DE10236523A1

DE10236523A1 - Werkzeug mit einer formgebenden Oberfläche und Verfahren zur Herstellung eines Werkzeugs

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Publication number: DE10236523A1
Application number: DE10236523A
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. Wolf
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2004-02-19

Abstract

Werkzeuge zur Herstellung von Formteilen, beispielsweise für Spritzguss, benötigen einer Kühlung, um bei der Herstellung die im Kern des Werkzeuges gespeicherte Wärme durch das flüssig eingespritzte Material mit einem Kühlmedium abzuführen. Dazu wird erfindungsgemäß ein Werkzeug (1) mit Kühlkanälen (12) und Verbindungskanälen (16) für ein Kühlmedium angegeben, wobei das Werkzeug (1) aus mehreren übereinander gestapelten Schichten (2) aufgebaut ist, die mit Strömungskanäle (10) bildenden Ausnehmungen (8) versehen sind, und wobei die Strömungskanäle (10) von der formgebenden Oberfläche (6) des Werkzeugs (1) im Wesentlichen konstant beabstandet sind. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung des Werkzeuges angegeben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug mit einer formgebenden Oberfläche zur Herstellung von Formteilen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Werkzeuges.
Werkzeuge zur Herstellung von Formteilen, beispielsweise für Spritzguss, benötigen eine Kühlung. Aus dem Werkzeugbau ist bei Spritzgusswerkzeugen bekannt, die im Kern des Werkzeuges gespeicherte Wärme durch das flüssig eingespritzte Material über ein Kühlmedium abzuführen.

Üblicherweise werden dazu Kühlkanäle durch Tieflochbohren in einen massiven Werkzeugkörper eingebracht. Die Lage und der Verlauf der Kühlkanäle lässt sich nur sehr schwer an die Form der mit flüssigem Material auszufüllenden Kavität im Werkzeug und damit den Kühlerfordernissen anpassen.

Ansätze zur Effizienzsteigerung der Wärmeableitung im Werkzeug sind aus der Druckschrift DE 43 31 630 bekannt. Dabei werden Kühlspindeln in die Bohrungen eingesetzt, die so dimensioniert sind, dass die äußeren Mantelflächen der Spindeln abdichtend an der Innenseite der Kammer anliegen, so dass das Kühlmedium durch die Spindelgänge im Bohrloch strömt. An dafür vorgesehenen Kanten entstehen Verwirbelungen, die die Wärme von der Bohrlochwandung besser abführen sollen. Abgesehen vom zusätzlichen Aufwand, derartige Spindeln zu fertigen und in Kühlkanäle einzubringen, fin det durch diese Maßnahme prinzipiell keine verbesserte Anpassung an die Kühlerfordernisse komplexer Formteilgeometrien statt.

Darüber hinaus sind aus dem Gebiet der Wärmeübertrager aus den Druckschriften DE 195 36 115 C2 und DE 196 39 114 A1 Übertrager mit einem Plattenstapelaufbau aus mehreren, übereinander gestapelten und mit Durchbrüchen versehenen Platten bekannt. Die Durchbrüche verlaufen in mehreren geradlinig parallelen Reihen entlang der Plattenebene. Die Platten sind so aufeinander gestapelt, dass die Durchbrüche einer Platte mit benachbarten Durchbrüchen einer angrenzenden Platte in Verbindung stehen. Auf diese Weise bildet jede Gruppe übereinander liegender Reihen von Durchbrüchen ein zweidimensionales Netzwerk an Strömungskanälen. Durch geeignete Zufluss- und Abflusseinrichtungen an den Seiten eines Stapels können die einzelnen Netzwerke in mehrere Gruppen aufgeteilt werden, von denen jede von unterschiedlichen Fluiden durchströmt wird. Derartige Plattenstapel eignen sich beispielsweise für Wärmeübertrager zur Kühlung von Batterieölen bei Hochtemperaturbatterien.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zur Herstellung von Formteilen anzugeben, welches eine verbesserte Kühlwirkung aufweist. Des Weiteren soll ein Verfahren zur Herstellung des Werkzeuges angeben werden.

Die Aufgabe wird bezüglich der Vorrichtung erfindungsgemäß gelöst durch ein Werkzeug mit einer formgebenden Oberfläche zur Herstellung von Formteilen, bei dem mehrere übereinander angeordnete Schichten vorgesehen sind, die jeweils mit einer einen Strömungskanal bildenden Ausnehmung versehen sind, wobei der Verlauf des Strömungskanals von der formgebenden Oberfläche im Wesentlichen konstant beabstandet ist.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass die auf das Werkzeug zur Herstellung von Formteilen durch heißes Schmelzmaterial übertragene Wärme durch ein Kühlmedium mit größtmöglicher Wärmeübertragung abgeführt werden sollte. Dabei sollte sowohl die formgebende Oberfläche des Werkzeugs als auch dessen Kühlung individuell, insbesondere an die Kontur des zu formenden Formteils angepaßt sein. Zur Vereinbarung sich eigentlich widersprechender Anforderungen, einer vergleichsweise oberflächennahen Kühlung unter Beibehaltung der Möglichkeit einer einfachen an die Kontur des zu fertigenden Werkstücks angepassten Formgebung der Oberfläche des Werkzeugs sollte eine individuelle Formgebung des Werkzeugs ermöglicht sein. Dabei sollte ein einstöckiges komplexes und somit aufwendiges Werkzeug, welches nur mit großem Kostenaufwand herstellbar ist, vermieden sein.

Das Werkzeug ist dazu aus einzelnen Schichten aufgebaut, wobei die übereinander gestapelten Schichten sich ideal zur Anpassung oder Formung besonders komplexer Formen eignen. Dabei können Strömungskanäle in nahezu beliebiger Orientierung und mit beliebigem Durchmesser durch das Werkzeug geführt werden, um die Kühlung optimal an die Werkzeug- bzw. Formteilgeometrie anzupassen. In einfacher Art und Weise können so gezielt Temperaturgradienten zur formgebenden Oberfläche dort eingestellt werden, wo die formgebende Oberfläche eines Werkzeugs mit der Formteiloberfläche in Kontakt tritt. Unter Kühlung wird allgemein die Temperierung des Werkzeuges relativ zur ursprünglichen Temperatur eines in das Werkzeug einzubringenden Materials für das Formteil verstanden. In diesem Zusammenhang fällt auch ein ggf. erforderliches Heizen des Werkzeuges unter die ursprüngliche Temperatur des Materials begrifflich unter Kühlung. Beim Strömungsmedium, insbesondere Kühl- oder Heizmedium kann es sich sowohl um gasförmige als auch um flüssige Substanzen handeln.

