Willkommen zurück zum Tiefeneinblick. Diesmal beschäftigen wir uns mit Herstellungsfehlern bei Formen. Anscheinend hat uns jemand jede Menge Material dazu zugeschickt.
Ja, ein ganzer Stapel. Jemand will wissen, was schiefgeht.
Beim Herstellen von Formen und wie man diese Probleme vermeiden kann.
Stimmt's? Absolut. Und wissen Sie, selbst die besten Formenbauer können Probleme haben, denn in diesem Bereich muss man extrem präzise arbeiten.
Wenn auch nur eine Kleinigkeit nicht stimmt, kann das das gesamte Endprodukt ruinieren.
Genau.
Sie wissen ja, in Ihren Notizen werden vier Haupttypen von Fehlern erwähnt.
Rechts.
Abmessungen, Oberflächenform und Passform. Beginnen wir mit den Abmessungen. Warum sind sie so wichtig?
Stellen Sie sich vor, Sie bauen ein Haus. Genau.
Okay.
Und das Fundament stimmt nur minimal nicht. Das ganze Haus könnte ruiniert sein. Genauso ist es mit Gussformen. Wenn auch nur eine Abmessung geringfügig abweicht, passen die Teile nicht zusammen.
Und dann kommen noch eine ganze Reihe anderer Probleme hinzu.
Eine Kaskade von Problemen.
Das erinnert mich an ein Projekt, an dem ich gearbeitet habe.
Oh ja.
Es war für den Innenraum von Automobilen gedacht und hatte ein wirklich kompliziertes Design.
Viele Teile.
Ja. Mit Teilen, die alle perfekt zusammenpassen mussten.
Klingt knifflig.
Während der Produktion stellten wir eine winzige Fehlausrichtung in einer der Formhohlräume fest.
Oh nein.
Es war eine Katastrophe. Wir mussten die gesamte Produktionslinie stoppen.
Wow.
Die Form muss überarbeitet werden, anschließend müssen stundenlang alle bereits hergestellten Teile überprüft und repariert werden.
Das ist ein Albtraum.
Ja, es war hart. Das zeigt wirklich, wie wichtig präzises Equipment ist.
Genau. Denken Sie an die CNC-Bearbeitung. Wenn die Maschine nicht perfekt kalibriert ist oder die Werkzeuge verschlissen sind, geht alles schief.
Am Ende erhält man eine ungenaue Form.
Genau.
Und dann sind es natürlich nicht nur die Maschinen. Nein. Auch die Konstruktion der Form selbst kann Maßabweichungen verursachen, nicht wahr?
Absolut. Wenn eine Form Schwachstellen aufweist, wie zum Beispiel sehr dünne Wände oder scharfe Ecken, dann diese.
Kann tatsächlich dazu führen, dass sich die Form während der Produktion verzieht.
Ja. Das führt zu weiteren Dimensionsproblemen.
Wo wir gerade von Oberflächen sprechen, das ist unsere nächste Art von Defekt. Und ich habe das Gefühl, dass es hier um mehr geht als nur um das Aussehen.
Sie haben Recht. Oberflächenfehler können das Produkt unansehnlich machen, aber sie können auch seine Funktionsfähigkeit beeinträchtigen.
Okay. Ich denke an eine Handyhülle.
Gutes Beispiel.
Wenn die Form Kratzer oder raue Stellen aufweist, wird sich das auf dem Gehäuse zeigen.
Ja.
Und dann passt es vielleicht nicht richtig oder fühlt sich nicht gut in der Hand an.
Genau. Es geht also sowohl um das Aussehen als auch um die Funktionsweise.
Einer der Artikel, die Sie mir gegeben haben.
Es wurde über EDM (elektrische Entladungsbearbeitung) gesprochen.
Richtig. Und es hieß, wenn man die Einstellungen an der EDM-Maschine nicht richtig vornimmt, kann man die Oberfläche der Form beschädigen.
Das ist richtig.
