DE102020003180A1

DE102020003180A1 - Verfahren zur Herstellung zumindest von Teilen eines Werkzeuges

Info

Publication number: DE102020003180A1
Application number: DE102020003180.3A
Authority: DE
Inventors: Tobias Todzy; Thomas Braun
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2020-05-27
Filing date: 2020-05-27
Publication date: 2020-08-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung zumindest von Teilen eines Werkzeuges, bei welchem ein Grundkörper (21) des Werkzeuges (19) hergestellt wird. Bei einem Verfahren wird der Grundkörper (21) des Werkzeuges (19) mittels eines generativen Verfahrens unter Verwendung eines ersten Materials in einer Aufspannvorrichtung (9) erzeugt und dass auf den Grundkörper (21) nachfolgend der das künftige Werkstück erzeugende Teil (23) des Werkzeuges (19) in der gleichen Aufspannvorrichtung (9) nachfolgend unter Verwendung zumindest eines zweiten vom ersten Material verschiedenen Materials mittels eines generativen Verfahrens aufgebracht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung zumindest von Teilen eines Werkzeuges, bei welchem ein Grundkörper des Werkzeuges hergestellt wird.
Aus der DE 10 2014 110 632 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Stanzwerkzeugen bekannt, wobei mittels eines 3D-Druckverfahrens ein vorgefertigter Grundkörper geschaffen wird, auf dem die Schneidlinien ebenfalls mittels 3D-Druckverfahren aufgebracht werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit welchem in relativ einfacher Weise ein Werkzeug hergestellt werden kann, dass möglichst optimal an die an es gestellten Anforderungen angepasst ist.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
Die Aufgabe ist mit einem Verfahren dadurch gelöst, dass der Grundkörper des Werkzeuges mittels eines generativen Verfahrens unter Verwendung eines ersten Materials in einer Aufspannvorrichtung erzeugt wird und dass auf den Grundkörper nachfolgend der das künftige Werkstück erzeugende Teil des Werkzeuges in der gleichen Aufspannvorrichtung nachfolgend unter Verwendung zumindest eines zweiten vom ersten Material verschiedenen Materials mittels eines generativen Verfahrens aufgebracht wird. Durch die zweistufige Herstellung mit unterschiedlichen Materialien lassen sich Werkzeugeigenschaften zielgerichtet einstellen. Im Weiteren sollen unter dem Begriff „Werkzeug“ auch bei größeren Produktionswerkzeugen Segmente des Werkzeuges subsummiert sein.
Vorteilhafterweise wird als Werkzeug ein Montagewerkzeug hergestellt. Bei der Herstellung des Montagewerkzeuges kann ein Reibwert in Abhängigkeit des jeweils herzustellenden Werkzeugs spezifisch realisiert bzw. minimiert werden.
In einer Alternative wird als Werkzeug ein formgebendes Werkzeug hergestellt. Bei dessen Herstellung wird ein Wärmeabfluss bzw. eine Kühlwirkung gezielt eingestellt. Zu solchen Werkzeugen gehören Umformwerkzeuge oder Spritzgießwerkzeuge.
Alternativ wird als Werkzeug ein materialbearbeitendes Werkzeug hergestellt. Bei der Herstellung eines solchen Werkzeuges, wie beispielsweise eines Stanzwerkzeugs, eines Abkantbacken oder eines Schneidmessers, wird auf eine Verschleißminimierung des Werkzeuges bei dessen Einsatz abgezielt.
In einer Variante wird als generatives Verfahren ein 3D-Druckverfahren verwendet. Mittels des 3D-Druckverfahrens werden Werkzeuge mit hoher Präzision und Haltbarkeit hergestellt.
In einer Ausgestaltung erfolgt nach jedem Schritt des generativen Verfahrens eine Reinigung des hergestellten Werkzeugteils. Dadurch lassen sich die verwendeten verschiedenen Materialien besonders fest miteinander verbinden.
In einer Ausführungsform wird das generativ erzeugte Gesamtwerkzeug lasergeglättet und laserpoliert. Dadurch werden die Oberflächeneigenschaften des Werkzeugs verbessert.
Es ist von Vorteil, wenn ein Umlenkspiegel einer zum Glätten und Polieren verwendeten Laservorrichtung gelenkt wird. Dadurch kann das Glätten und Polieren des Gesamtwerkzeuges, welches auch unregelmäßige Formen aufweisen kann, in nur einem Verfahrensschritt realisiert werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigt:

1 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Diese Vorrichtung ist als 3D-Druckvorrichtung 1 ausgebildet, welche eine Materialzufuhr 3 für ein erstes Material und eine weitere Materialzufuhr 5 für ein weiteres Material umfasst. An Boden 7 der 3D-Druckvorrichtung 1 ist eine Aufspannplatte 9 vorgesehen. Eine Laserquelle 11 ist außen an der 3D-Druckvorrichtung 1 positioniert, wobei ein Laserstrahl 13 in die 3D-Druckvorrichtung 1 hineingerichtet ist. Im Innenraum 15 der 3D-Druckvorrichtung 1 ist mindestens ein Umlenkspiegel 17 für den Laserstrahl 13 vorgesehen.
Diese 3D-Druckvorrichtung ist zur Herstellung eines Werkzeuges 19 vorgesehen. Bei dem Herstellungsverfahren wird ein Grundkörper 21 des Werkzeugs 19 mittels 3D-Laserdruck auf der Aufspannplatte 9 erzeugt. Der Grundkörper 21 wird dabei aus dem ersten Material hergestellt. Nach einer Reinigung des Grundkörpers 21 wird in einem weiteren 3D-Laserdruck aus dem zweiten Material der das künftige Werkstück erzeugende Teil 23 des Werkzeugs 19 auf der gleichen Aufspannplatte 9 hergestellt. Das erste und das zweite Material unterscheiden sich dabei voneinander. Auch das Teil 23 des Werkzeuges 19 wird gereinigt. Anschließend wird die Oberfläche des gesamten Werkzeuges 19 (Grundkörper 21 und Teil 23) durch den Laserstrahl 13 geglättet und poliert. Der Laserstrahl 13 wird bei diesen Glätt-bzw. Poliervorgang von dem Umlenkspiegel 17, welcher schwenkbar gelagert ist, umgelenkt, so dass die Oberfläche des gesamten Werkzeuges 19 von dem Laserstrahl 13 abgefahren werden kann.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterung in der Beschreibung, definiert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014110632 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Herstellung zumindest von Teilen eines Werkzeuges, bei welchem ein Grundkörper (21) des Werkzeuges (19) hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (21) des Werkzeuges (19) mittels eines generativen Verfahrens unter Verwendung eines ersten Materials in einer Aufspannvorrichtung (9) erzeugt wird und dass auf den Grundkörper (21) nachfolgend der das künftige Werkstück erzeugende Teil (23) des Werkzeuges (19) in der gleichen Aufspannvorrichtung (9) nachfolgend unter Verwendung zumindest eines zweiten vom ersten Material verschiedenen Materials mittels eines generativen Verfahrens aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkzeug (19) ein Montagewerkzeug hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass als Werkzeug (19) ein formgebendes Werkzeug hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkzeug (19) ein materialbearbeitendes Werkzeug hergestellt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als generatives Verfahren ein 3D-Druckverfahren verwendet wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach jedem Schritt des generativen Verfahrens eine Reinigung des hergestellten Werkzeugteils (21, 23) erfolgt.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das generativ erzeugte Gesamtwerkzeug (19) lasergeglättet und laserpoliert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umlenkspiegel (17) einer zum Glätten und Polieren verwendeten Laservorrichtung (11) gelenkt wird.