Für eine besondere Gestaltungsfreiheit bei der Anordnung der Strömungskanäle im Werkzeug sind die Schichten in ihrer Dimension so konzipiert, dass über eine Bearbeitung der Ober- und/oder Unterseite der jeweiligen Schicht ein gewünschter Verlauf des Strömungskanals (kurz Kanalverlauf genannt) definiert ist. Dazu ist die Ausnehmung vorteilhafterweise durch eine die jeweilige Schicht durchlaufende Öffnung gebildet. Alternativ oder zusätzlich ist die Ausnehmung durch eine an einer Oberfläche der Schicht verlaufenden Nut gebildet. Die Öffnung oder der Durchbruch in der Schicht erfolgt durch deren gesamte Dicke. Die Nut wird an der Ober- und/oder Unterseite der Schichtoberflächen ausgeformt. Dabei sind in bevorzugter Ausführungsform mehrere Nuten in einer oder mehreren Oberflächen der Schicht eingebracht, wobei die Nuten beispielsweise parallel zueinander verlaufen. Auf diese Weise lassen sich die Kühlkanäle optimal an die Geometrie der formgebenden Oberfläche und daraus resultierend an die Kontur des Formteils anpassen. Dies gewährleistet eine effiziente und gezielte Abkühlung eines Formteils bei seiner Herstellung.

Prinzipiell können Form und Dicke der Schichten frei gewählt werden. Ein limitierender Faktor ist jedoch die Handhabbarkeit extrem dünner Schichten beim Aufbau des Werkzeuges. Ebenso führen die Herstellungsverfahren zur Bildung der Ausnehmungen, insbesondere zur Bildung von Durchbrüchen in den Schichten zu gewissen Obergrenzen der Schichtdicke, bei denen sich die Bearbeitungsverfahren noch sinnvoll einsetzen lassen. Zweckmäßigerweise sind bei der bevorzugten Ausführungsform die jeweiligen Schichten plattenförmig mit einer Dicke von mindestens 0,1 mm, insbesondere von 0,1 mm bis 10 mm ausgebildet. Geringere Dicken von kleiner 0,1 mm sind auch möglich und besonders für die Gestaltung von Mikrostrukturteilen von Bedeutung. Dabei richtet sich die Schichtdicke nach der Bauteilgröße und Form; bei Mikrostrukturteilen wird die Schichtdicke kleiner 0,1 mm bis maximal 10 mm betragen; bei Großteilen wird die Schichtdicke je nach Formteilgestaltung mindestens 10 mm bis hin zu 100 mm betragen. Obwohl die Form der Schichten oder Platten frei wählbar ist, werden für die meisten Bearbeitungsverfahren ebene Geometrien bevorzugt. Die Schichten werden bei einer geringen Dichte von kleiner 0,1 mm gelasert oder geätzt. Schichten mit größerer Dicke, welche insbesondere bei komplexen Werkzeugen auftreten, werden mit Laser- oder Wasserstrahl geschnitten, erodiert oder spanend erzeugt.

In bevorzugter Ausführungsform weist die Ausgestaltung der Innenwand des Strömungskanals eine die Oberfläche vergrößernde Form auf. Hierdurch kann der Wärmeübertrag auf das im Strömungskanal geführte Strömungsmedium gesteigert werden, indem die Innenwand bevorzugt mit einer rauhen Oberfläche ausgebildet ist.

Zweckmäßigerweise weist das Werkzeug eine zentrisch angeordnete Kavität auf. Als Kavität, auch Werkzeugkavität genannt, wird ein Hohlraum im Werkzeug, insbesondere im Spritzgießwerkzeug bezeichnet, welcher später mit Schmelze zur Herstellung des Formteils gefüllt wird. Dieser Hohlraum wird z.B. durch Fräsen, Erodieren usw. hergestellt. Je nach Anzahl der Hohlräume spricht man von einem Einfach- oder Mehrfach-Werkzeug.

Für einen möglichst nahe am zu formenden Werkstück und somit nahe am Wärmeentstehungsort des Werkzeugs auszuführenden Wärmeübertrag ist ein als Kühlkanal ausgeführter Strömungskanal derart ausgebildet, dass dieser die Kavität zumindest teilweise umläuft. Bei einer einfachen als Hohlzylinder ausgebildeten Kavität ist der Kühlkanal beispielsweise als Halbring oder Vollring ausgebildet. Für eine gleichmäßige und weitgehend großflächige Kühlung der Kavität sind mehrere Kühlkanäle benachbarter Schichten parallel zueinander, insbesondere parallel zur Schichtenfolge angeordnet. Parallel zueinander und zur Schichtenfolge verlaufende Kühlkanäle weisen eine im wesentlichen gleiche Form und Abmessung auf. Je nach Vorgabe können identische Schichten, d.h. Anzahl, Anordnung und Form der Strömungskanäle der Schichten sind gleich, oder spiegelsymmetrische Schichten, bei denen die Anzahl und die Form der Strömungskanäle bei gespiegelter Anordnung dieser gleich sind, zur Bildung des Werkzeugs vorgesehen sein. Es können aber auch weitere an vorgegebene Anforderungen, insbesondere an thermische Anforderungen angepasste Schichtarten vorgesehen sein. Identische oder spiegelsymmetrische Schichten sind insbesondere unter dem Gesichtspunkt einer möglichst einfachen und kostengünstigen Herstellung eines Werkzeuges besonders geeignet, da diese den geringsten Bearbeitungsaufwand bei der Bildung von Durchbrüchen in den Schichten und/oder Nuten auf den Schichtoberflächen erfordern. Besonders wirtschaftlich herzustellen sind sich mehrfach wiederholende gleiche Schichten in einem Stapel.