Können Sie erklären, warum das passiert?
Beim EDM-Verfahren werden elektrische Funken eingesetzt, um Material abzutragen.
Oh.
Es eignet sich hervorragend zum Erstellen komplizierter Formen. Aber wenn die Einstellungen nicht perfekt sind, besorgen Sie sich...
Diese seltsamen Flecken auf der Form oder.
Sogar die Oberfläche beschädigen.
Huch.
Das ist so ähnlich, als würde man mit einem Stift schreiben, der ständig Tinte verspritzt.
Ach so. Wie lässt sich das beheben?
Das kommt darauf an, wie schlimm es ist. Vielleicht kann man es ja noch auspolieren.
Okay.
Manchmal muss man aber den gesamten Teil der Form neu machen, und so weiter.
Das kostet viel Zeit und Geld. Deshalb ist es am besten, es gleich beim ersten Mal richtig zu machen.
Absolut. Und genau deshalb sprechen wir ja über all das, richtig?
Genau. Dann können wir herausfinden, wie wir diese Probleme verhindern können.
Genau. Es geht um sorgfältige Planung und ein wirkliches Verständnis des Prozesses.
Als nächstes kommen Formfehler. Ich finde, die können ein Projekt komplett ruinieren.
Oh ja, ganz sicher. Wenn das ganze Schema verzerrt ist, dann bist du es.
Sie werden nicht die richtige Form für Ihr Produkt erhalten.
Das ist, als würde man versuchen, einen Kuchen in einer völlig verbogenen Backform zu backen.
Du wirst keinen besonders guten Kuchen bekommen.
Nein.
Warum entstehen diese Formfehler? Liegt es einfach daran, dass man beim Bearbeiten der Form zu viel Druck ausübt?
Nun ja, zu viel Kraft kann definitiv ein Problem sein, besonders wenn man mit filigranen Teilen arbeitet. Ich kann mir vorstellen, dass es so ist, als würde man versuchen, etwas Zartes mit einem Presslufthammer zu modellieren.
Es wird zerbrechen.
Genau. Man braucht viel Fingerspitzengefühl.
Und wie sieht es mit Hitze aus? Beeinflusst sie die Form der Gussform?
Wärme ist bei der Formenherstellung sehr wichtig, kann aber auch ein Problem darstellen.
Wie so?
Nun ja, für manche Prozesse benötigt man Wärme, zum Beispiel zum Härten der Form.
Okay.
Aber wenn die Wärme nicht richtig angewendet wird.
Oder wenn die Form nicht dafür ausgelegt ist.
Bei Hitze verzieht es sich und kann sich verdrehen, genau wie ein Metalllineal, das in der Sonne liegt.
Ach ja. Dann wird es ganz kompliziert. Deshalb ist die Konstruktion der Form wirklich wichtig.
Alles hängt miteinander zusammen. Man muss darüber nachdenken, wie der Schimmel auf unterschiedliche Bedingungen reagiert.
Okay. Wir haben also über Abmessungen, Form und Oberflächenprobleme gesprochen.
Kommen wir nun zu den Passungsproblemen, insbesondere beim Spritzgießen.
Okay. Was ist daran so schwierig?
Beim Spritzgießen wird geschmolzener Kunststoff unter hohem Druck in die Form gespritzt. Genau. Und wenn die Formteile nicht perfekt zusammenpassen, gibt es Probleme – das ist, als würde man verzogene Puzzleteile zusammensetzen.
Sie passen einfach nicht.
Genau.
Und wenn man versucht, sie mit Gewalt zu zerbrechen, könnte man sie sogar kaputt machen.
Genau. Und genau das kann bei Formen passieren.
Ich beginne also zu verstehen, wie all diese verschiedenen Arten von Defekten irgendwie miteinander zusammenhängen.
Das sind sie. Ein Formfehler könnte später zu Passformproblemen führen.
Okay, das ergibt Sinn.
Es ist alles eine Kettenreaktion.
