Der strategische Vorteil der
Additive Fertigung für den Werkzeugbau

März 27, 2025 | Lesedauer: 8 min

Hersteller sehen sich bei der Werkzeugherstellung mit anhaltenden Herausforderungen konfrontiert, die sich direkt auf die Produktionseffizienz, die Qualität der Teile und das Endergebnis auswirken. Probleme beim Wärmemanagement führen zu Engpässen in der Produktion. Komplexe Geometrien erfordern Kompromisse bei der Konstruktion. Und lange Vorlaufzeiten für herkömmliche Werkzeuge verzögern Produkteinführungen und schränken die Reaktionsfähigkeit auf Marktveränderungen ein. Angesichts dieser Herausforderungen hat sich die additive Fertigung (AM) als überzeugende Alternative erwiesen, die diese grundlegenden Probleme angeht und gleichzeitig neue Möglichkeiten zur Leistungsoptimierung eröffnet.

Das Argument für die additive Fertigung im Werkzeugbau

Herkömmliche Methoden zur Herstellung von Werkzeugen haben sich in der Industrie jahrzehntelang bewährt, aber sie haben ihre eigenen Grenzen. Komplexe Geometrien erfordern mehrere Bearbeitungsschritte, Kühlkanäle sind auf geradlinige Konstruktionen beschränkt, und die Vorlaufzeiten können sich über Monate erstrecken. AM geht diese Probleme direkt an:

• Kürzere Vorlaufzeiten: Während konventionelle Werkzeuge lange Rüstzeiten erfordern können, lassen sich additiv gefertigte Werkzeuge oft in nur wenigen Wochen entwerfen, drucken und nachbearbeiten. Diese drastische Verkürzung ermöglicht eine schnellere Reaktion auf den Markt und agilere Produktentwicklungszyklen.
• Verbesserte Leistung durch Designfreiheit: AM ermöglicht bisher unmögliche Geometrien, darunter konforme Kühlkanäle, die der exakten Kontur des Teils folgen. Dies führt zu einer gleichmäßigeren Kühlung, kürzeren Zykluszeiten (oft um 20-40 %) und einer besseren Teilequalität mit weniger Fehlern.
• Kosteneffiziente Iteration: Designänderungen an herkömmlichen Werkzeugen sind teuer und zeitaufwändig. Mit AM können Änderungen digital implementiert und ein neues Werkzeug gedruckt werden, ohne die hohen Kosten, die mit der Nachbearbeitung oder der Herstellung neuer Formen verbunden sind.

Überwindung traditioneller Herausforderungen im Werkzeugbau

Hersteller in allen Industriezweigen stehen vor den gleichen Herausforderungen bei der Werkzeugherstellung, die durch AM in einzigartiger Weise gelöst werden können:

1. Thermisches Management: Denken Sie an den Druckguss (HPDC), bei dem die Gussblöcke mit erheblichen Problemen der thermischen Ermüdung zu kämpfen haben. Herkömmliche gerade Kühlkanäle führen oft zu ungleichmäßiger Kühlung, was zu heißen Stellen, vorzeitigem Werkzeugversagen und Gussfehlern führt. Mit AM können sich die Kühlkanäle genau an die Stellen anpassen, an denen thermische Ungleichgewichte auftreten, und komplexen Konturen folgen, die auf herkömmliche Weise nicht zu bearbeiten sind. Dieser gezielte Kühlungsansatz verlängert die Lebensdauer des Werkzeugs drastisch und verbessert gleichzeitig die Gussqualität und -konsistenz.
2. Langlebigkeit der Werkzeuge: Stark beanspruchte Bereiche in Werkzeugen haben traditionell zu Wartungsproblemen und Produktionsengpässen geführt. Die Kombination aus Hochleistungsstählen für Werkzeuge und der Designfreiheit, die nur AM bieten kann, ermöglicht eine außergewöhnliche Haltbarkeit und Leistung unter anspruchsvollen Bedingungen und verlängert die Lebensdauer der Werkzeuge erheblich
3. Komplexe Geometrien: Da die Produktdesigns immer komplexer werden, haben herkömmliche Fertigungsmethoden Schwierigkeiten, Werkzeuge herzustellen, die diese komplizierten Formen effizient produzieren können. AM beseitigt diese Einschränkungen und ermöglicht die Herstellung von Werkzeugen, die perfekt auf die Produktanforderungen abgestimmt sind, ohne Kompromisse beim Design einzugehen.