In bevorzugter Ausführungsform sind die Kühlkanäle die Kavität im Parallelund/oder Gegenstromprinzip umströmend ausgebildet. Zweckmäßigerweise ist ein als Verbindungskanal ausgebildeter Strömungskanal zur Verbindung von Kühlkanälen einer einzelnen Schicht und/oder mehrerer Schichten vor gesehen. Das Parallelstromprinzip weist eine einfache Anordnung und besonders kurze Verbindungskanäle zu den einzelnen Kühlkanälen auf und wird damit bevorzugt verwendet. Gesteigert wird die Effizienz jedoch durch das Gegenstromprinzip, bei dem aufeinander folgende, benachbarte Kühlkanäle vom Kühlmedium wechselweise im Uhrzeiger- und Gegenuhrzeigersinn durchströmt werden. Dies ermöglicht eine gleichmäßigere Kühlung, insbesondere bei längeren Kühlschleifen. Je nach Art und Anordnung der Schichten und/oder der Kühlkanäle können mehrere Kühlkanäle einer einzigen Schicht und/oder mehrere Kühlkanäle benachbarter Schichten im Gegenstromprinzip und/oder Parallelstromprinzip durchströmt werden.

Im Vordergrund steht die möglichst schnelle und gezielte Abkühlung der im Werkzeug herzustellenden Formteile. Besondere Umstände bei der Formteilherstellung können es jedoch erforderlich machen, im Werkzeug unterschiedliche Temperaturgradienten und -verteilungen aufzubauen. Dazu sind vorteilhafterweise einzelne Strömungskanäle als steuerbare Temperierkreisläufe ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform für eine großflächige Kühlung sind mehrere Strömungskanäle von einzelnen Schichten und/oder benachbarten Schichten zu einem gemeinsamen Temperierkreislauf zusammengeschaltet. Die Temperierkreisläufe bilden dabei jeweils ein Segment. Jedes Segment kann durch separate Zu- und Ableitungen auf eine unterschiedliche Temperatur gebracht werden, wodurch das Abkühlverhalten im Werkzeug zonar gezielt steuerbar ist.

Aus wirtschaftlicher Sicht besonders vorteilhaft ist die optimale Ausnutzung von Symmetriegegebenheiten der Formteile, die sich im Werkzeug widerspiegeln. Ein Optimum wird erzielt, wenn die Schichtenfolge, insbesondere Schichtoberflächen bevorzugt parallel oder senkrecht zu Symmetrieelementen der Werkzeugkavität bzw. des Formteils verlaufen. Unter Symmetrieelemente werden Symmetrieachsen oder -ebenen verstanden. Der Herstellungsaufwand zur Ausbildung der einzelnen Schichten ist bei diesen Anordnungen wesentlich verringert.

Für eine besonders einfache Zu- und Abführung des Kühlmediums ist eine, insbesondere die formgebende Oberfläche bildende Schicht als Verschal tungsschicht von mehreren in einer benachbarten Schicht verlaufenden Strömungskanälen ausgebildet. D.h. die oberen Schichten des Werkzeugs bilden dabei sogenannte Kopf- und Fußschichten zwischen denen eine große Kühlschicht oder mehrere Kühlschichten mit als Kühlkanäle ausgebildeten Strömungskanälen angeordnet sind, wobei die Kopf- und die Fußschicht mit die Kühlkanäle verbindenden Verbindungskanälen versehen sind, die insbesondere der Zu- und Abführung des Kühlmediums dienen.

Die auf das Verfahren zur Herstellung eines Werkzeuges gerichtete Aufgabe wird gelöst, indem mehrere jeweils eine als Strömungskanal ausgebildete Ausnehmung aufweisende Schichten übereinander angeordnet und miteinander formschlüssig verbunden werden, wobei die miteinander verbundenen Schichten mit einer an die Kontur eines vorgegebenen Formteils angepassten Oberfläche versehen werden. Mit anderen Worten: Durch ein Herausbilden der Ausnehmungen aus den jeweiligen Schichten, dem darauf folgenden Übereinanderstapeln und dem Verbinden der Schichten und einer abschließenden Nacharbeit oder einem Finishing wird das Werkzeug gebildet. Die Ausnehmungen werden bei geringen Schichtdicken bevorzugt mittels Laser oder Ätzverfahren gebildet; Ausnehmungen bei größeren Schichtdicken werden bevorzugt mit Laser- oder Wasserstrahl geschnitten, erodiert oder spanend erzeugt.

Vorteilhafterweise erfolgt das Verbinden der Schichten durch Verspannen, Verlöten, Verschweißen oder Kleben. Dabei können die Schichten oder Platten mit Fixierungsöffnungen versehen sein, in welche Stifte oder Anschläge oder Nasen von benachbarten Schichten oder Platten eingeführt werden, wodurch die Schichten zueinander besonders einfach und sicher positioniert werden. Ein Verspannen der Schichten erfolgt beispielsweise durch Schrauben oder Klemmen. Gegebenenfalls unter Einsatz von festem oder flüssigem Dichtmitteln, bevorzugt in Nuten. Zum Verlöten eignen sich Lotfolien, -pasten, -pulver oder lotplatierte Materialien. Ein Verschweißen der Schichten untereinander erfolgt vorzugsweise mittels Diffusions-, Elektronenstrahl- oder Laserschweißens. Zweckmäßigerweise erfolgt das Verbinden der Schichten beim Verschweißen auch an in die Schichten eingebrachten Nuten. Je nach Dicke und Verfahren werden an das Fügeverfahren angepasste Nuten in die Schichten eingebracht, in die beispielsweise gezielt die Schweißnähte gelegt werden. Dabei können beispielsweise zwei in aneinander grenzenden Oberflächen zweier Schichten verlaufenden Nuten einen gemeinsamen zwischen der Grenze der zwei Schichten verlaufenden Strömungskanal bilden. In Abhängigkeit von der Strömungsmenge kann die Nut dabei beispielsweise als Halbzylinder oder Halbschale ausgebildet sein. Bei einem Verlöten oder Verkleben der Schichten erfolgt dies auf einer durch die jeweilige Schicht selbst gebildete flächige Auflage. Die in den Schichtoberflächen verlaufenden Nuten werden dann lediglich als Strömungskanal genutzt.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Verbinden bei Schichten aus pulvermetallurgischen Materialien oder porösen Materialien durch Infiltration eines Bindemittels. Besonders effizient ist dabei die Infiltration unter Vakuum. Zur Infiltration geeignete Bindemittel sind beispielsweise Kupfer, Aluminium, Blei, Wismut und je nach Betriebstemperatur, auch Kunststoffe.

