-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen additiv gefertigten Werkzeugschaft und ein additiv gefertigtes Werkzeugmodul und insbesondere auf einen additiv gefertigten Klemmhalterschaft mit funktionsintegrierter Kaltgaserzeugung sowie auf ein additiv gefertigtes Klemmhaltermodul mit integrierter Zweistoffdüse.
-
Hintergrund
-
Industrielle Fertigungsprozesse sind in der Regel auf eine hohe Produktivität ausgelegt. Zusätzlich ist auf eine Nachhaltigkeit zu achten. Die Folge sind erhöhte thermomechanische Schneidstoffbelastungen, wodurch alternative und insbesondere auch nachhaltige Kühlstrategien, wie beispielsweise die kryogene Kühlung mit CO2-Schnee, an Bedeutung gewinnen. Jedoch ist der industrielle Einsatz der kryogenen Kühlung mit CO2-Schnee aktuell noch mit einigen Schwierigkeiten verbunden. Viele spanende Fertigungsprozesse nutzen Werkzeugmodule, die an einem Werkzeugschaft befestigt sind, wobei zur Kühlung in konventionellen Werkzeugmodulen Kanalsysteme untergebracht werden, die sowohl das Kühlmittel (z.B. flüssiges Kohlendioxid) als auch einen Luftzugang für eine Düse bereitstellen. Der Werkzeugschaft mit dem Werkzeugmodul hat außerdem eine ausreichende Stabilität für den spanenden Produktionsprozess zu bieten. In konventionellen Anlagen wird dazu in einem Gehäuse das Kanalsystem (oder eine Kanalstruktur) montiert, wobei das Gehäuse die mechanische Stabilität sicherstellt. Diese Vorgehensweise ist sehr aufwendig. Darüber hinaus besteht die Gefahr, dass undichte Stellen in der Kanalstruktur zu einem Verlust an Kühlmittel führen.
-
Daher besteht ein Bedarf nach neuen Werkzeugkonzepten, welche die nötigen Kühlkanalstrukturen und Düsentechnologien zusammen mit dem Werkzeugschaft und dem Werkzeugmodul besser miteinander verbinden können.
-
Zusammenfassung
-
Zumindest ein Teil der obengenannten Probleme wird durch einen Werkzeugschaft nach Anspruch 1, ein Werkzeugmodul nach Anspruch 3 und ein Verfahren zur Herstellung derselben nach Anspruch 6 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche.
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Werkzeugschaft, insbesondere auf einen Klemmhalterschaft, zum Halten eines Werkzeugmoduls für ein Zerspanungswerkzeug. Der Werkzeugschaft umfasst ein Gehäuse und eine Kanalstruktur. Das Gehäuse umfasst einen Warmgas-Auslass, einen Kaltgas-Auslass, einen Anschluss für Druckgas und einen Halteabschnitt zum Halten des Werkzeugmoduls. Die Kanalstruktur dient zur Kaltgaserzeugung aus dem Druckgas, wobei die Kanalstruktur den Anschluss für Druckluft mit dem Warmgas-Auslass und dem Kaltgas-Auslass verbindet und ausgebildet ist, um das Warmgas und das Kaltgas aus dem Druckgas zu gewinnen. Das Gehäuse und die Kanalstruktur sind als ein unitäres Bauteil mit Hilfe eines additiven Fertigungsprozesses gefertigt.
-
Optional dient der Werkzeugschaft und/oder der Halteabschnitt auch zum Positionieren des Werkzeugmoduls. Im einfachsten Fall wird das Warmgas und das Kaltgas aus dem Druckgas separiert. Ein Teil der Bewegungsenergie des Druckgases kann jedoch auch in Wärme umgewandelt werden, sodass die Gesamtwärmemenge in dem Warm- und Kaltgas höher ist als im Druckgas.
-
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das Gas insbesondere Luft sein, muss es aber nicht. Unter einem Werkzeugschaft soll jedes Element verstanden werden, welches geeignet ist, das Werkzeugmodul zu halten, und zwar auch während eines Zerspanungsprozesses.
-
Optional ist der Anschluss, welcher auch koaxial ausgeführt sein kann, für Druckluft und ein Kühlmittel und das Gehäuse weist einen Durchlass für das Kühlmittel auf. Daher kann das Gehäuse einen weiteren Auslass für das Kühlmittel aufweisen, um es z.B. an das Werkzeugmodul auszugeben. Das Kühlmittel kann beispielsweise flüssiges Kohlendioxid aufweisen oder daraus bestehen und dient z.B. der kryogenen Prozesskühlung. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf ein bestimmtes Kühlmittel.