Leistungsstarke Additive Fertigung für den Werkzeugbau

EOS bietet eine Reihe von industriellen 3D-Drucksystemen an, die auf die unterschiedlichen Bedürfnisse von Werkzeugherstellern zugeschnitten sind. Unsere Metallsysteme mit Laser Powder Bed Fusion (LPBF) Technologie bieten die Präzision, Wiederholbarkeit und Materialflexibilität, die für die Herstellung von Hochleistungswerkzeugen erforderlich sind. Ganz gleich, ob Sie ein kompaktes System für kleinere Werkzeuge oder ein großformatiges System für die Großserienproduktion benötigen, EOS hat die richtige Lösung für Ihre AM-Anforderungen. Unsere Systeme sind bekannt für ihre robuste Bauqualität, die fortschrittlichen Prozessüberwachungsfunktionen und die offene Architektur, die eine Optimierung ermöglicht, um selbst die komplexesten Anwendungsanforderungen zu erfüllen.

Der Materialvorteil: EOS-Werkzeugstahl

Die Wahl des Werkstoffs ist zwar immer eine zentrale Frage, aber bei Werkzeugen ist sie noch wichtiger, da die Teile einem hohen Verschleiß ausgesetzt sind, oft unter extremen Bedingungen. Aus diesem Grund hat EOS stark in sein Werkzeugsortiment investiert, das eine Reihe von Werkstoffen umfasst, die speziell auf Werkzeuganwendungen zugeschnitten sind. Ein Beispiel dafür ist der EOS ToolSteel 1.2709, der eine hervorragende Leistung für anspruchsvolle Anwendungen im Werkzeugbau bietet. Aufgrund seiner außergewöhnlichen Eigenschaften ist dieser Werkstoff die bevorzugte Wahl vieler führender Hersteller:

• Hervorragende mechanische Eigenschaften.
• Einfache Nachbearbeitung mit hervorragender Bearbeitbarkeit.
• Wärmebehandelbar bis 57 HRC unter Vakuum oder Schutzgasatmosphäre.
• Vielseitige Endbearbeitungsmöglichkeiten, einschließlich Bearbeitung, Funkenerosion, Schweißen, Kugelstrahlen, Polieren und Beschichten.
• Hervorragende Leistung bei Hochdruck- und Hochtemperaturanwendungen.

Branchenführer setzen auf AM-Werkzeugbau

Bei jedem neuen Verfahren müssen die Entscheidungsträger die anfänglichen Kosten oder andere Änderungen gegen die erwarteten Vorteile wie Kosteneinsparungen abwägen. Und obwohl es sich lohnt, die Vor- und Nachteile der traditionellen und der AM-Fertigung für die Werkzeugherstellung abzuwägen, lässt sich nicht leugnen, dass dies bereits in allen Branchen mit bemerkenswerten Ergebnissen geschieht.

Erste Schritte mit AM-Werkzeugen

Sind Sie bereit zu erfahren, wie die additive Fertigung Ihren Werkzeugbau verändern kann? EOS bietet umfassende Ressourcen, die Sie bei der Umstellung unterstützen:

• Erfahren Sie in unserer Digital Tooling Session mehr über Bauteil-Screening, AI-Designoptimierung, Simulationserkenntnisse und Implementierungsstrategien.
• Setzen Sie sich mit unseren Werkstoffexperten in Verbindung, um zu erfahren, wie EOS MaragingSteel MS1 oder andere Werkstoffe Ihre spezifischen Herausforderungen im Werkzeugbau lösen können.

Die Zukunft der Fertigung erfordert mehr als schrittweise Verbesserungen - sie erfordert praktische Lösungen für anhaltende Herausforderungen. AM für den Werkzeugbau bietet greifbare Vorteile - kürzere Vorlaufzeiten, verbesserte Leistung und Wettbewerbsvorteile, die sich direkt auf Ihre Produktionseffizienz und Ihr Endergebnis auswirken. Entdecken Sie, wie AM-Werkzeuge Ihre Fertigungsprozesse verbessern können - Ihre Konkurrenten tun es bereits.