Als Nacharbeit oder Finishing können die Schichtübergänge nach dem Verbinden mit den im Werkzeugbau bekannten Verfahren bearbeitet werden, ohne die Kanäle freizulegen, beispielsweise durch Fräsen, Schleifen, Polieren oder Erodieren.

Die auf das Verfahren zur Herstellung eines Werkzeuges gerichtete Aufgabe wird weiterhin gelöst, indem eine Anzahl von Schichten unter Herausbildung einer jeweils zugehörigen Ausnehmung kontinuierlich abgeschieden und durch Infiltration miteinander verbunden werden, wobei die derart miteinander formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbundenen Schichten mit einer an die Kontur eines vorgegebenen Formteils angepassten Oberfläche versehen sind oder anschließend versehen werden. Mit anderen Worten: Durch ein kontinuierliches Abscheiden der Schichten, bevorzugt durch Lasersintern von Metallpulvern unter Herausbilden der Ausnehmungen, einer nachfolgenden Infiltration und Stabilisierung des Werkzeugs und abschließend einer Nacharbeit oder einem Finishing wird ein Werkzeug in Schichtbauweise hergestellt. Bei diesem Formgebungsverfahren existieren durch den Direktauftrag von Materialien die jeweiligen Schichten nur im übertragenen Sinne, man erhält durch die Abscheidungsmethode direkt das Werkzeug in der gewünschten Geometrie. Wie bei diesen Verfahren üblich, werden Porositäten im Nachgang durch ein Infiltrationsverfahren geschlossen und das Werkzeug damit stabilisiert. Als Nacharbeit oder Finishing können Werkzeugoberflächen auch noch nachträglich mit den bereits genannten bekannten Verfahren beim Werkzeugbau bearbeitet werden.