Sprechen wir also konkret über die Passungsprobleme beim Spritzgießen. Was sind einige der Hauptfehlerquellen?
Wenn zu viel Platz zwischen den Formteilen ist, kann es zu sogenanntem Grat kommen. Dabei handelt es sich um überschüssigen Kunststoff, der beim Einspritzen austritt.
So wie wenn man eine Zahnpastatube drückt und die Zahnpasta an den Seiten herausspritzt.
Genau.
Und das ist nicht nur ein kosmetisches Problem, oder?
Nein. Es kann das Bauteil sogar schwächen.
Und wenn der Abstand zwischen den Formteilen zu gering ist, dann die Teile.
Es könnte stecken bleiben, oder Sie könnten die Form sogar beschädigen.
Sie haben mehrmals den Weltraum erwähnt. Was meinen Sie mit Weltraum?
Das nennt man Spiel. Es ist der Spalt zwischen den verschiedenen Teilen der Form.
Okay.
Diese Zwischenräume sind wichtig, weil sie Bewegung und Ausdehnung ermöglichen.
Oh, der Schimmel kann also irgendwie.
Atme genau wie die Zwischenräume zwischen den Dielen eines Hausfußbodens.
Wenn Sie diese Genehmigungen also nicht erhalten.
Genau richtig, dann können alle möglichen Probleme auftreten.
Zu viel Spielraum führt zu Gratbildung. Zu wenig Spielraum führt zu Klemmen.
Genau.
Es ist erstaunlich, wie diese winzigen Details einen so großen Unterschied ausmachen können.
Das zeigt wirklich, wie präzise die Formenherstellung sein muss.
Es ist, als ob jede Kleinigkeit von Bedeutung wäre.
Absolut. Jedes Detail zählt.
Wir haben also über alle vier Hauptarten von Werkzeugherstellungsfehlern gesprochen: Maß-, Oberflächen-, Form- und Passungsfehler. Und wir haben darüber gesprochen, warum sie auftreten und wie sie das Endprodukt beeinträchtigen können.
Ja. Wir haben schon viel behandelt.
Nun wollen wir darüber sprechen, wie man diese Probleme von vornherein verhindern kann.
Okay. Kommen wir nun zu Präventionsstrategien, denn.
Niemand wünscht sich eine Schimmelpilzkatastrophe.
Genau. Es gibt tatsächlich eine Menge Dinge, die man tun kann, um sicherzustellen, dass die Gussformen gelingen. Alles beginnt mit der Umgebung, in der die Formen hergestellt werden.
Okay.
Und einer der wichtigsten Faktoren ist die Temperatur.
Temperatur. Wie kommt das?
Überlegen Sie mal. Die meisten Materialien dehnen sich bei Hitze aus, richtig?
Richtig. Und sie schrumpfen, wenn sie abkühlen.
Genau. Und das gilt sowohl für die Form selbst als auch für das Material, das man abformt.
Wenn sich also die Temperatur auch nur a ändert.
Ein bisschen schon, aber es kann die Größe verändern.
Der Form, die dann die Größe des Endprodukts beeinträchtigt.
Du hast es verstanden.
Aber wie kann man die Temperatur konstant halten?
Insbesondere bei großen Formen oder wenn man eine Menge Teile herstellt.
Stimmt. Das scheint wirklich schwierig zu sein.
Das stimmt. Die Hersteller wenden alle möglichen Tricks an.
Wie was?
Nun ja, sie verfügen über klimatisierte Räume, spezielle Öfen zum Aushärten der Formen und Kühlsysteme, um zu verhindern, dass es zu heiß wird.
Wow. Sie haben sich also wirklich viel Mühe mit der Temperaturkontrolle gegeben.
Das ist notwendig. Es ist extrem wichtig für die Herstellung präziser Formen.
Es wirkt so simpel, wissen Sie?.
Ja.
Temperatur.
Ja. Aber es ist die Grundlage des gesamten Prozesses.
