, effizienter und kostengünstiger.
 Die Dampfbügeleisen-Produktlinie Rowenta perfect ist das Ergebnis des unbedingten Innovationswillens, Vorteile für den Werkzeugbau und für den produzierenden Kunden zu schaffen. Topqualität und „Full-Service-Engineering“ zu bieten, so ist sich Günter Hofmann, Vorstandsvorsitzender der Hofmann Innovation Group AG sicher, werden bei der Vergabe von Werkzeugaufträgen eine immer wichtigere Rolle spielen: „Ein Industriekunde will Zukunftstechnologie zum eigenen Vorteil einkaufen – und ein hohes Maß an Sicherheit. Hightech-Lösungen aus dem Hause Hofmann Werkzeugbau bringen die Unternehmensgruppe als innovativen Dienst-leister und einen Haushaltsgerätehersteller wie Rowenta am Markt voran. Zum gemeinsamen Nutzen werden beide Unternehmen weiter an der 3. Dimension forschen und arbeiten!“
www.concept-laser.de
www.hofmann-wzb.de