Freischalten von Innovationen im Werkzeugbau: Ein Gespräch mit Vilas Ravindra Dulipeta von AarKel Tool and Die
30. Oktober 2024 | Lesezeit: 5 min
In einer fesselnden Folge des Additive Snack Podcasts interviewt Gastgeber Fabian Alefeld Vilas Ravindra Dulipeta, eine wichtige Führungskraft im Bereich der additiven Fertigung (AM) bei AarKel Tool and Die. Ihr Gespräch beleuchtet die transformative Rolle von AM in der Werkzeugindustrie und zeigt, dass AarKel ein wichtiger Trendsetter ist.
Seit seiner Gründung im Jahr 1977 hat sich AarKel zu einem weltweit führenden Unternehmen im Werkzeug- und Formenbau mit Standorten in Kanada, Mexiko, Indien und den Vereinigten Staaten entwickelt. AarKel ist bekannt für sein Fachwissen im Bereich der Kunststoffspritzgussformen und Druckgussanwendungen und hat die Grenzen der Innovation immer weiter verschoben, insbesondere durch die Integration von AM-Technologien wie dem EOS M 400 Metall-3D-Drucker.
Vilas' frühe Begegnung mit der Additiven Technologie
Vilas' Leidenschaft für den Maschinenbau und die Automobilindustrie wurde schon in jungen Jahren deutlich.
Seine Liebe zu Autos förderte schon in seiner Kindheit seinen Drang zum Maschinenbau, und seine Reise in die AM-Branche begann während seines Studiums in Indien. Er nahm an den Formula Student-Rennen der Society of Automotive Engineers (SAE) teil, wo er erstmals mit der 3D-Drucktechnologie in Berührung kam.
Von 2010 bis 2012 arbeitete Vilas im Rahmen eines Rapid-Prototyping-Kurses mit PLA-Filamentdruckern, wo er aus erster Hand erfuhr, wie diese Technologie das Design und die Produktion von Bauteilen revolutionieren kann. Dieser frühe Kontakt legte den Grundstein für seine zukünftigen Bemühungen.
Nach seinem Bachelor-Abschluss absolvierte Vilas einen Master-Studiengang in Automobiltechnik an der University of Windsor in Kanada. Während dieser Zeit wurde er Teil von AarKel Tool and Die, wo er später eine entscheidende Rolle bei der Integration von AM in traditionelle Werkzeugprozesse spielen sollte.
Additive Fertigung bei AarKel: Ein Spielveränderer
Die Reise von AarKel in den Bereich AM begann vor etwa sechs Jahren, angetrieben durch das Engagement des Unternehmens, an der Spitze der neuen Technologie zu bleiben. Zunächst konzentrierte sich AarKel auf den traditionellen Werkzeug- und Formenbau und begann dann, den 3D-Metalldruck als Möglichkeit zur Erweiterung seines Angebots zu erkunden. EOS, einer der weltweit führenden Hersteller von AM-Systemen, stellte zu dieser Zeit die Metall-3D-Drucker M 280 und M 290 vor, und AarKel erkannte das Potenzial, diese Technologie auf seine Druckguss- und Spritzgießverfahren anzuwenden.
Der Übergang war nicht ohne Herausforderungen. Wie Vilas erklärt, waren die ersten Versionen der EOS-Maschinen nicht speziell für den Werkzeug- oder Formenbau konzipiert, so dass AarKel die Technologie an die bestehenden Prozesse anpassen musste. "Wir mussten uns mit den Vorrichtungen, der Bearbeitung, dem Aufmaß und der Wärmebehandlung auseinandersetzen", so Vilas, der die steile Lernkurve bei der Einführung von AM hervorhebt.
Doch AarKel blieb hartnäckig. Durch die Entwicklung firmeneigener Techniken, wie z. B. der Hybridisierung, konnte das Unternehmen 3D-gedruckte Einsätze in herkömmliche Formen integrieren. Die Fähigkeit, AM mit konventioneller CNC-Bearbeitung zu kombinieren, eröffnete neue Möglichkeiten, die es AarKel erlaubten, die Leistung der Werkzeuge zu verbessern und gleichzeitig Kosten und Zykluszeiten zu reduzieren.
Revolutionierung des Druckgusses mit 3D-gedruckten Einsätzen
Eine der bedeutendsten Innovationen , die AarKel durch AM eingeführt hat, ist die Verwendung von 3D-gedruckten Einsätzen beim Druckguss. Der traditionelle Druckguss erfordert lange Abkühlzeiten, die die Produktion erheblich verlangsamen können. Die Lösung von AarKel? Die Entwicklung von konformen Kühlkanälen innerhalb der Form mit Hilfe der 3D-Drucktechnologie. Diese Kühlkanäle können viel näher an der Oberfläche der Form platziert werden, wodurch die Wärme effizienter abgeführt werden kann.