Vorteilhafterweise eignen sich die Werkzeuge zur Herstellung von Formteilen bevorzugt für Spritzguß- und andere Formgebungsverfahren, wie z.B. für Spritzgießen, Schäumen, Gießen oder Thermoumformen, insbesondere Tiefziehen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass sich durch die schnell durch das Strömungs- oder Kühlmedium abgeführte Wärme die Zykluszeiten bei der Formteilherstellung deutlich verkürzen lassen, verbunden mit einer möglichst hohen Ausbringung von Formteilen. Die schichtförmigen Werkzeuge lassen sich schnell aufbauen und eignen sich insbesondere ideal zur Konstruktion besonders komplexer Formen. Ein besonderer Vorteil besteht in der nahezu beliebigen Orientierung der Kühlkanäle im Werkzeug, um die Kühlung optimal an die Werkzeug- bzw. Formteilgeometrie anzupassen. Besonders bei flachen Formteilen führt dies zu weiterer Kostenreduktion bei der Bauteilher stellung. Gezielt eingestellte Temperaturgradienten zur formgebenden Oberfläche hin, dort, wo das Werkzeug mit der Formteiloberfläche in Kontakt tritt, schafft den besonderen Vorteil, das Fließverhalten des Materials im Werkzeug bis zur Erstarrung des Formteils sowie dessen Oberflächengestaltung besser kontrollieren zu können. Hierdurch lassen sich die Bauteileigenschaften wesentlich verbessern. Insbesondere die Steuerung der Erstarrungsfront während der Abkühlphase führt vorteilhafterweise zu geringeren Eigenspannungen im Formteil.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
1 ein Werkzeug mit zentrischer Kavität aus einer Schichtung senkrecht zur Symmetrieachse der Kavität,
2 ein Werkzeug mit zentrischer Kavität aus einer Schichtung parallel zur Symmetrieachse der Kavität,
3 ein Schnittbild eines Werkzeugs mit konzentrischen Kühlkanälen um eine Kavität,
4A bis 4C ein Grundprinzip der Schichtung,
5 eine Draufsicht auf übereinander gestapelte Schichten des Grundprinzips der Schichtung,
6 einen räumlichen Verlauf eines über mehrere Schichtebenen um eine Kavität umlaufenden Kühlkanals mit Verbindungskanälen, 7A bis 7B einen umlaufenden Kühlkanal gebildet aus Nuten und Durchbrüchen auf der Vorder- und Rückseite einer Schicht,
8 schematisch eine Verschaltung von Strömungskanälen im Parallelstromprinzip,
9 eine Schichtenfolge zur Realisierung des Parallelstromprinzips, 10 schematisch eine Verschaltung von Strömungskanälen im Gegenstromprinzip,
11 eine Schichtenfolge zur Realisierung des Gegenstromprinzips, 12 einen räumlicher Verlauf der Strömungskanäle im Gegenstromprinzip eines über mehrere Schichtebenen um eine Kavität umlaufenden Kühlkanals mit Verbindungskanälen,
13 eine Verschaltung im Gegenstromprinzip bei einer Schichtung parallel zur Symmetrieachse der Kavität nach 2, und 14 schematisch ein Werkzeug mit als Kopf- und Fußschichten ausgebildeten Verschaltungsschichten und dazwischen angeordneten Kühlschichten.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den selben Bezugszeichen versehen.
Das Werkzeug 1 nach 1 ist aus mehreren übereinander angeordneten oder gestapelten Schichten 2 gebildet. Die Schichten 2 sind weitgehend als ebene Platten oder Platteneinheiten ausgebildet. Zur Verwendung des Werkzeugs 1 zur Herstellung von nicht näher dargestellten Formteilen, z.B. spritzgegossenen Werkstücken, durch Spritzgießen, Schäumen oder Thermoum- und/oder Thermourformen weist das Werkzeug 1 eine zentrisch verlaufende Kavität 4 auf. Die Kavität 4, auch Hohlraum genannt, dient der Formgebung eines zu fertigenden Formteils und weist dazu eine die Kontur des Formteils entsprechende formgebende Oberfläche 6 auf.
Eine aus den übereinander gestapelten Schichten 2 resultierende Schichtenfolge 2a bis 2z verläuft dabei senkrecht zur Symmetrieachse S der zentrisch im Werkzeug 1 liegenden Kavität 4. Mit anderen Worten: Im Ausführungsbeispiel entspricht die axiale Symmetrieachse S der Kavität 4 der Stapelrichtung der Schichten 2. Derartige Symmetriebeziehungen werden ausgenutzt, um einerseits den Herstellungsaufwand gering zu halten und andererseits den Wärmefluss homogen abzuführen. Alternativ können die Schichten 2 senkrecht oder parallel zu einem weiteren Symmetrieelement, z.B. Symmetrieachse oder -ebene des mittels der Kavität 4 zu formenden Formteils verlaufen. Die Form und Dicke der einzelnen Schichten 2 oder Platten ist so gewählt, dass sich diese beim Aufbau des Werkzeuges 1 einfach handhaben lassen. Daneben richtet sich die Schichtdicke nach der Bauteilgröße und Form; beispielsweise weist die jeweilige Schicht 2 des Werkzeugs 1 zur Formung eines Mikrostrukturteiles eine Dicke von kleiner 0,1 mm oder höchstens 10 mm auf. Bei großen zu formenden Teilen ist die jeweilige Schicht 2 mindestens 10 bis 100 mm dick. Dabei kann die Dicke der Schichten 2 eines Werkzeuges 1 verschieden sein.
2 zeigt eine alternative Ausführungsform des Werkzeugs 1. Dabei sind ebenfalls Symmetrieeigenschaften der Kavität 4 berücksichtigt worden. Das Werkzeug 1 ist aus mehreren gestapelten Schichten 2 derart ausgeführt, dass die Symmetrieachse S der zentrisch im Werkzeug 1 liegenden Kavität 4 parallel zu den Schichten 2 oder Schichtebenen liegt. Zur Wärmeabführung einer beim Fertigen eines Formteils in der Kavität 4 (auch Kern genannt) auftretenden Wärme sind die einzelnen Schichten 2 mit jeweils mindestens einer Ausnehmung 8 versehen. Im Ausführungsbeispiel sind mehrere parallel zueinander angeordnete als Strömungskanäle 10 ausgebildete Ausnehmungen 8 vorgesehen, welche durch alle Schichten 2 senkrecht zur Symmetrieachse S verlaufen. Die stabformartigen oder zylinderförmigen Strömungskanäle 10 treten dabei an der Seitenflanke des Werkzeuges 1 aus.
Das in 3 dargestellte Schnittbild eines Werkzeugs 1 zeigt eine alternative Ausführungsform für die Anordnung von Strömungskanälen 10. Die Strömungskanäle 10 sind dabei als Kühlkanäle 12 ausgebildet, die konzentrisch die Kavität 4 in der Art einer Kühlschleife umlaufen. Die Kühlkanäle 12 oder Kühlschleifen können dabei zueinander unterschiedliche Abstände aufweisen. Der jeweilige Abstand ist dabei abhängig von der Dicke der betreffenden Schicht 2 sowie der Anordnung der Kühlkanäle 12 in der jeweiligen Schicht 2. Beispielsweise sind die ersten fünf Kühlkanäle 12a durch Ausnehmungen 8 in Form von Öffnungen, Bohrungen oder Durchbrüchen in der jeweiligen Schicht 2 ausgeführt. Dabei können mehrere Ausnehmungen 8 zur Bildung von Strömungskanälen 10 an mehreren Oberflächen der jeweiligen Schicht 2 vorgesehen sein. Die unteren zwei Kühlkanäle 12b sind durch nutenförmige Ausnehmen 8 an den Oberflächen, Ober- und Unterseite, der betreffenden Schichten 2 gebildet.
