FH Bielefeld
University of
Applied Sciences

CeraHeaP - Strukturintegrierte Heatpipes in Werkzeugelementen mit thermischer Trennung aus Keramik

Spritzgießen, Heatpipe, Temperierung, Keramik, Kühlung, Zykluszeit, Produktionstechnik


Fachhochschule Bielefeld
Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Mathematik
Interaktion 1
33619 Bielefeld


Projektbeteiligung

SNW Schirneker & Nacke Werkzeugbau
Harnischmacher GmbH (assoziierte Partnerschaft)
DOTHERM GmbH & Co. KG (assoziierte Partnerschaft)

Laufzeit
01.07.2019 – 30.09.2021


Projektförderung
NRW EFRE Wettbewerb Forschungsinfrastrukturen


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EU-Emblem mit Hinweis auf die EU

 

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Kurzbeschreibung

Das Ziel des beantragten Vorhabens ist die Lebensdauererhöhung (Standzeit) von Spritzgieß-Werkzeugelementen, welche als Wärmerohr ausgebildet sind. Zur Entwicklung dieses technologisch überlegenen Produktes, welches konkurrenzfähig zu den konventionellen Temperierungen ist, muss das Ziel der Lebensdauererhöhung erreicht werden.

Ein Werkzeugelement wird mit einem Hohlraum verstehen, in dem ein definierter Unterdruck und eine definierte Fluidmenge realisiert wird. Die Wärmerohrtechnologie zeichnet sich durch hohe Wärmeübertragungsleistungen bei geringen Querschnitten aus. Dies erlaubt es den Anwendern, zyklusrelevante Bereiche (Hot Spots) im Werkzeug effektiver im Vergleich zu konventionellen Temperiermethoden zu kühlen (Abb. 1).

Links zu sehen, sind konventionelle Temperiermethoden. Diese weisen Schwachstellen hinsichtlich der konstruktiven Freiheit und einer gleichmäßigen Temperierung auf. Die rechte Darstellung zeigt die Problemlösung mit einer Heatpipe-Temperierung.

Das Problem bei den Elementen ist ein Hohlraum im Werkzeug, welcher thermisch isolierend wirken soll. Dieser sorgt u.a. aber insbesondere für strukturmechanische Schwachstellen, welche sich negativ auf die Lebensdauer auswirken. Die Problemlösung und die Realisierung des Ziels der Lebensdauerverlängerung wird durch eine Substitution des Hohlraums durch einen isolierenden Festkörper realisiert. Hierdurch entsteht eine strukturmechanische Stärkung des Werkzeugelements (Abb. 2).

Links die eingebrachte Heatpipe zu erkennen, dessen thermische Trennung durch einen Luftspalt realisiert wird (Projekt BrazeHeaP). Rechts ist die Substitution des Luftspaltes durch eine isolierende Keramik dargestellt.

An dem Vorhaben beteiligen sich sowohl als Verbund- als auch als assoziierte Partnerunternehmen, welche die gesamte Wertschöpfungskette abbilden. Auch wird die Dringlichkeit des Vorhabens durch Interessensbekundungen aus der Industrie unterstrichen.

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