Herausforderungen
Procter & Gamble wollte die Fertigung seiner Oral-B-Zahnbürste optimieren. Konkret ging es in diesem Fall um einen rund acht Zentimeter langen Stahlstift, der im Spritzgusswerkzeug verbaut ist. Er formt das Kunststoffprofil, das später die Bürste trägt. Problematisch war, dass der Stahlstift nur relativ langsam abkühlte. Sobald der Kunststoff den Stahl berührte, war eine ausreichende Wärmeabfuhr nicht gegeben. Die Folge: Der eingespritzte Kunststoff verformte sich, was zu viel Ausschuss führte.
Lösungen
Mit Unterstützung der TruPrint Experten von TRUMPF sind Klaus Eimann und sein Team für additive Fertigungsverfahren bei Procter & Gamble einer ungewöhnlichen, aber effizienten Lösung auf die Spur gekommen. Nicht eine, sondern beide additiven Fertigungstechnologien reduzieren durch clevere Kombination die Taktzeit um sieben Sekunden. Gleichzeitig liegt der Ausschuss im Promillebereich.
Umsetzung
Zunächst konzentrierten sich die Werkzeugprofis auf die Vorteile, die ihnen LMF bietet: aufwendige, innen liegende Konstruktionen. Sie bauten den Stahlstift auf und brachten eine hocheffiziente Spiralkühlung in das kleine, nur zwölf Millimeter durchmessende Teil ein. Tests zeigten, dass die mit Kühlwasser durchspülten Kanäle die Wärmeleitfähigkeit des Stahlstifts um das Zehnfache erhöhten. Das war noch zu wenig. Der Durchbruch gelang, als Laser Metal Deposition mit ins Spiel kam. Die Experten steckten den Kupferstift in den additiv gefertigten Formstift aus Stahl. Für eine stabile und nahtlose Verbindung ummantelten sie anschließend beides per LMD mit Werkzeugstahl. Das Ergebnis: eine stoffschlüssige Verbindung aus einem Guss.
Ausblick
Das Additive Manufacturing-Spezialistenteam um Klaus Eimann wird sich auch in Zukunft darauf konzentrieren, das Optimum aus den beiden additiven Technologien Laser Metal Fusion und Laser Metal Deposition herauszuholen. Mit ihrem Wissensvorsprung nimmt Procter & Gamble bereits heute auf diesem Gebiet eine Vorreiterrolle in ihrer Branche ein.
