Herausforderungen
Bei H&B fertigen um die 340 Mitarbeiter unter anderem Kunststoffgehäuse für die Automatisierungstechnik im Spritzgussverfahren. Da kommt es unter anderem auch auf das äußere Erscheinungsbild an. Beispielsweise liegen bei einer von H&B im Auftrag gefertigten Aktor-Sensor-Box Dioden hinter einem transparenten Kunststofffenster. Das Werkzeug benötigt in diesem Fall viele filigrane und konturnahe Kühlkanäle, damit der Kunststoff während der Produktion kontrolliert und gleichmäßig seine Wärme abgeben kann und zügig abkühlt. Denn die in dieser Anwendung verwendete Kunststofftype wird milchig, wenn sie zu langsam abgekühlt wird. Generell gilt beim Spritzgießen für das Abkühlen: möglichst schnell, möglichst homogen. Homogenität bringt Qualität und Schnelligkeit verkürzt die Zykluszeit, wodurch die Stückkosten sinken.
Den Werkzeugeinsatz hat das Unternehmen bisher ohne konturnahe Temperierung eingesetzt, hatte damit aber immer wieder mit trüben Fenstern und hohem Ausschussanteil zu kämpfen. Zwar setzen die Werkzeugexperten bei H&B bereits längere Zeit gedruckte Einsätze mit konturnaher Temperierung in verschiedenen Werkzeugen ein, waren jedoch mit den bis dato für das L-PBF-Verfahren verfügbaren Auslagerungsstählen, allen voran dem 1.2709, nicht zufrieden. Und so fiel die Entscheidung, hier auf die additive Fertigung mit dem bei Werkzeugbauern bekannten und beliebten Warmarbeitsstahl 1.2343 zu setzen – und zwar auf dem hauseigenen 3D-Drucker.
Im Vergleich zum Auslagerungsstahl 1.2709 bringt der Vergütungsstahl H11 (1.2343) einige Vorteile mit sich, beispielsweise bezüglich Verschleißfestigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Warmhärte, Temperaturfestigkeit und Polierbarkeit. Seine finalen Werkstoffeigenschaften werden durch Vergüten eingestellt, er ist deshalb besser für Anwendungen im Formenbau geeignet. Durch seinen höheren Kohlenstoffgehalt und die resultierende schlechtere Schweißbarkeit stellt er jedoch hohe Ansprüche an das verwendete L-PBF-Verfahren.