Die Spritzgießtechnik ist eine unverzichtbare Voraussetzung für die Massenproduktion von Kunststoffteilen mit komplexer Geometrie, wie bei der Entwicklung modernster Kühlsysteme. Aber das ist selbst für hochqualifizierte Ingenieure schwierig und zeitaufwendig. Abhilfe schafft das automatisierte Entwurfsverfahren.
Die Life Solutions Company, ein Unternehmen der japanischen Panasonic Corporation, setzt auf den weltweit ersten Hybrid-3D-Drucker für Metall: Mit dem LUMEX Avance-25 entwickelte sie ein neues Verfahren zur Konstruktion und Fertigung von Kühlwasserkanälen in Spritzgussformen. Die Technologie verbindet additive Fertigung und Fräsbearbeitung. So entstand ein System mit konturnahen (an die Produktform angepassten) Kühlkanälen, das mit einer 20 Prozent kürzeren Kühlzeit überzeugt. Bei den herkömmlichen Verfahren werden die Kanäle in gerader Linie durch die Gussform gebohrt.
Seiichi Uemoto arbeitet als Analyst für das dortige Manufacturing Engineering Center, das für Entwurf und Bau der Formen verantwortlich ist. Der Analyst hält Vorlesungen zur Gussformkonstruktion und fördert die Kompetenzentwicklung für rechnergestützte Entwicklung (CAE – Computer-Aided Engineering), um die fortschrittlichen Verfahren für die Formkonstruktion an die nächste Entwicklergeneration weiterzugeben.
Um die Kühlkreisläufe in kastenförmigen Metallgussformen (vorgestellt auf der InterMold 2014) gestalterisch zu optimieren, analysierte Seiichi Uemoto Abstände zwischen Kühlkanälen mit Verzugsdaten von Formteilen. Das inspirierte ihn dazu, die Konstruktion von Metallgussteilen versuchsweise zu automatisieren.
Er verrät: „Ich dachte, mit den geeigneten Rahmenbedingungen könnte ich Generatives Design für die automatisierte Konstruktion von Formkühlkanälen einsetzen.“ Ihm war bewusst geworden, wie sich anhand der Strukturanalyse im Generativen Design effizient leichtere Formen entwickeln lassen.
Seiichi Uemoto führt weiter aus: „Die Topologieoptimierung kann uns nur Lösungen bieten, die auf vorgegebenen Bedingungen basieren. Und es ist schwierig, daraus dann etwas mit weichen Konturen herzustellen. Aber mir wurde bewusst, dass sich durch Generatives Design quasi naturgemäß weniger kantige Formen ergeben. Generatives Design würde es uns ermöglichen, effektiv vielfältige Konzepte unter Berücksichtigung von Fertigungsprinzipien zu erzeugen.“