Die BMW Fallstudie: Verdoppelung der Lebensdauer von Einsätzen
Vilas berichtete von einer überzeugenden Fallstudie, in der AarKel einen 3D-gedruckten Einsatz in eine BMW-Stoßdämpferform einbaute. Der ursprüngliche Einsatz wies Probleme mit Porosität und Lötstellen auf und musste nach etwa 50.000 bis 60.000 Produktionszyklen häufig gewartet werden. Durch die Umstellung auf einen 3D-gedruckten Einsatz konnte AarKel die Lebensdauer der Form auf über 100.000 Zyklen verlängern - und damit ihre Effektivität verdoppeln und die Produktionszeit erheblich reduzieren.
Diese Innovation brachte jedoch eine unerwartete Wendung mit sich. Die neuen Einsätze waren bei der Kühlung so effizient, dass sie anfingen, kalte Stellen in der Form zu erzeugen, was AarKel dazu zwang, den Wasserdurchfluss fein abzustimmen, um eine optimale Leistung zu erzielen. Diese Fallstudie verdeutlicht das Gleichgewicht zwischen Innovation und den Herausforderungen bei der Weiterentwicklung neuer Verfahren.
Innovatives Spritzgießen mit AM
Neben dem Druckguss hat AarKel auch Fortschritte bei der Anwendung von AM auf das Spritzgießen gemacht und sich dabei auf die Lösung gängiger Probleme wie Gasfallen konzentriert. Traditionell führen Gasfallen beim Spritzgießen zu Defekten in den fertigen Kunststoffteilen. Der Ansatz von AarKel bestand darin, Entlüftungslösungen zu entwickeln, bei denen technische Porosität zum Einsatz kommt - strategisch angelegte poröse Schlitze in der Form, durch die eingeschlossene Gase entweichen können, ohne die Integrität des Kunststoffs zu beeinträchtigen.
In einigen Fällen kombiniert AarKel diese Entlüftungstechnik mit einer konformen Kühlung und schafft so einen Einsatz mit doppeltem Zweck, der sowohl die Temperatur reguliert als auch eine bessere Gasabfuhr ermöglicht. Dieser innovative Ansatz hat sich besonders bei komplexen Teilen wie Lautsprechergittern für Kraftfahrzeuge bewährt, die für Gasfallen berüchtigt sind.
Bewältigung der Kostenherausforderung von AM
Eine der größten Herausforderungen für Unternehmen bei der Einführung von AM sind die Kosten. Der 3D-Druck, insbesondere bei Metall, ist oft teurer als die traditionelle CNC-Bearbeitung. Vilas erklärt jedoch, dass AarKel dieses Problem durch Investitionen in Multilasersysteme, die die Produktionszeiten beschleunigen, und durch die Beschaffung günstigerer Materialien angeht. Da immer mehr Unternehmen in den AM-Bereich einsteigen, treibt der Wettbewerb die Kosten für Rohstoffe nach unten und macht AM für ein breiteres Spektrum von Branchen zugänglich.
Zukunftsaussichten: AM als Standard im Werkzeugbau
Mit Blick auf die Zukunft ist Vilas optimistisch, was die Zukunft von AM in der Werkzeugindustrie angeht. Er glaubt, dass AM in den nächsten fünf bis sieben Jahren ein Standardbestandteil des Fertigungsprozesses bei AarKel werden wird. Da die Drucker immer größer, die Materialien immer erschwinglicher und die Technologie immer raffinierter wird, wird AM weiterhin eine entscheidende Rolle bei der Kostensenkung, der Verbesserung der Effizienz und der Ermöglichung komplexerer Designs spielen.
"Additive Fertigung ist der Weg in die Zukunft", ist sich Vilas sicher. Bei der Investition von AarKel in AM geht es nicht nur darum, wettbewerbsfähig zu bleiben - es geht darum, die Zukunft der Branche voranzutreiben.
Schlussfolgerung: Pionierarbeit für die Zukunft des Werkzeugbaus mit AM
Zum Abschluss dieser aufschlussreichen Folge lobt Fabian AarKel für seinen Innovationsgeist und sein Engagement, die Werkzeugindustrie durch AM voranzubringen. Der Weg zur Integration von AM war nicht ohne Herausforderungen, aber wie AarKel gezeigt hat, führen diese Herausforderungen oft zu Durchbrüchen bei Effizienz, Produktqualität und Kosteneffizienz.
Die Zuhörer werden ermutigt, den Additive Snack Podcast weiter zu verfolgen, um weitere Geschichten über Innovationen zu hören und AarKel Tool and Die im Auge zu behalten, da das Unternehmen weiterhin den Weg für die Zukunft der Fertigung ebnet.
Verbindung mit Vilas Ravindra Dulipeta
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