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Vieles, was bei der Auslegung
eines Extrusionswerkzeugs
wünschenswert wäre, lässt sich
mit den bekannten konventio-
nellen Fertigungsverfahren nicht
realisieren. Deshalb muss der
Konstrukteur bei der Gestaltung
eines Extrusionswerkzeugs
genau darauf achten, dass sich
das von ihm konzipierte Werk-
zeug letztendlich auch fertigen
lässt. Mit Hilfe des selektiven
Laserschmelzens [SLM-Verfahren]
(„3D Druck von metallischen
Werkstoffen“) besitzt der
Konstrukteur nun bei der
Gestaltung von Extrusionswerk-
zeugen deutlich erweiterte
Möglichkeiten.
erheblich unter denen eines konventio-
nell gefertigten Werkzeugs.
• Bei der Herstellung wird deutlich we-
niger Material und somit auch weniger
Energie benötigt.
• Lasergeschmolzene Werkzeuge sind
kompakter und wiegen teilweise nur
noch ein Bruchteil eines vergleichbaren
konventionellen Werkzeugs.
• Ein Werkzeug kann je nach Größe in-
nerhalb weniger Tage gefertigt werden.
• Mehrere Werkzeuge können gleich-
zeitig parallel in einer Anlage gefertigt
werden.
• Es gibt viel weniger Einzelteile, womit
der Reinigungs- und Wartungsaufwand
erheblich reduziert ist.
• Die Gefahr von Betriebsstörungen
(zum Beispiel Leckagen) ist auf Grund
der Möglichkeit Trennebenen zu vermei-
den, deren Abdichtung kritisch ist, redu-
ziert.
Überzeugende Ergebnisse mit
generativ gefertigten („3D gedruckten“)
Extrusionswerkzeugen
• Werkzeuge können viel schneller un-
ter deutlich geringerem Einsatz von Ener-
gie aufgeheizt werden.
• Werkzeuge können beim Abschalten
einer Anlage innerhalb extrem kurzer
Zeiten abgekühlt werden.
• Über spezielle Einbauten im Fließka-
nal kann die Schmelze im Werkzeug in-
tensiv gemischt (homogenisiert) werden.
• Es lassen sich Verweilzeiten und ins-
besondere auch das Verweilzeitspektrum
der Schmelze im Werkzeug signifikant
verringern.
• Die Spülvorgänge bei Farb- und Mate-
rialwechsel können erheblich beschleu-
nigt werden.
So werden die in der Regel relativ einfa-
chen Stegdornhalterlösungen bei Rund-
werkzeugen, die inzwischen auf Grund
des negativen Einflusses der Stegdorn-
halter in vielen Anwendungen durch
D
ies insbesondere, wenn er weiß,
dass die rauhe Oberfläche, die beim
Laserschmelzen zwangsläufig entsteht,
bei Extrusionswerkzeugen – entgegen
der Ansicht der meisten Experten – nicht
störend ist. Im Gegenteil, Untersuchun-
gen an einem Extrusionswerkzeug am
IKV in Aachen haben ergeben, dass
durch die rauen Oberflächen der Fließka-
näle, die im SLM-Verfahren erzeugt wer-
den, das Spülverhalten um 25 Prozent
verkürzt wird.
Auch bei eigenen Versuchen, die mit un-
terschiedlichen im SLM-Verfahren herge-
stellten Extrusionswerkzeugen durchge-
führt wurden, bestätigte sich, dass die
Rauheit der Fließkanaloberflächen völlig
unkritisch ist. Es zeigte sich aber vor al-
lem, dass derartige Extrusionswerkzeuge
konventionellen Konstruktionen in vielen
Belangen weit überlegen sind:
• Die Fertigungskosten liegen teilweise
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Extrusionswerkzeuge
Extrusion 8/2017
Bild 1: Extrusionswerkzeuge (oben links und unten), die unter Nutzung der
erweiterten Fertigungsmöglichkeiten, die das SLM-Verfahren bietet, gestaltet
wurden und Querschnittmuster aus einem Farbwechselversuch (oben rechts)
3 separate Kühlkanäle
hexagonales Wabensystem
Hohldorn Düse mit
Kipgelenk
Dorn-
endstück