Des Weiteren ist der Verlauf der als Kühlkanäle 12, 12a, 12b ausgebildeten Strömungskanäle 10 im Wesentlichen konstant zur formgebenden Oberfläche 6 beabstandet. D.h., die jeweils einzelnen Kühlkanäle 12, 12a, 12b weisen die Kavität 22 umlaufend konstante Abstände auf und führen so zu einer definierten Temperaturverteilung anhand von einstellbaren Temperaturgradienten im Werkzeug 1. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wächst der Abstand der umlaufenden Kühlkanäle 12b, 12a von der formgebenden Oberfläche 6 zur Einspritzdüse 14, die im unteren Teil des Werkzeuges 1 angeordnet ist. Die Kavität 4 wird demnach zur Verteilung der Schmelze im Bereich der Einspritzdüse 14 weniger gekühlt als im oberen Teil. Eine derartige gezielte Steuerung des Schmelzflusses im Werkzeug 1 findet beispielsweise beim Mehrkomponentenspritzguss von Kunststoffen oder bei Erzeugung dekorativer Oberflächen hoher Qualität besondere Beachtung.
Die Dicke der jeweiligen Schicht 2 ist darüber hinaus derart dimensioniert, dass diese an die in den Schichten 2 verlaufenden Ausnehmungen 8 ange passt ist. Die in jeder Schicht 2 oder Schichtebene vorhandenen Ausnehmung 8 bilden übereinander gestapelt und gefügt ein Kanalsystem von Strömungskanälen 10 im Innern des Werkzeuges 1.
Zur Fertigung von komplexen Formteilen mit komplexer Geometrie ist es zweckmäßig, das Werkzeug 1 mehrteilig auszuführen. Hierdurch kann das Werkzeug 1 zum Auswerten des fertig hergestellten Formteils geöffnet und wieder geschlossen werden. Das dargestellte Werkzeug 1 kann einfach entlang einer gemeinsamen Berührungsfläche zweier Schichten 2 oder Platteneinheiten geteilt und somit zweiteilig ausgebildet werden, wobei zweckmäßigerweise keine Kühlkanäle 12b oder Strömungskanäle 8 über die gemeinsame Berührungsflächen der betreffenden Schichten 2 verlaufen bzw. hindurchtreten.
In den 4A bis 4C ist das Grundprinzip der Schichtung dargestellt. In jeder Schicht 2 sind Ausnehmungen 8 um die Kavität 4 vorhanden, die im gefügten Zustand so überlappen, dass einige der Ausnehmungen 8 konzentrisch um die Kavität 4 verlaufende Kühlkanäle 12c, 12d, 12e bilden, die zumindest teilweise von der formgebenden Oberfläche 6 konstant beabstandet sind. Im Ausführungsbeispiel sind drei Schichten 2 dargestellt, welche übereinander gestapelt das Werkzeug 1 ergeben. Je nach Position der Schicht 2 im Werkzeug 1 ist der jeweilige Kühlkanal 12c, 12d und 12e in Abhängigkeit vom Wärmeübertragungsgrad durch einen Halbring bzw. mehrere Halbringe oder Nuten gebildet. Zur Zuführung des Strömungsmediums sowie zur Verbindung der Kühlkanälen 12c bis 12e von benachbarten Schichten 2 sind weitere Ausnehmungen 8 als Verbindungskanäle 16 ausgebildet.
In 5 ist eine Draufsicht auf die übereinander gestapelten Schichten 2 nach 4 dargestellt. Die überlappenden Bereiche der übereinander liegenden Ausnehmungen 8 der Kühlkanäle 12c bis 12e sowie der Verbindungskanäle 16 sind gut erkennbar. Auf diese Weise entsteht ein Kühl- oder Kanalsystem von durch die einzelnen Schichten 2 und/oder mehrere Schichten 2 oder -ebenen hindurch tretenden Verbindungsleitungen 16 mit den in konstantem Abstand von der formgebenden Oberfläche 6 um die Kavität 4 umlaufenden Kühlkanälen 12c bis 12e. Die jeweilige Innenwand 18 der Kühlkanäle 12, 12c bis 12e kann zur Steigerung des Wärmeübertrags vom Werkzeug 1 auf das Kühlmedium eine erhöhte Rauigkeit aufweisen. Mit den bekannten Herstellungsverfahren für die Ausnehmungen 8 können auch gezielt strukturierte Oberflächen ausgestaltet werden, die den Kühlstrom gezielt umlenken oder verwirbeln.
Ein aus dem Grundprinzip durch Stapeln resultierender räumlicher Verlauf von die Kavität 4 umlaufenden Kühlkanäle 12 mit Verbindungskanälen 16 zur Zuführung des Strömungsmediums ist in 6 gezeigt. Die Kühlkanäle 12 erstrecken sich in zwei Schichten 2 unter Verbindung von in drei Schichten 2 verlaufenden Verbindungskanälen 16 und bilden einen Temperierkreislauf 20. Dabei umlaufen die Kühlkanäle 12 mit weitgehend konstanten Abstand die Kavität 4. Die dritte Schicht 2 setzt die Verbindungskanäle 16 fort, zu den in der Figur nicht dargestellten darunter liegenden weiteren Strömungskanälen 10 von benachbarten Schichten 2.
In den 7A und 7B sind in einer weiteren alternativen Ausführungsform zwei Schichten 2 in perspektivischer Darstellung mit durch Ausnehmungen 8 gebildeten Kühlkanälen 12 dargestellt. Die Kühlkanäle 12 sind beispielsweise als Nuten ausgebildet, die auf der Ober- und/oder Unterseite als Ringelemente ausgeprägt sind. 7A zeigt die Oberseite, 7B die Unterseite einer mit Ausnehmungen 8 versehenen Schicht 2 oder Platteneinheit. Die darüber und darunter im Plattenstapel angeordneten Schichten weisen spiegelverkehrte Ausnehmungen 8 auf, so dass diese zusammen mit den Ausnehmungen 8 auf den ebenen Schichtoberflächen 22 einen KühlkanaI 12 bilden. An den jeweiligen Enden der bogenförmig verlaufenden Ausnehmungen 8 für die Kühlkanäle 12 sind Durchbrüche zur Unter- bzw. Oberseite angelegt, um den Temperierkreislauf 20 oder Kühlkreislauf zu bilden. Die ebenso durch die gesamte Plattendicke verlaufenden Verbindungskanäle 16 oder Durchbrüche bilden die Verbindung zu weiteren Strömungskanälen 10 von benachbarten Schichten 2 im Stapel. Vorstellbar ist auch ein auf der Ober- und/oder Unterseite umlaufender Ringkanal (nicht dargestellt).
Ein bevorzugtes Prinzip der Verschaltung einzelner, in mehreren Schichten 2 verlaufenden Kühlkanäle 12 ist in 8 dargestellt. Bei dieser als Parallelstromprinzip P bezeichneten Verschaltungsart können die um die Kavität 4 umlaufenden und übereinander angeordneten Kühlkanäle 12 durch die Verbindungskanäle 16 so versorgt werden, dass alle Strömungskanäle 10 des Temperierkreislaufes 20 mit gleicher Strömungsrichtung vom Kühlmedium durchströmt werden. Von einem senkrecht durch die Schichten 2 verlaufenden Verbindungskanal 16 wird das Kühlmedium für die einzelnen Kühlkanäle 12 über weitere schichtbezogene Verbindungskanäle 16 abgezweigt und am ausgangsseitigen Ende der Kühlkanäle 12 wieder in einem Strom vereinigt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Parallelstromprinzips ist in der Schichtenfolge 2a bis 2f gemäß 9 dargestellt. Die Ausnehmungen 8 für die Verbindungskanäle 16 sind als Durchbrüche so angeordnet, dass diese im Schichtenstapel senkrecht zur Schichtenfolge 2a bis 2f durch die Schichten 2 einen durchgängigen Verbindungskanal 16 bilden. Zu den Verbindungskanälen 16 gehören weitere den jeweiligen Schichten 2 zugehörigen Ausnehmungen 8, die kurze Zu- und Ableitungen zu den Kühlkanälen 4 bilden. Weitere Ausnehmungen 8 sind als Kreissegmente die Kühlkanäle 12 bildend ausgeführt und konzentrisch um die Kavität 4 angeordnet. Im übereinander gestapelten Zustand überlappen sich die Kreissegmente zu einem gewissen Teil und bilden die auf zwei Ebenen um die Kavität 4 verlaufenden Kühlkanäle 12.
