Entwicklung einer neuartigen Entformtechnik für Spritzgießwerkzeuge zur einteiligen Herstellung von spritzgegossenen 3D-Pumpenlaufrädern (ProPumpe)

Problemstellung
Pumpenlaufräder sind zentrales Element von Zentrifugal- oder Kreiselpumpen. 30 v. H. des gesamteuropäischen Energieverbrauchs sind auf die Verwendung derartiger Pumpen in einer Vielzahl von Branchen, wie z. B. Automobil, Sanitär- und Heizungstechnik, Anlagen- und Maschinenbau, zurückzuführen. Weltweit genießen die deutschen Pumpen- und Kompressorenhersteller ein sehr hohes Ansehen und eine exponierte Marktstellung mit einem jährlichen Handelsvolumen von über 3 Mrd.Euro. Bislang werden Pumpenlaufräder wegen der komplizierten Geometrie mit Hinterschnitten in zwei Teilen gefertigt und in einem weiteren Schritt zusammengefügt.

Zielstellung
Im KMU-innovativ-Projekt ProPumpe wird der Ansatz verfolgt, Pumpenlaufräder direkt aus einem Guss herzustellen. Dazu ist ein neuartiges geometrisches Entformungskonzept für das Spritzgiesswerkzeug erforderlich. Bei erfolgreichem Projektabschluss können notwendige Prozessschritte auf ein Drittel und die Fertigungskosten auf ca. die Hälfte reduziert werden. Die Verwendung alternativer Kunst-stoffmaterialien sowie die optimierte Auslegung der Schaufelgeometrie sollen zusätzlich zu einer höheren Pumpeneffizienz beitragen.

Vorgehensweise
Basierend auf einem neuartigen geometrischen Entformungskonzept wird ein Demonstratorwerkzeug entwickelt und aufgebaut, das die Entformung erlaubt und damit die Fertigung von kompletten 3D Pumpenlaufrädern durch Spritzgießen ermöglicht. Eine besondere Herausforderung an den Werkzeugbau stellen dabei notwendige Hinterschnitte dar, d. h. Bauteilbereiche, die nicht in Öffnungsrichtung des Werkzeuges entformt werden können.

Anwendungspotenzial
Das Projekt trägt dazu bei, Pumpenanlagen, deren Komponenten und damit notwendige Fertigungstechnologien ¿Made in Germany¿ weiterzuentwickeln. Somit kann die Marktposition in einem schwierigen, aber wichtigen Markt weiter ausgebaut werden. Durch das breite Einsatzgebiet von Pumpenlaufrädern wirkt das Forschungsprojekt in zahlreiche Industrie-branchen hinein. In dem vorgeschlagenen Konsortium von kleinen und mittleren Unternehmen besteht ein Höchstmaß an technologischer, wirtschaftlicher und wissenschaftlicher Kontinuität, welche die Verwertung der Projektergebnisse sicherstellen wird.

• Canto Ingenieurgesellschaft mbH
• Christoph Kaiser Konstruktionsbüro
• gemeinnützige KIMW Forschungs-GmbH
• qtec Kunststofftechnik GmbH Quedlinburg