-
Optional umfasst die Kanalstruktur zur Kaltgaserzeugung ein Wirbelrohr mit einem Mittenkanalauslass, einem Außenkanalauslass und einem schneckenförmig zulaufenden Lufteinlass für Druckluft, wobei der Kaltgas-Auslass mit dem Mittenkanalauslass und der Warmgas-Auslass mit dem Außenkanal verbunden ist. Das Wirbelrohr wird beispielsweise durch die einströmende Druckluft betrieben, wobei Verwirbelungen in dem Wirbelrohr zentral einen Kaltluftstrom und koaxial dazu einen Warmluftstrom erzeugen, der den Kaltluftstrom konzentrisch umströmt.
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Werkzeugmodul, insbesondere auf ein Klemmhaltermodul, für den zuvor beschriebenen Werkzeugschaft. Das Werkzeugmodul umfasst ein Gehäuse und eine Kanalstruktur. Das Gehäuse umfasst einen Kühlmittel-Einlass für das Kühlmittel, einen Kaltgas-Einlass, einen Düsen-Auslass und einen Halteabschnitt zum Befestigen des Werkzeugmoduls an dem Werkzeugschaft. Die Kanalstruktur ist ausgebildet, um das Kühlmittel von dem Kühlmittel-Einlass mit dem Kaltgas von dem Kaltgas-Einlass zu mischen und über den Düsen-Auslass auszugeben. Das Gehäuse und die Kanalstruktur sind als ein unitäres Bauteil mit Hilfe eines additiven Fertigungsprozesses gefertigt.
-
Optional umfasst die Kanalstruktur eine Zweistoffdüse, die einen Mittenkanal für das Kühlmittel und einen schneckenförmig zulaufenden Außenkanal aufweist, der Kaltgas koaxial dem Kühlmittel zuführt.
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Zerspanwerkzeug, insbesondere auf ein Drehwerkzeug, mit einem der zuvor beschriebenen Werkzeugschäfte und einem der zuvor beschriebenen Werkzeugmodule, die jeweils additiv gefertigt sind. Als additive Fertigungstechnologie kann beispielsweise das selektive Laserschmelzverfahren eingesetzt werden. Es versteht sich, dass das Zerspanwerkzeug als Ganzes nicht unitär gefertigt sein muss, es kann aber.
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Herstellen eines Werkzeugschaftes oder eines Werkzeugmoduls. Das Verfahren umfasst ein additives Fertigen eines Gehäuses und einer darin enthaltenen Kanalstruktur, wobei das additive Fertigen schichtweise ausgeführt wird, sodass das Gehäuse und die Kanalstruktur parallel gebildet werden. Optional kann als additive Fertigungstechnologie das selektive Laserschmelzen dienen.
-
Das Verfahren oder zumindest ein Teil davon kann ebenfalls in Form von Anweisungen in Software oder auf einem Computerprogrammprodukt implementiert oder gespeichert sein, wobei gespeicherte Anweisungen in der Lage sind, die Schritte nach dem Verfahren auszuführen, wenn das Verfahren auf einem Prozessor läuft. Die Software kann beispielsweise eine additive Fertigungsanlage ansteuern, um z.B. das selektive Laserschmelzen auszuführen. Daher bezieht sich die vorliegende Erfindung ebenfalls auf ein Computerprogrammprodukt mit darauf gespeichertem Software-Code (Softwareanweisungen), der ausgebildet ist, um eines der zuvor beschriebenen Verfahren auszuführen, wenn der Software-Code durch eine Verarbeitungseinheit ausgeführt wird. Die Verarbeitungseinheit kann jede Form von Computer oder Steuereinheit (z.B. zum Ansteuern eines 3D-Druckers) sein, die einen entsprechenden Mikroprozessor aufweist, der einen Software-Code ausführen kann. Insbesondere kann die Software jeden beliebigen 3D-Drucker (z.B. eine Anlage zum selektiven Laserschmelzen) steuern.
