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OptiCool - Komplexe Kühlkanäle automatisch designt

Die Noventa AG produziert Spritzgussteile in 50% kürzerer Zykluszeit. Dank additiv gefertigten Werkzeugeinsätzen mit konturnahen Kühlungen. Diese komplexen Kanäle wurden bei der BSF Bünter AG komplett automatisch generiert.

Ausgangslage bei Noventa / Noventa Tooling AG

Die Noventa Tooling AG aus Widnau hat ein Spritzgusswerkzeug für ihren Mutterkonzern die Noventa AG produziert. Da die Stückzahl zu Beginn sehr tief war, wurde das Werkzeug nicht auf kurze Zykluszeiten optimiert. Am kleinen Nocken (Bild 4 links) war eine konventionelle Kühlung fast nicht möglich. Zwischen Aussendurchmesser ø28mm und den vier Rippen war zu wenig Platz, deshalb wurde das Wasser nur unten um den Formeinsatz geleitet. Bei der Kappe (Bild 4 rechts) musste die Querbohrung wieder verschlossen werden, das Kühlsystem war aber mit dieser Lösung bereits relativ gut.

Mit steigendem Erfolg am Markt stiegen die bestellten Stückzahlen und die Zykluszeit wurde wieder relevant. Die Teilequalität sollte nicht leiden und die Investitionskosten natürlich möglichst tief sein. Zu diesem Zweck sollten kritische Stellen durch additiv gefertigte Werkzeugeinsätze mit konturnaher Kühlung verbessert werden.

Automatisierte Konstruktion

Für das Design der neuen konturnahen Kühlung wurde bei der BSF Bünter AG die Software-Eigenentwicklung OptiCool eingesetzt. Nach wenigen Minuten Vorbereitung erstellte das Programm in rund vier Stunden selbstständig optimierte Kühlkanäle.

Daraus entstanden die komplexen, konturnahen Kühlsysteme, die sich mit vorgegebenen Durchmessern und definierter Anzahl paralleler Kanäle optimal durch die Rippen und Ausstosser schlängeln. Selbst ein erfahrener Konstrukteur würde dafür mehrere Stunden benötigen.


Resultate mit OptiCool und Additive Manufacturing

Nach der Bemusterung stand fest: Die Investition hat sich definitiv gelohnt.
Die Zahlen in untenstehender Tabelle stehen für sich und auch die Auswertung der Wärmebildkamera ist eindeutig positiv.

 

  Konventionell (bisher) Additiv gefertigt (neu)
Zykluszeit Nocken 100% Reduktion von 51.25%
Zykluszeit Kappe 100% Reduktion von 18.4%
Temperatur Wärmebildkamera 114°C 62.7°C
Zeit- & Kosteneinsparung durch automatische Konstruktion - Reduktion von 6h auf 1h
Amortisierung Nocken - Ab 12'000 Spritzgussteilen
Amortisierung Kappe - Ab 31'000 Spritzgussteilen

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