Projekt »ToolRep« – Entwicklungen einer innovativen Anlagentechnik zur automatisierten und laserbasierten Reparatur strukturierter Formeinsätze

Aus Zwei mach Eins – ToolRep

Projektlaufzeit: 1.11.15 – 31.10.18

Das Kunststoffspritzgießen ist eines der bedeutsamsten und wirtschaftlichsten Verfahren zur Serienherstellung von Kunststoffprodukten in allen Anwendungsbereichen. Spritzgießformen sind dabei die wichtigsten Komponenten für ein kunststoffverarbeitendes Unternehmen, da sie über die Qualität, Leistungsfähigkeit und Effizienz der erzeugten Kunststoffprodukte entscheiden. Oftmals besitzen die Formen strukturierte Oberflächen, die dazu dienen, dem Kunststoffprodukt ein besonderes Design oder eine spezielle Funktion zu verleihen. Beispiele hierfür sind genarbte Kunststoffbauteile im Automobil, beispielsweise am Armaturenbrett oder Airbagpralltopf.

Beim Spritzgießvorgang können diese Formen beispielsweise durch das Befüllen mit faserverstärktem Kunststoff schnell verschleißen oder aufgrund fehlerhafter Handhabung beschädigt werden. Dann ist eine Reparatur oft nicht mehr oder nur mit hohem manuellen Aufwand möglich. Für das produzierende Unternehmen folgen daraus zeit- und kostenintensive Neubeschaffungen, lange Reparaturzeiten oder sogar ein Produktionsstopp.

Lösungsweg – Systemlösung zur vollautomatisierten Reparatur

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung bewilligte daher im November 2015 das Verbundprojekt »ToolRep« (Förderkennzeichen 02P14A032), in dem die Firmen ACSYS Lasertechnik GmbH, EUTECT GmbH, Precitec Optronik GmbH, Werkzeugbau Siegfried Hofmann GmbH, das Institut für optische Systeme der Fachhochschule Konstanz und das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT gemeinsam an einer ganzheitlichen Reparaturlösung entwickeln.

Ziel des Forschungsprojekts ToolRep ist die Realisierung eines hybriden Laserbearbeitungszentrums zur automatisierten Reparatur von Spritzgussformen. Damit soll erstmals eine vollständige und durchgängige Prozesskette zur Werkzeugreparatur in einem automatisierten, laserbasierten Prozessablauf umgesetzt werden. Die Kombination zweier Einzelprozesse innerhalb einer Anlage, die mithilfe von Inline-Messtechnik geregelt werden, verschafft dem Endanwender deutliche Wettbewerbsvorteile durch kürzere Rüstzeiten und geringen Platzbedarf.

Im Projekt legen die Partner dafür zunächst die Anforderungen an das Gesamtsystem fest und entwickeln Instrumente zur Messtechnik, zur Steuerungstechnik sowie zur Prozessüberwachung und -regelung. Neue Algorithmen zur softwaregestützten Bewegungsplanung des Laserwerkzeugs und für die digitale Strukturreparatur, die sogenannte Textursynthese, entwickelt. Die Einzelergebnisse werden in einem Maschinendemonstrator vereint und erprobt, der auf einem bestehenden Anlagenkonzept basiert. Die Projektpartner rechnen damit, dass sie mit den Ergebnissen ihre Kompetenz in den Bereichen des Maschinenbaus und der Photonik weiter festigen können. Durch die Fortschritte in der Mess- und Regelungstechnik, bei Laserstrukturierung von Werkstückoberflächen und auf dem Gebiet entsprechender Softwarelösungen werden die Projektpartner in die Lage versetzt, den Herstellern und Nutzern von Spritzgießformen eine schnelle und vollständige Reparatur aus einer Hand anzubieten.

Projektkoordinator
 

ACSYS Lasertechnik GmbH
Leibnizstr. 9
70806 Kornwestheim
Telefon +49 (0) 7154 80875-0
www.acsys.de

Ansprechpartner
Dipl. Ing. (FH) Christian Kreisel
Telefon +49 3727 996909-24
c.kreisel@Acsys.de

 

Projektpartner

 

EUTECT GmbH
Filsenbergstr. 10
72144 Dusslingen
Telefon +49 7072 92890-0
www.eutect.de

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
Steinbachstr. 17
52074 Aachen
Telefon +49 241 8904-0
www.ipt.fraunhofer.de

Ansprechpartner
Dipl.-Ing. Kai Winands
Telefon + 49 241 8904-421
kai.winands@ipt.fraunhofer.de

Hochschule Konstanz Technik, Wirtschaft und Gestaltung
University of Applied Sciences – Institut für optische Systeme der Fachhochschule Konstanz

Brauneggerstr. 55
78462 Konstanz
Telefon + 49 7531 206-380
www.ios.htwg-konstanz.de

Precitec Optronik GmbH
Schleussnerstr. 54
63263 Neu-Isenburg
Telefon +49 6102 3676-100
www.precitec-optronik.de  

Werkzeugbau Siegfried Hofmann GmbH
An der Zeil 2
96215 Lichtenfels
Telefon +49 9571 766-0
www.hofmann-innovation.com


Projektträger
 

Projektträger Karlsruhe (PTKA-PFT)
Hallwachsstraße 3
01069 Dresden
www.produktionsforschung.de

Ansprechpartner
Dipl.-Ing. Michael Petzold
Telefon +49 351 463-31469
michael.petzold@kit.edu