-
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung lösen zumindest einen Teil der obengenannten Probleme durch ein additiv gefertigtes Zerspanwerkzeug (oder einen seiner Bestandteile) mit einer konstruktiven Funktionsintegration, wobei insbesondere eine integrierte Kaltgaserzeugung und eine fokussierte Applikation kryogener Mehrstoffkühlung umgesetzt wird.
-
Ausführungsbeispiele stellen insbesondere mittels selektiven Laserschmelzens (oder eines beliebigen anderen 3D-Druckverfahrens) gefertigte Drehwerkzeuge dar. Hierzu gehören Klemmhalterkonzepte für ein Klemmhalterschaft und/oder Klemmhaltermodul, zu deren charakteristischen Eigenschaften insbesondere eine funktionsintegrierte Kaltgaserzeugung mittels eines Wirbelrohres (z.B. eines Ranque-Hilsch-Rohres) und der Einsatz einer Zweistoffdüse für die spanflächenseitige Applikation kryogener Mehrstoffkühlung unter Nutzung von Kohlenstoffdioxid und gekühlter Druckluft gehören. Weiterhin dient eine geometrisch angepasste Düsenform der verbesserten Freiflächenkühlung mittels gekühlter Druckluft.
-
Vorteile von Ausführungsbeispielen umfassen die folgenden Aspekte:
- - Es kann eine kompakte Bauform sowie ein hoher Grad an Funktionsintegration erreicht werden. Insbesondere können Zerspanungswerkzeuge speziell auf die Anforderungen bei der Zufuhr von Kühlmitteln (z.B. flüssigem Kohlendioxid) abgestimmt werden.
- - Außerdem können mittels der additiven Fertigungstechnologie einerseits die Komponentenanzahl und der Montageaufwand gesenkt werden, andererseits aber auch funktionsgerechte Kanalstrukturen implementiert werden.
- - Eine Freiflächenkühlung kann durch einen angepassten Düsenauslass und durch eine integrierte Kaltgaserzeugung deutlich verbessert werden.
- - Die eingesetzte Zweistoffdüse, die im Unterschallbereich und damit bedienerfreundlich arbeitet, garantiert außerdem eine sichere und zielgerichtete Versorgung der thermisch hochbelasteten Zerspanzone.
- - Außerdem wird durch die verbesserte Applikationsmöglichkeit kryogener CO2-Schneestrahlkühlung die notwendige Bauteilreinigung im fertigungstechnischen Umfeld minimiert. Weiterhin erfolgt keine Kontamination der Späne mit ölhaltigen Kühlschmierstoffen.
- - Bei der Werkzeugherstellung werden komplexe Fertigungsvorgänge auf ein Minimum reduziert.
-
Figurenliste
-
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele, die jedoch nicht so verstanden werden sollten, dass sie die Offenbarung auf die spezifischen Ausführungsformen einschränken, sondern lediglich der Erklärung und dem Verständnis dienen.
- 1A, 1B zeigen ein Ausführungsbeispiel für einen Klemmhalterschaft als ein Beispiel des Werkzeugschafts gemäß der vorliegenden Erfindung zusammen mit verschiedenen Schnittdarstellungen.
- 2A, 2B zeigen weitere Schnittdarstellungen durch den Klemmhalterschaft aus der 1.
- 3 zeigt eine Ansicht eines Klemmhaltermoduls als ein Beispiel des Werkzeugmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel.
- 4 zeigen unterschiedliche Schnittdarstellungen durch das Klemmhaltermodul aus der 3.
-
Detaillierte Beschreibung
-
Ausführungsbeispiele umfassen insbesondere ein modular gestaltetes Werkzeugsystem mit einem Klemmhalterschaft und einem daran fixierbaren Klemmhaltermodul. Typischerweise können mehrere verschiedenartige Klemmhaltermodule an einem Klemmhalterschaft fixiert werden.
-
1A zeigt eine Seitenansicht eines Werkzeugschafts 10 zum Halten eines Werkzeugmoduls (nicht gezeigt) für ein Zerspanungswerkzeug. Der Werkzeugschaft 10 umfasst ein Gehäuse 11 und eine Kanalstruktur 12, wobei die gestrichelt gezeigten Teile sich innerhalb des Gehäuses 11 befinden. 1B zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Schnittebene K-K. Das Gehäuse 11 umfasst einen Warmgas-Auslass 111 (z.B. Warmluft), einen Kaltgas-Auslass 112 (z.B. Kaltluft), einen Anschluss 113 für Druckgas (z.B. Druckluft) und einen Halteabschnitt 114 zum Halten des Werkzeugmoduls 20.