Ein weiteres bevorzugtes Prinzip der Verschaltung zeigt 10. Bei dieser als Gegenstromprinzip G bezeichneten Verschaltungsart können um eine Kavität 4 umlaufende und übereinander angeordnete Kühlkanäle 12 durch Verbindungskanäle 16 so versorgt werden, dass unmittelbar benachbarte Kühlkanäle 12 im Uhrzeiger- und Gegen-Uhrzeigersinn vom Kühlmedium durchströmt werden. Von einem senkrecht durch die Schichten 2 verlaufenden Verbindungskanal 16 wird das Kühlmedium einmal parallel und darüber liegend für die einzelnen Kühlkanäle 12 über Kreuz abgezweigt und am ausgangsseitigen Ende der Kühlkanäle 12 in gleicher Weise wieder in einem Strom vereinigt.
Insbesondere für lange, einen Temperierkreislauf 20 bildende Kühlschleifen, bei denen sich die Temperatur des Kühlmediums am ausgangsseitigen Ende eines Kühlkanals 12 wesentlich erhöht, können durch eine derartige Gegenstromanordnung von Strömungskanälen 10 um die gesamte Kavität 4 gleiche Temperaturgradienten zum homogenen Ableitung der Wärme zur Kühlung oder Zuführen von Wärme zum Beheizen erzeugt werden.
Mit anderen Worten: Anstelle eine abführenden Wärmeübertragung durch ein Kühlmedium können die Strömungsleitungen 10 sowie ggf. geschaltete Temperierkreisläufe 20 auch von einem aufgeheizten Strömungsmedium durchströmt werden. Dies ist je nach Auslegung des vorgegebenen Werkzeugs 1 durch entsprechend zugeführtes aufgeheiztes oder vorgewärmtes Medium möglich.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Gegenstromprinzips ist in der Schichtenfolge 2a bis 2g gemäß 11 perspektivisch dargestellt. Die Ausnehmungen 8 für die Verbindungskanäle 16 sind als Durchbrüche so angeordnet, dass diese in der Schichtenfolge 2a bis 2g senkrecht zu den Schichten 2 einen durchgängigen Verbindungskanal 16 mit Zu- und Ableitungen 16a bilden. Weitere Ausnehmungen 8 verlaufen als Kreissegmente konzentrisch um die Kavität 4, die auf unterschiedlichen Schichtebenen umlaufende Kühlkanäle 12 bilden. Die perspektivische Darstellung verdeutlicht auch den Durchfluss des Kühlmediums durch die Schichten 2. Ausgehend von der Zuleitung Z durchströmt das Kühlmedium – angedeutet durch die Pfeilrichtungen – den ersten Kühlkanal 12 im Gegen-Uhrzeigersinn, den zweiten im Uhrzeigersinn. Dabei ist die Schichtenfolge 2a bis 2g in zwei Temperierkreisläufe 20a und 20b segmentiert. Den beiden Temperierkreisläufen 20a und 20b wird über die durchgehende als Zuleitung Z ausgebildete Verbindungsleitung 16 gleichmäßig frisches Kühlmedium zugeführt, welches nach Durchlaufen der Kühlkanäle 12 der Schichten 2 des jeweiligen Temperierkreislaufes 20a bzw. 20b als aufgeheiztes Kühlmedium oder abgekühltes Heizmedium über den durchgehenden als Abgangsleitung A bezeichneten Verbindungskanal 16 abgeführt wird. Somit werden beide Temperierkreisläufe 20a und 20b mit frischem und noch nicht aufgeheiztem Kühlmedium oder warmem Heizmedium versorgt, welches sich erst beim Durchlaufen aufheizt oder abkühlt.
Für eine genaue Positionierung der Schichten 2a bis 2g zueinander können diese jeweils Fixierungsöffnungen 24 aufweisen, in welche beispielsweise Stifte oder Anschläge eingebracht sind. Um neben der Positionierung auch eine Fixierung zu ermöglichen, kann alternativ oder zusätzlich zu den Fixierungsöffnungen 24 die jeweilige Schicht 2a bis 2g mit Noppen oder Nasen und/oder Mulden versehen sind, welche ineinander geführt werden.
Einen beim Gegenstromprinzip durch Stapeln resultierenden räumlichen Kanalverlauf der um die Kavität 4 verlaufenden Kühlkanäle 12 mit den Verbindungskanälen 16 zeigt 12. Der untere Kühlkanal 12 erstreckt sich mit den Verbindungskanälen 16 über zwei Schichtebenen, die dritte Schichtebene führt die Verbindungskanäle 16 weiter zum gekreuzten Verbindungskanal 16 des darüber angeordneten Kühlkanals 12. Hierdurch umlaufen zwei Kühlkanäle 12 die Kavität 4 weitgehend vollständig, die über dem zweiten Kühlkanal 12 liegende Schichtebene führt die Verbindungskanäle 16 weiter zu den in der Figur nicht dargestellten darüber liegenden Strömungskanäle 10.
In 13 ist die axiale Verschaltung von im Gegenstromprinzip G geschalteten Strömungskanälen 10 bei einer Schichtung parallel zur Symmetrieachse S der Kavität 4 entsprechend 2 dargestellt. Die parallel zur Symmetrieachse S der Kavität 4 in den Schichtebenen verlaufenden Kühlkanäle 12 werden von den Verbindungsleitungen 16 versorgt. Die Pfeilrichtungen zeigen die Strömungsrichtung an, wobei unmittelbar benachbarte Kühlkanäle 12 im Uhrzeiger- und Gegen-Uhrzeigersinn vom Kühlmedium durchströmt werden. Die Kühlkanäle 12 werden von den senkrecht durch die Schichten 2 um die Kavität 4 umlaufenden Verbindungskanälen 16 mit Kühlmedium versorgt. Die Zuleitung Z und die Ableitung A führt geradlinig in einer Schichtebene zu den umlaufenden Verbindungskanälen 16.
Weitere alternative Ausführungsformen, insbesondere auch eine Kombination von Parallel- (P) und/oder Gegenstromprinzip (G) durch eine entspre chende Anordnung von Strömungskanälen oder -leitungen 10 anhand von Verbindungskanälen 16 und Kühlkanälen 12 mit ggf. steuerbaren Temperierkreisläufe 20 für einzelne oder mehrere Strömungskanäle 10 sind möglich.
Die 14 zeigt eine weitere Ausführungsform für ein Werkzeug 1. Dabei weist das Werkzeug 1 unterschiedlich dicke Schichten 2 mit einer zwischen zwei Verschaltungsschichten 26 angeordneten Kühlschicht 28 auf. Die beiden als Kopf- und Fußschichten ausgebildeten Verschaltungsschichten 26, dienen dabei der Verschaltung der in der Kühlschicht 28 senkrecht verlaufenden Kühlkanäle 12. Dazu sind die Verschaltungsschichten 26 mit als Sammelkanäle ausgebildeten Verbindungskanälen 16 versehen, die der Zuund Abführung des Kühlmediums dienen. Je nach Bauteilgröße ist dabei die Kühlschicht 28 im Vergleich zu den die Werkzeugoberseite und -unterseite bildenden Verschaltungsschichten 26 wesentlich größer, insbesondere dicker ausgebildet.
Das in den verschiedenen 1 bis 14 jeweils dargestellte Werkzeug 1 kann wie bereits oben beschrieben durch übereinander Stapeln und formschlüssiges Verbinden durch Verspannen, Verlöten, Verschweißen oder Kleben von bereits vorgefertigen und mit Ausnehmungen 8 versehenen Schichten 2 hergestellt werden. Alternativ kann das Werkzeug 1 wie bereits oben beschrieben durch kontinuierliches Abscheiden von Schichten 2 unter Herausbildung der Ausnehmungen 8 und anschließendes Infiltrieren hergestellt werden. Bei beiden Verfahren wird das in Schichtbauweise ausgebildete Werkzeug 1 anschließend durch Nachbearbeitung und Finishing stabilisiert, wobei insbesondere die formgebende Oberfläche 6 abschließend behandelt und geformt wird.

