VorlesenQualifizierung alternativer Formwerkstoffe für das nicht-isotherme Blankpressen (InnoForm)
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Forschungsziel: Das KMU-innovativ-Verbundprojekt InnoForm verfolgte das Ziel, alternative Formwerkstoffe, insbesondere Keramik, Hartmetall und Hartstoffkomposite für das nicht-isotherme Blankpressen von Glasbauteilen zu etablieren und hierdurch die Werkzeugstandzeit signifikant zu erhöhen sowie eine Verbesserung der resultierenden Bauteileigenschaften zu erreichen. Eines der vielfältigen Anwendungsgebiete des nicht-isothermen Blankpressens ist die Herstellung von optischen Komponenten aus Glas in hoher Stückzahl. In diesem Segment stellt vor allem die Standzeit der Werkzeuge eine kritische Erfolgsgröße dar, weil sie direkt die Stückkosten der gepressten Glasbauteile beeinflusst. Wie bei allen replikativen Verfahren kommt der Form und den Formwerkstoffen dabei eine zentrale Bedeutung zu.
Ansprechperson Projektkoordination
Alexandra Füller +49 8553-518
alexandra.fueller@f-gt.de
Ansprechperson bei PTKA
Dipl.-Ing. Ulrike Kirsten
+49 721 608-31411
ulrike.kirsten@kit.edu
Problemstellung
Für das nicht-isotherme Blankpressen werden zurzeit ausschließlich Formen aus Stahl eingesetzt. Beim nicht-isothermen Blankpressen wird die Form durch Reibung zwischen Formenwand und Glas sowie durch die bei hohen Einsatztemperaturen hervorgerufenen Oxidations- und Diffusionsvorgänge extrem stark beansprucht. Da Stahl eine begrenzte Härte und Festigkeit sowie chemische Resistenz aufweist, führen diese hohen Beanspruchungen bereits nach vergleichsweise kurzen Einsatzzeiten zu einem hohen Verschleiß und schließlich zum totalen Ausfall der Form. Als Folge ist ein zeit-, kosten- und materialaufwendiger Wechsel der Form notwendig.
Vorgehensweise und Ergebnisse
Im Rahmen dieses Projekt wurden zunächst die am besten geeigneten Formwerkstoffe untersucht, bewertet und ausgewählt. Auf Basis von FE-Simulation erfolgte die Festlegung der Formdesign, die Konzipierung der Werkzeugformen sowie Entwürfe für die benötigten werkstoffspezifischen Heizkonzepte (induktive Beheizung/ elektrische Widerstandsheizung). Die Teilsysteme (Werkzeuge, Formeinsätze, Mess- und Regelungstechnik, Heizungskonzepte) wurden sowohl in eine Testanlage im Labor des Fraunhofer IPT als auch in eine Versuchsanlage der Fa. Füller integriert. Es konnte unter Versuchsbedingungen gezeigt werden, dass eine kosteneffiziente Produktion von Glasoptiken möglich ist. Die Ergebnisse wurden auch auf industriellen Maßstab hochskaliert und erfolgreich validiert. Die aus dem Projekt gewonnenen Kenntnisse verhelfen den beteiligten Unternehmen zu einem wichtigen technologischen Vorsprung und werden für Weiterentwicklungen bis zur Marktreife der technischen Anlagen für das nicht- isothermische Blankpressen genutzt.
- Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
- Füller Glastechnologie Vertriebs-GmbH
- QSIL Ingenieurkeramik GmbH
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