-
In der 1B ist oberhalb der Schnittdarstellung K-K ein vergrößerter Abschnitt des Warmluft-Auslasses 111 und unterhalb der Schnittdarstellung K-K die koaxiale Anschlussgeometrie für Druckgas und Kühlmittel vergrößert gezeigt. Der Halteabschnitt 114 auf der rechten Seite umfasst beispielsweise zwei Öffnungen 124, die der Befestigung des Klemmhaltermoduls (nicht gezeigt) dienen.
-
Die Kanalstruktur 12 dient der Kaltgaserzeugung aus der Druckluft, wobei die Kanalstruktur 12 den Anschluss 113 für Druckluft mit dem Warmluft-Auslass 111 und mit dem Kaltluft-Auslass 112 verbindet, um das Warmgas und das Kaltgas aus dem Druckgas zu separieren oder zu gewinnen. Das Gehäuse 11 und die Kanalstruktur 12 sind als ein unitäres Bauteil mit Hilfe eines additiven Fertigungsprozesses gefertigt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel beinhaltet die Kanalstruktur 12 beispielhaft ein Wirbelrohr, wobei der Warmluft-Auslass 111 und den Kaltluft-Auslass 112 gegenüberliegend ausgebildet sind. Die Kanalstruktur 12, welche auch das Wirbelrohr beinhalten kann, ist zusammen mit dem Gehäuse 11 als ein unitäres Bauteil ausgebildet.
-
Der Warmluftauslass 111 umfasst eine Drosselschraube 1. Die Strömungsrichtung des Warmluftwirbels 2 ist koaxial zur Strömungsrichtung des Kaltluftwirbels 3 ausgebildet, der sich in entgegengesetzter Richtung zum Warmluftwirbel 2 bewegt. Der Warmluftwirbel 2 strömt in Richtung Warmgasauslass 111 und wird partiell über eine montierte Drosselschraube 1 abgeführt.
-
In der Schnittdarstellung der 1B ist der Anschluss 113 beispielhaft als ein koaxialer Anschluss gezeigt, der in einem zentralen Bereich einen Durchlass 6 für Kühlmittel bereitstellt, um das Kühlmittel dem Klemmhaltermodul über den Halteabschnitt 114 zuzuführen. In einem Außenbereich des koaxialen Anschlusses 113 sind Zufuhrkanäle 5 für die Druckluft ausgebildet, die die Druckluft zu einem schneckenförmigen Zufuhrkanal 126 des Wirbelrohres 12 leiten.
-
2A zeigt eine weitere Ansicht des Klemmhalterschaftes 10 und die 2B zeigt unterschiedliche Schnittdarstellungen entlang der gezeigten Schnittebenen C-C und D-D.
-
Die Schnittdarstellung D-D ist ein Schnitt durch das Wirbelrohr 12, wobei auf der rechten Seite die spiralförmigen Lufteinlasskanäle 125 (Detail X) zu sehen ist. Rechts daneben ist der Halteabschnitt 114 mit dem Auslass für das Kühlmittel 6 dargestellt. In der Detailansicht X ist der Warmluftwirbel 2, der Kaltluftwirbel 3 und die schneckenförmige Druckluftversorgungskammer 126 dargestellt, die die Luft durch spiralförmige Lufteinlasskanäle 125 in das Wirbelrohr 12 leitet.
-
In der Schnittdarstellung C-C sind in einem Abschnitt 8 des Gehäuses 11 sowohl der schneckenförmige Lufteinlass 126 als auch die spiralförmigen Luftzufuhrkanäle 125 ausgebildet, die die Luft über einen Einlass 5 für komprimierte Luft in das Wirbelrohr 12 hineinführen. Außerdem zeigt diese Schnittdarstellung C-C den Kanal 6 für flüssiges Kohlendioxid, der durch den Klemmhalterschaft 10 hindurchgeführt wird.
-
Ausführungsbeispiele nutzen daher zur Kaltgaserzeugung den Ranque-Hilsch-Effekt, der in dem gezeigten Wirbelrohr 12 umgesetzt wird. Diese Form der Kaltgaserzeugung hat den Vorteil, dass keine beweglichen Komponenten benötigt werden bzw. nur das Gas bewegt werden muss. Dadurch ist diese Methode zur Kaltgaserzeugung für die Funktionsintegration mittels additiver Fertigungstechnologien besonders geeignet.
