Innovative Fertigung von Werkzeugen im 3D-Druckverfahren

Von der Holzwolle über konstruktive Mehrwegverpackung zu neuartigen Fertigungsverfahren – die Overath GmbH aus Lohmar zeichnet sich seit Jahrzehnten durch ihre Innovationsfähigkeit aus. Das Schwesterunternehmen Overath SLM entwickelt und produziert Werkzeuge für die Serienproduktion von Formteilen in der Partikelschaumindustrie. Das zweite Schwesterunternehmen, die Overath EPP GmbH, nutzt diese Werkzeuge, um u. a. Einbauteile für die Automobilindustrie aus expandierten Polypropylen zu fertigen.

Der frühere Formschäumprozess der Overath EPP GmbH war sehr energieintensiv: Bei jedem Produktionsvorgang musste das zweiteilige zerspanend hergestellte Aluminiumwerkzeug, das zur Fertigung der Formteile notwendig ist, auf 140 °C erhitzt und wieder gekühlt werden. „Vor diesem Hintergrund wollten wir mit einem neuen Herstellungsverfahren des Werkzeugs, den Energie- und Ressourcenverbrauch in der Produktion und Anwendung senken“, erläutert Rike Johnsen, Geschäftsführerin der Overath GmbH.

Materialeinsparung dank innovativer 3D-Technik

Um die Effizienzsteigerung zu erreichen, entwickelte die Overath SLM eine innovative 3D-Druck-Werkzeugtechnik auf Basis des selektiven Laserschmelzens. „Mithilfe dieses Verfahrens kann Material eingespart und das Gewicht der Werkzeuge reduziert werden“, so Rike Johnsen. „Außerdem wird Edelstahl anstelle von energieintensiv hergestelltem Aluminium eingesetzt – das senkt bereits in der Produktion Prozessenergie und CO₂-Emissionen.“

Neuer Formschaumautomat ermöglicht effizienten Einsatz der Werkzeuge

Neben den Ressourceneffekten bei der Herstellung der Werkzeuge entstehen auch beim Einsatz in einem neuartigen Formschaumautomaten erhebliche Vorteile gegenüber konventionellen Technologien. Die Anwendung des selektiven Laserschmelzens (SLM) ermöglicht es, die Formgestaltung der Werkzeuge zu verbessern und konturnah zu kühlen. Dies führt zu einer erheblichen Reduzierung des Energieeinsatzes sowie zur Senkung des Kühlwasserverbrauchs.

Durch die Reduzierung der beheizten Menge an Stahl sowie durch die Verkleinerung des Dampfkammervolumens kann der Dampfverbrauch bei der Polypropylenverarbeitung um bis zu 75 Prozent reduziert werden. Zusätzliche Vorteile des neuen Herstellverfahrens liegen in der Beschleunigung des gesamten Schäumprozesses und in einer längeren Haltbarkeit der Werkzeuge.

Effizienz-Agentur NRW unterstützte auf dem Weg zur Förderung

Das Unternehmen nutzte im Vorfeld der Umsetzung die Finanzierungsberatung der Effizienz-Agentur NRW aus Duisburg zur Antragstellung im Umweltinnovationsprogramm des Bundesumweltministeriums. Das Vorhaben einschließlich eines begleitenden Messprogramms wurde im Jahr 2016 mit Mitteln in Höhe von rund 723.000 Euro aus dem BMU-Umweltinnovationsprogramm gefördert. Der Projektabschluss erfolgte 2020. Insgesamt hat die Overath SLM GmbH rund 2,4 Mio. Euro in die Maßnahmen investiert.