Forschungsdatenbank

Ziel des Projekts HyCarbPrint ist die Entwicklung neuartiger, datengetriebener, additiv gefertigter Hybridwerkzeuge für den Spritzguss. Die konventionelle Werkzeugfertigung stößt bei steigenden Anforderungen an Individualisierung, Energieeffizienz und Funktionsintegration zunehmend an technologische Grenzen. Additive Fertigungsverfahren wie PBF-LB/M und LMD ermöglichen neue Designfreiheiten, insbesondere bei der Integration komplexer, kontumaher Kühlstrukturen und sensorischer Elemente. Damit lassen sich die Zykluszelten reduzieren, die Energieeffizienz steigern und die Bauteilequalität verbessern. 

Im Zentrum des Vorhabens stehen die Entwicklung hartphasenverstärkter Kupferwerkstoffe mit hoher Wärmeleitfähigkeit sowie die Kombination mit einer simulationsgestützten Auslegungsmethodik. Ziel ist eine ortsaufgelöste Kühlung, bei der Kühlkanäle flexibel in Geometrie und Position an die Kavitätsoberfläche angepasst werden können. Sensoren zur Erfassung von Temperatur und Druck ermöglichen eine datenbasierte Prozessüberwachung.

Das Projekt ist in fünf Arbeitsziele gegliedert: (i) Entwicklung neuartiger metallischer Matrixwerkstoffe mit Hartphasen zur Verbesserung von Festigkeit, Verschleißbeständigkeit und Wärmeteilfähigkeit, (ii) Ableitung einer neuen Auslegungsmethodik zur Integration ortsaufgelöster Kühlstrukturen in hybriden Werkzeugen, (iii) Statistische Prozessoptimierung mittels DoE für additive Fertigung und Spritzguss, (iv) Erprobung der Werkzeuge unter realen Industriebedingungen, sowie (v) Iterative Optimierung durch Analyse der Werkzeuge nach dem Einsatz. 

HyCarbPrint verbindet Werkstoffentwicklung, digitale Simulation und industrielle Anwendung und schafft so die Basis für eine neue Generation funktional adaptiver, ressourcenschonender Werkzeuge - ein wichtiger Schritt in Richtung Industrie 4.0 und nachhaltiger Produktion.