Okay, die Temperatur ist also entscheidend, aber wie sieht es mit den Materialien aus? Spielt das eine Rolle? Viel zu viel.
Man muss qualitativ hochwertige Materialien verwenden.
Solche, die für die jeweilige Aufgabe geeignet sind.
Genau.
Ich hatte zum Beispiel etwas über die Verwendung von vorgehärtetem Stahl für Gussformen gelesen.
Oh ja. Das ist eine gute Wahl.
Warum ist das so?
Nun ja, weil es ohnehin schon schwierig genug ist.
Dadurch entfällt der zusätzliche Wärmebehandlungsschritt.
Richtig. Was manchmal die Form verzerren kann.
Das ist also so, als würde man vorgewaschenen Salat kaufen.
Haha. Genau. Es ist schon startklar.
Okay, wir haben also die richtige Umgebung, wir haben die richtigen Materialien.
Was können wir sonst noch tun, um Probleme zu vermeiden?
Okay. Was noch?
Wartung. Die Formen müssen in Topform bleiben.
Okay, um welche Art von Wartung geht es denn genau?
Nun ja, es ist wie mit einem Auto zur Inspektion.
Du musst das Öl wechseln und die Reifen rotieren.
Genau. Man muss diese kleinen Probleme erkennen, bevor sie zu großen werden.
Wie sieht das also bei Gussformen aus?
Nun ja, man muss sie regelmäßig reinigen.
Ach ja. Weil sich da bestimmt einiges ansammelt.
Das stimmt. Und diese Ablagerungen können zu Oberflächenfehlern an Ihren Teilen und zu Verschmutzungen führen.
Vergrößern Sie auch die Abmessungen. Es geht also nicht nur darum, die Dinge sauber und glänzend zu halten.
Nein. Es geht darum, die Präzision der Form zu erhalten.
Macht Sinn.
Und Sie müssen auch Folgendes überprüfen:.
Verschleiß, insbesondere an den beweglichen Teilen.
Genau, genau. Wie beim Spritzgießen gibt es da so etwas wie Auswerferstifte.
Was bewirken die?
Nachdem das Teil abgekühlt ist, wird es aus der Form gedrückt.
Okay.
Mit der Zeit können sich diese Stifte abnutzen, was zu Problemen führen kann.
So als ob die Teile nicht herauskämen. Stimmt's?
Genau.
Es scheint also, als könnten selbst diese winzigen Teile einiges durcheinanderbringen.
Das können sie. Bei der Formenherstellung kommt es vor allem auf Präzision an.
Gibt es neue Technologien, die die Wartung erleichtern?
Ja, das gibt es. Sensoren werden immer beliebter.
Sensoren in Formen?
Ja, Sie können Sensoren direkt in die Form einbauen.
Wow.
Oder in den Maschinen rund um die Form.
Und was machen sie?.
Sie können alle möglichen Dinge überwachen, zum Beispiel die Temperatur.
Oh, das ist hilfreich.
Wenn die Temperatur zu hoch wird oder.
Ist der Wert zu niedrig, kann der Sensor einen Alarm auslösen.
Alarm auslösen oder sogar die Temperatur automatisch anpassen.
Es ist, als ob ein kleiner Roboter die Form überwacht.
So'ne Art.
Welche anderen Arten von Sensoren gibt es?
Man kann Sensoren für Druck, Durchflussrate, Vibrationen und vieles mehr einsetzen. Ja, und all diese Daten können helfen, Probleme zu erkennen, bevor sie sich verschlimmern.
Sie beheben also nicht nur Probleme, sondern beugen ihnen auch vor. Das ist klug.
Das nennt man vorausschauende Wartung.
So wie man regelmäßig zum Arzt geht, um sich untersuchen zu lassen, damit man nicht krank wird.
Genau.
Wir haben also Sensoren, um Daten zu sammeln.
Was machen wir mit diesen Daten?
Wir nutzen es, um Dinge zu automatisieren. Stimmt's?