-
Die Funktionsweise der integrierten Kaltgaserzeugung mittels dieses Effektes kann wie folgt beschrieben werden: ein komprimierter Luftmassenstrom wird bei Umgebungstemperatur über die schneckenförmig ausgeführte Einlassgeometrie 126 rohrmantelseitig mit Hilfe von sechs (oder eine andere Anzahl) spiralförmiger Einlassöffnungen 125 tangential in das Wirbelrohr 12 geleitet. Durch eine angepasste Ausrichtung dieser beispielhaften sechs Einlassöffnungen 125 soll die Wirbelbildung des äußeren Warmgasstromes 2 in axialer Richtung zusätzlich unterstützt werden. Mit Hilfe der Drosselschraube 1 am Wirbelrohrende wird das Verhältnis zwischen Warmgasstrom 2 und Kaltgasstrom 3 gesteuert. Der verbleibende Kaltgasmassenstrom 3 verläuft koaxial, mit kleinerem Durchmesser und schlussendlich gegenläufig zu dem Warmgasstrom 2 in Richtung des Kaltluft-Auslasses 112 (Kaltgasaustrittsbohrung). Bei dieser gegenläufigen Wirbelbewegung wird Energie in Form von Wärme von dem schneller drehenden inneren Gaswirbel an den langsamer rotierenden äußeren Gaswirbel übertragen. Temperaturdifferenzen zwischen dem Warmgasstrom und dem Kaltgasstrom in einem Bereich von 10 bis 20 °C (oder mehr) sind leicht zu erzielen.
-
3 zeigt eine Darstellung für das Klemmhaltermodul 20 mit dem Gehäuse 21 und darin einer gestrichelt dargestellten Kanalstruktur 22, welches wiederum unitär durch einen 3D-Druckprozess hergestellt wurde. 4 zeigt unterschiedliche Schnittdarstellungen entlang der Schnittebenen, wie sie in der 3 zu sehen sind. Dazu ist zunächst in der 4 oben die Schnittdarstellung entlang des Schnittes A-A zu sehen und rechts daneben eine Detailansicht des Abschnittes Z dargestellt. In der 4 unten ist die Schnittdarstellung entlang der Schnittebene B-B zu sehen und eine Detailansicht zu dem Abschnitt Y.
-
Das Gehäuse 21 umfasst (siehe Schnittdarstellung entlang des Schnittes A-A) einen Halteabschnitt 214 mit der Einlassöffnung für das Kühlmittel 212 und dem Kaltgas-Einlass 211. Außerdem sind wiederum zwei Öffnungen 224 ausgebildet, die der Befestigung des Klemmhaltermoduls 20 an dem Klemmhalterschaft 10 dienen. In der Detailansicht zu dem Abschnitt Z ist ein Zufuhrkanal 32 für flüssiges Kohlendioxid dargestellt. Außerdem ist eine schneckenförmige Druckluftversorgung 23 der Zweistoffdüse gezeigt, der die Druckluft schneckenförmig einem Druckluftkanal 34, der koaxial zu dem Zufuhrkanal für flüssiges Kohlendioxid 32 angeordnet ist, zuführt. Außerdem ist ein Austritt 35 für flüssiges Kohlendioxid und den Luftstrom gezeigt. Im Abschnitt 36 erfolgt durch die plötzliche Querschnittserweiterung eine Expansion des flüssigen Kohlendioxids sowie die düseninterne Mischung von Druckluft und expandiertem Kohlendioxid. Der Zweistoffdüsenaustritt 37 enthält dann das Gemisch aus Luft, Trockeneispartikeln und gasförmigem Kohlendioxid.
-
Die Detailansicht zu dem Abschnitt Y aus dem Schnitt B-B zeigt die Druckluftversorgung. Dabei wird Druckluft über die Zuführung 38 der schneckenförmigen Druckluftversorgung 23 zugeführt und gelangt anschließend in den koaxial angeordneten Druckluftkanal 34, wie es ebenfalls in der Detailansicht Z zu sehen ist. Konzentrisch ist als Mittenkanal der Zufuhrkanal für flüssiges Kohlendioxid 32 dargestellt.
