Fachbeiträge The laboratory phase is long since behind them. Generative manufacturing techniques, such as laser beam smelting technology, are fast developing to become veritable production processes and are also causing a stir in die manufacturing. Forging tools with complex geometries, no longer produced by cutting but by construction techniques, are ready to function in modular tool systems after relatively short time intervals and focus functionality, in particular, on demanding shaping tools. With these technologies, prototype, forged workpieces are available in record time. Generative Fertigungsverfahren – Innovationen bei der Herstellung komplizierter Werkzeuggeometrien für das Gesenk schmieden zur kurzfristigen Bereitstellung von geschmiedeten Prototypen 24 Schmiede-Journal März 2011 Die Laborphase haben sie längst hinter sich. Generative Fer ti gungs tech niken wie die La ser strahl schmelz tech no logie mausern sich zum veritablen Fertigungsver fah ren und machen auch bald in der Ge senk fertigung von sich reden. Die nicht mehr spanend, sondern vielmehr aufbau end gefertigten Schmie de werk zeu ge kom plexer Geo me trien sind in mo du la ren Werk zeug sys te men in relativ kurzen Zeiträu men funk tions bereit und bringen die Funktionalität be son ders anspruchsvoller Um form werk zeu ge auf den Punkt. Mit dieser Tech no lo gie sind Pro to typen- Schmie de stücke in Rekordzeit ver füg bar. Generative Manufacturing Processes – Innovations in Producing Complex Tool Geometries for Die Forging in the Short- Term Provision of Forged Prototypes Seit zirka 15 Jahren entwickeln sich neue, sogenannte „Generative“ Fertigungsverfahren, die rechnergestützt und in den meisten An wendun gen auf Grundlagen der Lasertechnik basie ren. Eines der Hauptanwendungsgebiete ist, durch das lokale Auftragen von Werk stoff schichten im automatisierten Prozess auf Grund lage vor han de ner 3D-CAD-Mo delle Bau tei le zu ge ne rie ren. Erste Werk zeug bau an wen dun gen ent stan den schon bald nach dem Auf kom men die ser neuartigen schichtbasierten Fer ti gungstech no lo gien, wie die Stereolithographie oder das Laminated Object Manufacturing (LOM), welche unter dem Oberbegriff „Rapid Tooling“ als konsequente Weiterentwicklung des „Rapid Prototyping“ zusammengefasst wer den. Zu diesem Zeitpunkt war es noch nicht möglich, metallische Materialien di rekt in einem generativen Verfahren zu ver ar bei ten. Das führte dazu, dass Prototypen aus nicht me tallischen Materialien gefertigt wur den, um daraus Formen und Modelle für sich anschließende Fertigungsverfahren im Werk zeug bau zu generieren. Diese zum Teil noch konventionelle Technologie stellte einen indirekten Weg dar, um zu Werkstücken oder Werkzeugen aus Originalmaterial, zum Bei spiel Metall, zu gelangen. Erste Forschungen wurden damals zur Thematik der kurzfristigen wirtschaftlichen Fertigung von Prototypen in Verbindung mit umform tech ni schen Anwendungen für ge ne ra tiv gefertigte Werkzeuge durchgeführt, de ren Ansät ze zur Fertigung von Prototypen und die dazu notwendigen Werkzeuge auf di rek tem Wege durch Rapid Tooling mittels spe ziel len Fertigungsverfahren führten. Mit der Ent wicklung des Selective-Laser-Sintering-Ver fah rens (SLS) hin zum direkten Metall-La ser-Sintern (DMLS) wurde eine Mög lich keit ge schaffen, auf direktem Weg die ge ne rative Her stel lung metallischer Körper mit kom ple xen Geometrien zu ermöglichen. In dus trielle Anwendungen im Bereich der Kunst stoff technik und im Spritzguss zeigten, dass diese Werkzeuge für die Fertigung von Vor- und Kleinserien wirtschaftlich ein - setzbar sind. Mit der Entstehung der La ser strahlschmelztechnologie eröffneten sich grund le gend neue Möglichkeiten. Werkstoffe für Werk zeuge der Warmumformung, wie 1.2709, 1.2343 oder 1.2344 sind jetzt generativ ver ar beit bar. Dabei wird das pulverförmige Aus gangs mate rial vollständig zu einem nahezu 100 Prozent dichten Gefüge aufgeschmolzen. Mittels der Laserstrahlschmelztechnologie ist es möglich, vollwertige Werkzeuge für die Se rien pro- Dipl.-Ing. Markus Bergmann, Dr.-Ing. Bernhard Müller und Dipl.-Ing. André Wagner, Chemnitz
2011-03-Schmiede-Journal
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