Temperierkonzpte Flashcards
Einteilung
Temperierkonzepte
- Werkzeugtechnische Konzepte
- Anlagen- und prozesstechnische Konzepte
Temperierkonzepte
Anlagen- und prozesstechnische Konzepte
- Kontinuierliche Temperierung
- Quasikontinuierliche Temperierung
- Dynamische Temperierung
Werkzeugtechnische Konzepte
Geradlinige Rohrkühlung
Kühlkanäle werden spanend mittels Bohrtechnik in das Werkzeug eingebracht:
- keine Radien
- Dichtflächen
- bedingte Zugänglichkeit
⇒ homogene Temperaturverteilung nicht immer gewährleistet
⇒ ungünstig bei runden Formteilen
Werkzeugtechnische Konzepte
Kühlkanalsysteme
Einfacher Kanal
Werkzeugtechnische Konzepte
Kühlkanalsysteme
Kühldüse
Werkzeugtechnische Konzepte
Kühlkanalsysteme
Temperierkanal mit geradem Trennblech
Werkzeugtechnische Konzepte
Kühlkanalsysteme
Temperierkanal mit verdrilltem Trennblech
Werkzeugtechnische Konzepte
Kühlkanalsysteme
Eingängiger Spiralkühlfinger
Werkzeugtechnische Konzepte
Kühlkanalsysteme
Doppelgängiger Spiralkühlfinger
Werkzeugtechnische Konzepte
Kontur angepasste Temperierkanäle
(Auswirkungen, Fertigungsverfahren, Einschränkungen)
Kontur angepasste Temperierkanäle bewirken
- homogene Temperaturverteilung
- homogene Abkühlbedingungen
- Zykluszeitreduktion
Spezielle Fertigungsverfahren ermöglichen nahezu beliebig komplexe Anordnung der Kühlkanäle
- Selective Laser Melting
- Vakuumlöten
Einschränkungen liegen in der Miniaturisierung
- ø KKLuft > 1 mm
- ø KKWasser > 2 mm
- ø KKÖl > 4 mm
Anlagen- und prozessteschnische Konzepte
Kontinuierliche Temperierung
- Werkzeug wird auf einheitlicher Temperatur gehalten
- Regelung der Temperatur über
- Vor- bzw. Rücklauftemperatur oder
- Werkzeugsensoren
Anlagen- und prozessteschnische Konzepte
Quasi-kontinuierliche Temperierung
Impulskühlung
- reine Durchflusstemperierung
- prozessgesteuerter Kühlimpuls
- “Warmschießen” des Werkzeugs
⇒ Ziel: Zykluszeitreduktion
Anlagen- und prozesstechnische Konzepte
Variotherme Temperierung
2-Kreis-Fluid Temperierung
- 2 Temperieraggregate
- 1 Kreislauf im Werkzeug
- Umschalt- und eventuell Speichereinheit
- werkzeugunabhängig
- etablierte Technologie
⇒ Ziel: Hohe Abformgenauigkeit durch hohe Werkzeugtemperatur bei moderaten Zykluszeiten
Anlagen- und prozesstechnische Konzepte
Dynamische Temperierung – Temperaturverlauf
Anlagen- und prozesstechnische Konzepte
Dynamische Temperierung – Einsatzpotential
Werkzeugtechnische Konzepte
Arten von konturnaher Temperierung
- Direct Tooling
- Flächenkühlung
Werkzeugtechnische Konzepte
Materialien zur besseren Wärmeableitung
Materialen mit
- hoher Wärmeleitfähigkeit
- ausreichenden mechanischen Eigenschaften
Zum Einsatz kommen
- Aluminiumlegierungen
- Kupferlegierungen
- Verbundwerkstoffe
⇒ Schnelle Wärmeableitung
⇒ Zykluszeitreduktion
Dynamische Temperierung
Laserscanner
(Vorteile)
Vorteile
- diskrete Bereiche gezielt erwärmbar
- quasi-simultane Erwärmung mehrerer Kavitäten möglich
- großflächige Erwärmung möglich
- einfache Anpassung an neue Werkzeuge
- keine Werkzeugmodifikation
Werkzeugtechnische Konzepte
Relevante Kenngrößen von Werkzeugmaterialien
- Zugfestigkeit
- Härte
- Dichte
- Wärmeausdehnung
- Wärmeleitfähigkeit
Werkzeugtechnische Konzepte
Kerntemperiersysteme
Luft oder Materialien hoher Wärmeleitfähigkeit zum (schnelleren) Abtransport von Wärme aus dem abkühlenden Formteil
Beispiele:
- Wärmeabfuhr durch zyklisch abgeführte Luft
- Wärmeleitrohr
- Wendeltemperierung
Werkzeugtechnische Konzepte
Temperierung mehrerer Werkzeugkerne
Serienkühlung oder Parallelkühlung
Werkzeugtechnische Konzepte
CO2-Kühlung
Funktionsprinzip:
- Flüssiges CO2 wird in Expansionsraum geleitet und verdampft
- Aggregatzustandsänderung und Expansion führen zur starken Temperaturabfall
- Kühlung des umgebenden Werkzeugstahls über Konvektion
⇒ konventioneller Stahl ist Sinterstahl vorzuziehen
Dynamische Temperierung
Externe Zusatzheizungen
- induktive Erwärmung
- Laserscanner
Dynamische Temperierung
Induktive Erwärmung
(Vorteile und Einschränkungen)
Vorteile
- hohe Leistungsübertragung
- keine Modifikation am Werkzeug nötig
- Aufheizraten bis zu 60 K/s
Einschränkungen
- konstanter Induktorabstand nötig
- komplexe Geometrien aufwändig
- nur ferromagnetische Werkstoffe erwärmbar
Einsatzpotenzial variothermer Temperierung
- Abformung funktionaler, mikrostrukturierter Oberflächen
- verbesserte optische Eigenschaften
- Dünne Bauteile mit langen Fließwegen