Ganz genau. Die Automatisierung verändert die Art und Weise, wie wir Formen herstellen und warten.
Wie so?
Man kann Roboter einsetzen, die die Formen reinigen, die Teile schmieren und sogar auf Mängel prüfen.
Erledigen Roboter also die ganze Drecksarbeit?
Im Prinzip ja. Und das bedeutet weniger Fehler.
Wie sieht es mit dem Designprozess selbst aus? Kann Automatisierung dabei helfen?
Absolut. Es gibt da eine fantastische Software namens CAD.
Cad? Ja, davon habe ich schon gehört.
Es steht für Computer Aided Design (computergestütztes Design). Genau. Und damit kann man Formen am Computer entwerfen.
Das ist cool.
Aber es geht nicht nur darum, Bilder zu zeichnen.
Es ist mehr als das.
Es ist, als würde man ein virtuelles Modell der Gussform erstellen.
Und Sie können es am Computer ausprobieren.
Genau. Man kann sehen, wie sich das Material verhält.
Durchfluss, und ob es Schwachstellen gibt.
Stellen im Design, die man finden und beheben kann, bevor man überhaupt die Form baut.
Das ist ja fantastisch. Wie eine Kristallkugel für die Formenherstellung.
Aha. So ungefähr.
Aber selbst mit all dieser ausgefeilten Technologie brauchen wir immer noch Menschen, oder?
Oh, absolut. Maschinen können nicht alles.
Wir brauchen Fachkräfte für die Gestaltung.
Formen herstellen, die Maschinen bedienen und die Daten der Sensoren auswerten.
Es ist also eine Teamleistung.
Menschen und Maschinen arbeiten zusammen.
Das ist ziemlich cool.
Es ist.
In diesem Teil unserer Detailreihe haben wir also gelernt, wie man Herstellungsfehler bei Formen vermeidet.
Wir sprachen über die Umwelt und die Instandhaltung von Materialien.
Und all diese großartigen Technologien wie Sensoren, Automatisierung und CAD-Software.
Es war eine tolle Diskussion.
Das stimmt. Ja. Aber da kommt noch mehr.
Oh ja.
Im dritten Teil werden wir uns mit der Zukunft des Formenbaus befassen.
Die Zukunft. Klingt spannend.
Willkommen zurück zum Tiefeneinblick. Wissen Sie, es ist witzig. Jetzt, wo wir so viel über Schimmel gesprochen haben.
Ja.
Ich sehe sie überall.
Rechts.
Und meine Kaffeemaschine befindet sich unter der Motorhaube meines Autos.
Es ist erstaunlich, wie viele Dinge mithilfe von Gussformen hergestellt werden.
Das stimmt wirklich. Und wo wir gerade von erstaunlich sprechen, Sie erwähnten vorhin die Mikrobearbeitung.
Ja.
Das klingt wie aus Star Trek.
Ja, das klingt tatsächlich futuristisch.
Aber das gibt es wirklich, oder? Oh ja.
Es wird aktuell zur Herstellung hochpräziser Formen verwendet.
Wie präzise meinen wir das?
Wir sprechen von Funktionen, die man kaum erkennen kann.
Wow. Wozu bräuchte man denn sowas?
Ein großes Anwendungsgebiet sind medizinische Geräte wie winzige Implantate, Sensoren und ähnliches.
Also Dinge, die in den menschlichen Körper passen müssen?
Genau. Sie müssen unglaublich präzise sein.
Ich kann mir gar nicht vorstellen, so etwas Kleines herzustellen.
Das ist eine wirklich erstaunliche Technologie.
Und wo außerhalb der Medizin wird die Mikrobearbeitung noch eingesetzt?
Elektronik ist ein weiteres großes Feld. Das leuchtet ein, denn elektronische Bauteile werden immer kleiner.
Wie unsere Handys und Computer.
Genau. Wir brauchen diese winzigen Formen, um diese winzigen Teile herzustellen.
