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Erfolgreiches Pflichtpraktikum beim SKZ: Schüler produzieren komplexes 3D-Druck-Werkzeug

Das Kunststoff-Zentrum SKZ hat sich einmal mehr als ideale Praktikumsstätte erwiesen: Die Schülerinnen und Schüler Leonie Maier, Johannes Schmitt, Julius Feser, Dominic Heßdörfer und Rainer Emrich haben ihr Pflichtpraktikum beim SKZ und der Headmade Materials GmbH erfolgreich durchgeführt.

Das Praktikum ist Teil der Fortbildung zum staatlich geprüften Maschinenbau-Techniker an der Franz-Oberthür-Schule in Würzburg. Hierbei mussten die Schülerinnen und Schüler Maschinenbauteile konstruieren, fertigen und zu einem Komplettsystem montieren. Als Projekt wurde die Erstellung eines neuen Werkzeugs für den Thermoformprozess gewählt. Das Projekt hatte einen Umfang von 200 Stunden. 

Zunächst hieß es, einen kooperierenden Betrieb zu finden – in Zeiten der Corona-Pandemie eine besondere Herausforderung. Das SKZ erwies sich aufgrund seiner Ausrichtung auf Forschung, Lehre und Entwicklung als der perfekte Betrieb. Der Gruppenleiter der Forschergruppe Materialentwicklung, Dr.-Ing. Michael Bosse, sowie Mathias Ruckdeschel, Ausbilder am SKZ, betreuten die Schülerinnen und Schüler während ihres Praktikums. Für ihr Projekt konnten sie außerdem die Headmade Materials GmbH, eine Ausgründung des SKZ, gewinnen. 

Unter Anwendung eines formalen Projektmanagement-Prozesses wurde das Thermoform-Werkzeug konstruiert, mithilfe des neuen innovativen 3D-Druck-Verfahrens Cold Metal Fusion („Metal SLS“) von Headmade Materials gefertigt und anschließend auf einer Thermoformmaschine installiert. 

Die Funktionsweise der Thermoformmaschine besteht darin, dünne Platten aus Kunststoff zu erwärmen und diese auf dem Werkzeug abzuformen. Die Anforderungen an das Werkzeug stellten sich als vielfältig heraus: Prozessbedingt mussten zahlreiche Faktoren berücksichtigt werden, wie zum Beispiel die Größe der Entlüftungsbohrungen und die Oberflächenrauheit. Außerdem mussten bestimmte funktionelle Vorgaben erfüllt werden: festgelegte Messflächen an der Oberfläche, unterschiedliche Umformgrade und nicht zuletzt die Möglichkeit, die fertigen Produkte als Give-away Besuchern mitzugeben.

Daraus entstand schließlich die Form eines Gebirges auf einem Sockel, der das Logo des SKZ zeigt und zusätzlich eine Handyhalterung aufweist. Da die komplexe Werkzeugkonstruktion nicht durch die verfügbaren Fräsverfahren hergestellt werden konnte, wurde sie über das 3D-Druckverfahren von Headmade Materials hergestellt. Mit der Hilfe von Christian Fischer – einer der Gründer von Headmade Materials – konnte das Projektteam den letzten Feinschliff an der Konstruktion vornehmen. Das Werkzeug wurde bei Headmade Materials aus dem widerstandsfähigen Titanwerkstoff Ti6Al4V 3D-gedruckt und anschließend vom Projektteam mit Rahmen, Grundplatte und dem sogenannten Vorstrecker in der Thermoform-Maschine installiert.

Zum Projektabschluss konnte die Gruppe erfolgreich eine Kleinserie ihrer neu entwickelten Werkzeuge abformen und an ihre Kolleginnen und Kollegen verschenken. Das SKZ kann das entstandene Werkzeug in laufenden Forschungsprojekten sehr gut verwenden, da es die Abformung von Folien erlaubt.  Diese sind mit 100 Millimetern Breite zwar schmal, jedoch gerade für teure Materialien und Vorentwicklungen bestens geeignet.

Die Ausbildung zur Technikerin und zum Techniker an der Franz-Oberthür-Schule in Würzburg hat eine lange Tradition. Ihre mehr als 30-jährige Erfahrung und Kompetenz ist weit über die regionalen Grenzen Würzburgs hinaus bekannt. Fundiertes Grundlagenwissen und neue innovative Technologien ermöglichen ein hohes Ausbildungsniveau, das von Unternehmen und Hochschulen gleichermaßen geschätzt wird. (www.franz-oberthuer-schule.de)

Die Headmade Materials GmbH sind ein Deep Tech-Unternehmen in den Bereichen 3D-Druck und Pulvermetallurgie. Am Standort in Unterpleichfeld bei Würzburg entwickelt die Firma smarte Materialien.
Mehr auf: www.headmade-materials.de

Ein Interview mit einer der Projektteilnehmerinnen können Sie auch in Folge 15 des SKZ-Podcast auf Soundcloud anhören. 
 

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Ansprechpartner:

Michael Bosse, SKZ Bildung
Dr.-Ing. Michael Bosse
Gruppenleiter Materialentwicklung
Würzburg
+49 931 4104-529
m.bosse@skz.de
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