1: Schichten
2a: bis 2z Schichtenfolge
4: Kavität
6: formgebende Oberfläche
8: Ausnehmungen
10: Strömungskanäle
12: Kühlkanäle
14: Einspritzdüse
16: Verbindungskanäle
18: Innenwand der Strömungskanäle
20, 20a, 20b: Temperierkreislauf
22: Schichtoberflächen
24: Fixierungsöffnungen
26: Verschaltungsschicht
28: Kühlschicht
P: Parallelstromprinzip
G: Gegenstromprinzip
S: Symmetrieachse
Z: Zuleitung
A: Ableitung

Claims

Werkzeug (1) mit einer formgebenden Oberfläche (6) zur Herstellung von Formteilen gekennzeichnet durch mehrere übereinander angeordnete Schichten (2), die jeweils mit einer einen Strömungskanal (10) bildenden Ausnehmung (8) versehen sind, wobei der Verlauf des Strömungskanals (10) von der formgebenden Oberfläche (6) im Wesentlichen konstant beabstandet ist.
Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (8) durch eine die jeweilige Schicht (2) durchlaufende Öffnung gebildet ist.
Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (8) durch eine an einer Oberfläche (22) der Schicht (2) verlaufenden Nut gebildet ist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Schichten (2) plattenförmig mit einer Dicke von mindestens 0,1 mm ausgebildet sind.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenwand (18) des Strömungskanals (10) eine die Oberfläche vergrößernde Form aufweist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kavität (4) zentrisch angeordnet ist.
Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Kühlkanal (12) ausgebildeter Strömungskanal (10) die Kavität (4) zumindest teilweise umlaufend ausgebildet ist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kühlkanäle (12) benachbarter Schichten (2) in der jeweiligen Schicht (2) parallel zur Schichtenfolge (2a bis 2z) angeordnet sind.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkanäle (12) die Kavität (4) im Parallel- (P) oder Gegenstromprinzip (G) umströmend ausgebildet sind.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Verbindungskanal (16) ausgebildeter Strömungskanal (10) zur Verbindung von Kühlkanälen (12) benachbarter Schichten (2) vorgesehen ist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Strömungskanäle (10) als steuerbare Temperierkreisläufe (20) ausgebildet sind.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Strömungskanäle (10) von benachbarten Schichten (2) zu einem gemeinsamen Temperierkreislauf (20) zusammengeschaltet sind.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtenfolge (2a bis 2z) parallel oder senkrecht zu Symmetrieelementen (S) der Kavität (4) oder zu Symmetrieelementen eines mittels der Kavität zu formenden Formteils verlaufen.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine, insbesondere die formgebende Oberfläche (6) bildende Schicht (2) als Verschaltungsschicht (26) von mehreren in einer benachbarten Schicht (2) verlaufenden Strömungskanälen (10) ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Werkzeuges (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem mehrere jeweils eine als Strömungskanal (10) ausgebildete Ausnehmung (8) aufweisende Schichten (2) übereinander angeordnet und miteinander formschlüssig verbunden werden, wobei die miteinander verbundenen Schichten (2) mit einer an die Kontur eines vorgegebenen Formteils angepaßten Oberfläche (6) versehen werden.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten (2) durch Verspannen, Verlöten, Verschweißen oder Kleben miteinander verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden der Schichten (2) beim Verlöten, Verschweißen oder Kleben an den Ausnehmungen (8), insbesondere an Nuten, erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden bei Schichten (2) aus pulvermetallurgischen Materialien oder porösen Materialien durch Infiltration eines Bindemittels, bevorzugt unter Vakuum erfolgt.
Verfahren zur Herstellung eines Werkzeuges (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl von Schichten (2) unter Herausbildung einer jeweils zugehörigen Ausnehmung (8) kontinuierlich abgeschieden und durch Infiltration miteinander verbunden werden, wobei die derart miteinander formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbundenen Schichten (2) mit einer an die Kontur eines vorgegebenen Formteils angepaßten Oberfläche (6) versehen sind oder anschließend werden.
Verwendung eines Werkzeuges (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Herstellung von Formteilen durch Spritzgießen, Schäumen, Gießen oder Thermoumformen, insbesondere Tiefziehen.