Hoch hinaus mit dem SKZ

Das Projekt wurde gemeinsam mit dem SKZ und der Firma Headmade Materials durchgeführt. Laut Richtlinien der Schule mussten Maschinenbauteile konstruiert, gefertigt und zu einem Komplettsystem montiert werden. Das Projekt hatte einen Umfang von 200 Stunden pro Person.

Erster Teil des Projektes war es, einen kooperierenden Betrieb zu finden, der die Arbeit betreuen und das Ergebnis anschließend sinnvoll verwenden kann. Diese Aufgabe stellte sich in Zeiten der Corona-Pandemie als besondere Herausforderung dar, konnte jedoch aufgrund der Ausrichtung auf Forschung, Lehre und Entwicklung perfekt ins SKZ eingebunden werden. Betreut wurde die Projektgruppe seitens der Materialentwicklung sowie Aus- und Weiterbildung der SKZ – KFE gGmbH durch Mathias Ruckdeschel und Dr.-Ing. Michael Bosse. Für ihr Projekt konnten die Schülerinnen und Schüler zudem das 3D-Druck Unternehmen Headmade Materials GmbH gewinnen.

Ein neues Werkzeug erstellen

Als Projekt wurde am SKZ die Erstellung eines neuen Werkzeugs für den Thermoformprozess gewählt. Unter Anwendung eines formalen Projektmanagement-Prozesses wurde das Werkzeug konstruiert, durch Headmade Materials mithilfe deren neuem innovativen 3D-Druck-Verfahren Cold Metal Fusion (´Metal SLS´) gefertigt und anschliessend auf einer Thermoformmaschine installiert. Die Funktionsweise der Thermoformmaschine besteht darin, dünne Platten aus Kunststoff zu erwärmen und diese auf dem Werkzeug abzuformen. Die Anforderungen an das Werkzeug stellten sich als vielfältig heraus: Prozessbedingt mussten zahlreiche Faktoren berücksichtigt werden, wie zum Beispiel die Grösse der Entlüftungsbohrungen und die Oberflächenrauheit. Ausserdem mussten bestimmte funktionelle Vorgaben erfüllt werden: Festgelegte Messflächen an der Oberfläche, unterschiedliche Umformgrade und nicht zuletzt die Möglichkeit, die fertigen Produkte als „Give away“ Besuchern mitzugeben.

Handyhalterung in Form eines Gebirges

Daraus entstand die Form eines „Gebirges“, das auf einem Sockel steht, der das Logo des SKZ zeigt und die ganz praktische Zusatzfunktion einer Handyhalterung aufweist. Da die Werkzeugkonstruktion nicht durch die verfügbaren Fräsverfahren hergestellt werden konnte, wurde sie über das 3D-Druckverfahren von Headmade Materials hergestellt. Mit der Hilfe von Christian Fischer (einer der Gründer von Headmade Materials) konnte das Projektteam noch den letzten Feinschliff an der Konstruktion vornehmen. Das Werkzeug wurde dann bei Headmade Materials aus dem widerstandsfähigen Titanwerkstoff Ti6Al4V 3D-gedruckt und anschließend vom Projektteam mit Rahmen, Grundplatte und dem sog. „Vorstrecker“ in der bestehenden Maschine installiert.

Zum Projektabschluss konnte die Gruppe erfolgreich eine Kleinserie von „Gebirgen“ abformen und an die beteiligten und interessierten Kolleginnen und Kollegen ausgeben. Das entstandene Werkzeug kann in laufenden Forschungsprojekten am SKZ sehr gut verwendet werden, da es auch die Abformung von Folien erlaubt, die mit 100 mm Breite zwar schmal, jedoch gerade für teure Materialien und Vorentwicklungen bestens geeignet sind.

Dienstleistungen für die Kunststoffindustrie

Das SKZ mit Sitz in Würzburg erbringt sowohl für die Kunststoffindustrie als auch für öffentliche Auftraggeber Dienstleistungen auf dem Gebiet der Kunststofftechnologie und versteht sich als Bindeglied zwischen der akademischen Grundlagenforschung und der industriellen Anwendung. Es gilt europaweit als eines der grössten branchenspezifischen Institute dieser Art mit der weltweiten Überwachung von über 900 Kunststoffprodukten. Das SKZ wurde 1961 gegründet und beschäftigt rund 450 Mitarbeitende. Neben dem Hauptsitz in Würzburg unterhält das Institut Niederlassungen in Halle, Horb am Neckar, Peine, Selb und Obernburg am Main sowie ein Trainingscenter in Dubai.

Kontakt

SKZ Technologie-Zentrum
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+49 931 4104-0
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