Je mehr Hightech wir also einsetzen, desto mehr Mikrobearbeitung benötigen wir.
Das ist richtig.
Aber bei so einem kleinen Maßstab muss das doch ziemlich knifflig sein.
Das stimmt. Eine der größten Herausforderungen besteht darin, die Stabilität zu wahren.
Wie meinst du das?
Schon die kleinste Vibration oder eine Temperaturänderung kann den gesamten Prozess durcheinanderbringen.
Ich nehme also an, Sie benötigen ziemlich spezielle Ausrüstung.
Oh ja, absolut. Und dazu noch hochqualifizierte Techniker.
Leute, die wirklich wissen, was sie tun.
Genau.
Wir haben also die Mikrobearbeitung, die extrem präzise ist.
Rechts.
Und am anderen Ende des Spektrums haben wir den 3D-Druck.
Der 3D-Druck revolutioniert die Branche.
Im positiven Sinne.
Größtenteils ja. Es wird die traditionellen Methoden aber nicht vollständig ersetzen.
Okay.
Aber es eignet sich hervorragend zur Herstellung von Prototypen und Sonderformen.
Warum ist das so?
Nun ja, zum einen ist es schnell.
Okay.
Vom Entwurf am Computer bis zur fertigen Gussform kann man in nur wenigen Stunden gelangen.
Wow. Das ist viel schneller als herkömmliche Methoden.
Viel schneller. So kann man experimentieren und verschiedene Ideen ausprobieren.
Und wie sieht es mit der Herstellung komplexer Formen aus? Kann der 3D-Druck das leisten?
Oh, dafür ist es hervorragend geeignet. Mit 3D-Druck lassen sich Formen herstellen, die mit traditionellen Methoden niemals möglich wären.
Das eröffnet also wirklich ganz neue Möglichkeiten für die Formenkonstruktion.
Ja, das stimmt. Man kann wirklich filigrane Details, innere Hohlräume und alle möglichen coolen Sachen herstellen.
Es ist also so, als ob der 3D-Druck die Grenzen dessen, was wir mit Formen machen können, aufhebt.
Das kann man so sagen, ja.
Das ist ziemlich spannend. Welche anderen Trends beobachten wir im Formenbau?
Ein wichtiger Punkt ist die Nachhaltigkeit.
Okay.
Die Leute wollen Formen, die aus recycelten Materialien hergestellt sind oder selbst recycelt werden können. Genau. Die Branche versucht also, umweltfreundlicher zu werden, was super ist. Ja.
Aber ich wette, das bringt seine eigenen Herausforderungen mit sich.
Das stimmt. Manche Recyclingmaterialien sind nicht so stabil.
Man muss ein Gleichgewicht finden zwischen Umweltfreundlichkeit und der Gewährleistung, dass die Formen weiterhin einwandfrei funktionieren.
Genau. Es ist ein Rätsel, aber die Leute arbeiten daran.
Das ist gut zu hören.
Ja.
Wir haben in diesem ausführlichen Gespräch also über viele Themen gesprochen. Wir haben über Mängel, Prävention, neue Technologien und Nachhaltigkeit gesprochen.
Es war ein faszinierender Einblick in die Welt des Formenbaus.
Ich habe das Gefühl, so viel gelernt zu haben.
Ich auch.
Vielen Dank, dass Sie Ihr Fachwissen mit uns geteilt haben.
Es war mir ein Vergnügen.
Ich glaube, wir alle haben jetzt eine neue Wertschätzung für die Gussformen, aus denen die Dinge hergestellt werden, die wir jeden Tag benutzen.
Genau. Es ist eine verborgene Welt, aber sie ist überall um uns herum.
Das stimmt wirklich. Und damit wäre es an der Zeit, diese tiefgehende Analyse abzuschließen.
Danke für die Einladung.
Vielen Dank fürs Zuhören! Wir sehen uns beim nächsten Mal in der Tiefe