-
Mit der dargestellten Werkzeuganordnung mit dem Klemmhalterschaft 10 und dem Klemmhaltermodul 20 wird eine spanflächenseitige Applikation kryogener Mehrstoffkühlung mittels einer Zweistoffdüse in dem Klemmhaltermodul 20 umgesetzt. Zweistoffdüsen werden häufig beim Trockeneisstrahlen bzw. beim CO2-Schneestrahlreinigen eingesetzt. Die Anforderungen an die Zufuhrsysteme im Zusammenhang mit der Bauteilreinigung, wie beispielsweise Strahlgeschwindigkeiten im Überschallbereich oder große Schneepartikel für eine hohe mechanische Abrasivität, unterscheiden sich im Allgemeinen von denen bei der Zerspanprozesskühlung.
-
Die Schnittdarstellungen der 4 zeigen, wie gesagt, die Zweistoffdüsengeometrie, die in dem Klemmhaltermodul 20 integriert ist. Generell beruht die Saugwirkung dieser Zweistoffdüsen auf dem Venturi-Effekt. Bei der dargestellten Zweistoffdüse fungiert flüssiges Kohlendioxid beispielhaft als Treibmedium, welches bei plötzlicher Querschnittserweiterung eine erhebliche Expansionswirkung zeigt. Am Zweistoffdüsenaustritt wird sowohl eine Mehrstoffströmung aus Luft- und Kohlendioxid als auch ein Mehrphasengemisch aus festen und gasförmigen Phasen beobachtet.
-
Außerdem umfasst die Düsengeometrie keine Agglomerationskammer, da große Trockeneispartikel für die kryogene Kühlung von Zerspanprozessen nicht zielführend sind (wegen einer in Summe kleineren Partikeloberflächen und einer erhöhten Abrasivität). Mit Hilfe von Zweistoffdüsen wird, im Vergleich zu Einstoffdüsen, ein fokussiertes Strahlbild erreicht. Weiterhin kann durch den Einsatz von Zweistoffdüsen die Eisbildung am Düsenaustritt minimiert und gleichzeitig die Prozessstabilität erhöht werden.
-
Ausführungsbeispiele überwinden die Nachteile konventioneller Produktionsmethoden, die bei der fertigungstechnischen Umsetzung neuer Werkzeugkonzepte zur Anwendung nachhaltiger Kühlstrategien unter zusätzlicher Berücksichtigung einer hohen räumlichen Kompaktheit an ihre Grenzen gelangen. Additive Fertigungstechnologien eröffnen eine hohe Design-Freiheit und neue Möglichkeiten zur Herstellung innovativer Werkzeuglösungen mit deutlich erhöhter Funktionsintegration. Außerdem erlauben diese eine erhebliche Reduktion der Bauteilkomponenten und bieten eine hohe Gestaltungsfreiheit bei der Auslegung von kontinuierlich verlaufenden Kanalstrukturen. Dies sind nur zwei von vielen neuen Vorteilen, die der Einsatz additiver Fertigungstechnologien bietet.
-
Eine eindeutige und benutzerfreundliche Verbindung zwischen dem Klemmhalterschaft 10 und dem Klemmhaltermodul 20 wird über eine Verzahnungsgeometrie 114, 214 erreicht. Außerdem ermöglicht die modulare Ausführung einerseits eine Senkung der additiven Fertigungsdauer und andererseits eine erhöhte Flexibilität bezüglich der Anbindung unterschiedlicher Klemmhaltermodule 20 für verschiedene Schneidplattengeometrien.
-
Außerdem erlauben Ausführungsbeispiele speziell angepasste Werkzeugsysteme mit unter anderem kontinuierlich verlaufenden Kanalstrukturen, damit eine vorzeitige Expansion und somit ein Versagen der kryogenen Kühlstrategie ausgeschlossen werden kann. Damit werden die besonderen physikalischen Eigenschaften von flüssigem Kohlenstoffdioxid berücksichtigt. Mit subtraktiven Fertigungsverfahren wäre dies oftmals nicht umsetzbar. Insbesondere Mehrstoffdüsen eignen sich besonders für eine prozesssichere und zielgerichtete Applikation von kryogenem CO2-Schnee. Auch wenn der Aufbau sowie eine schlanke Integration in bestehende Werkzeugsysteme meist sehr komplex ist und dadurch mit erhöhten Montageaufwendungen zu rechnen ist, können diese Systeme in Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ohne Probleme umgesetzt werden.
-
Die in der Beschreibung, den Ansprüchen und den Figuren offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
