Im Gemeinschaftsprojekt DOMINO (HASCO / ARBURG / POLAR-FORM) wurde ein Werkzeugkonzept umgesetzt, das Multikomponenten-Bauteile ohne Index- oder Drehbewegung fertigt: Die Form bleibt geschlossen, die zweite Komponente wird über definierte Werkzeugbewegungen im Inneren ergänzt. Grundlage sind zwei Kernhübe sowie stift- bzw. variantenbezogene Bewegungen. Ein additiv gefertigtes Heißkanalsystem mit sehr kompakter Kanalführung erweitert dabei die konstruktiven Freiheitsgrade.
Werkzeugbau-Fokus: „virtuelle Indexbewegung“ durch Kernzug
Mehrkomponenten-Bauteile werden häufig über Drehteller-, Index- oder Würfelkonzepte realisiert. Diese Lösungen sind etabliert, können jedoch – abhängig von Bauteil, Kavitätenzahl und Anlagenlayout – zusätzlichen Bauraum und konstruktive Komplexität mit sich bringen. DOMINO verfolgt einen anderen Ansatz: Die zweite Komponente entsteht in situ in der geschlossenen Form. Die dafür nötige „Indexlogik“ wird durch Werkzeugbewegungen erzeugt, nicht durch eine Dreh- oder Indexbewegung des Formteils.
Im Werkzeug wird die Volumenfreigabe für die zweite Komponente über ein zweistufiges Kernzugkonzept realisiert: Zunächst erfolgt ein Rückzug über die komplette Formteilgeometrie, anschließend werden stift- bzw. bauteilspezifische Bewegungen ausgeführt. Aus Sicht des Werkzeugbaus ist damit klar: Wiederholgenauigkeit, Führung/Abstützung sowie ein belastbares Verschleiß- und Servicekonzept sind integrale Bestandteile der Prozessfähigkeit – denn die Bewegungen bilden den funktionalen Kern des 2K-Prinzips.
Additiver Heißkanal: Freiheitsgrade nutzen – Schnittstellen beherrschen
Im Projekt wurde der additive Heißkanal so ausgelegt, dass sehr kompakte Stichmaße und komplexe, räumlich verschlungene Kanalführungen möglich werden. Damit verlagert sich ein Teil der Engineering-Aufgaben: Neben Layout und Thermik ist die Oberflächen- und Nachbearbeitungsstrategie entscheidend, um Kanaloberflächen mindestens auf dem Niveau gebohrter bzw. polierter Kanäle zu erreichen.
Gerade bei dichtem Packaging (Plattenpakete, Temperierung, Montagewege) ist ein klares Schnittstellenkonzept zwischen Heißkanal- und Werkzeugpaket entscheidend – von Dichtflächen über Toleranzketten bis zur Wartungszugänglichkeit.
Kompaktheit: Zielbild im Vergleich zum Drehtellerkonzept
Aus Werkzeugbau-Sicht eröffnet der Verzicht auf eine Index-/Drehbewegung konstruktive Freiheitsgrade für einen kompakteren Werkzeugaufbau. Im Projekt DOMINO wurde der Vergleich zu einem Drehtellerkonzept so bewertet, dass sich – abhängig von Bauteilgeometrie, Kavitätenlayout und Anlagenkonzept – eine deutlich kompaktere Ausführung realisieren lässt, in der Zielbetrachtung bis hin zu einer etwa halbierten Werkzeuggröße. Die konkrete Baugrößenwirkung ist dabei stets an die jeweiligen Randbedingungen der Anwendung gekoppelt.
Anwendungsbeispiel: Domino-Spielsteine als Demonstrator
Als Demonstrator wurde eine 32-fach-Anwendung für Domino-Spielsteine realisiert. Im Rahmen des Demonstratorbetriebs lag die Zykluszeit bei rund 60 Sekunden (abhängig von Material, Prozessfenster und Anlagenkonfiguration). Für den Werkzeugbau ist dieses Beispiel vor allem deshalb interessant, weil es die 2K-Logik ohne Drehen mit hoher Kavitätenzahl und einem sehr kompakten Heißkanal-/Mechanik-Package kombiniert.
Fazit
DOMINO steht für einen Werkzeugbau-Ansatz, der die Multikomponenten-Fertigung über ein zweistufiges Kernzugsystem und einen additiv gefertigten Heißkanal so integriert, dass zusätzliche Index-/Drehbewegungen entfallen können. Der technische Mehrwert liegt dabei weniger in einzelnen Komponenten als im abgestimmten Gesamtsystem aus Mechanik, Thermik, Sequenzierung und Servicekonzept.
Werkzeugbau-Fokus: „virtuelle Indexbewegung“ durch Kernzug
Mehrkomponenten-Bauteile werden häufig über Drehteller-, Index- oder Würfelkonzepte realisiert. Diese Lösungen sind etabliert, können jedoch – abhängig von Bauteil, Kavitätenzahl und Anlagenlayout – zusätzlichen Bauraum und konstruktive Komplexität mit sich bringen. DOMINO verfolgt einen anderen Ansatz: Die zweite Komponente entsteht in situ in der geschlossenen Form. Die dafür nötige „Indexlogik“ wird durch Werkzeugbewegungen erzeugt, nicht durch eine Dreh- oder Indexbewegung des Formteils.
Im Werkzeug wird die Volumenfreigabe für die zweite Komponente über ein zweistufiges Kernzugkonzept realisiert: Zunächst erfolgt ein Rückzug über die komplette Formteilgeometrie, anschließend werden stift- bzw. bauteilspezifische Bewegungen ausgeführt. Aus Sicht des Werkzeugbaus ist damit klar: Wiederholgenauigkeit, Führung/Abstützung sowie ein belastbares Verschleiß- und Servicekonzept sind integrale Bestandteile der Prozessfähigkeit – denn die Bewegungen bilden den funktionalen Kern des 2K-Prinzips.
Additiver Heißkanal: Freiheitsgrade nutzen – Schnittstellen beherrschen
Im Projekt wurde der additive Heißkanal so ausgelegt, dass sehr kompakte Stichmaße und komplexe, räumlich verschlungene Kanalführungen möglich werden. Damit verlagert sich ein Teil der Engineering-Aufgaben: Neben Layout und Thermik ist die Oberflächen- und Nachbearbeitungsstrategie entscheidend, um Kanaloberflächen mindestens auf dem Niveau gebohrter bzw. polierter Kanäle zu erreichen.
Gerade bei dichtem Packaging (Plattenpakete, Temperierung, Montagewege) ist ein klares Schnittstellenkonzept zwischen Heißkanal- und Werkzeugpaket entscheidend – von Dichtflächen über Toleranzketten bis zur Wartungszugänglichkeit.
Kompaktheit: Zielbild im Vergleich zum Drehtellerkonzept
Aus Werkzeugbau-Sicht eröffnet der Verzicht auf eine Index-/Drehbewegung konstruktive Freiheitsgrade für einen kompakteren Werkzeugaufbau. Im Projekt DOMINO wurde der Vergleich zu einem Drehtellerkonzept so bewertet, dass sich – abhängig von Bauteilgeometrie, Kavitätenlayout und Anlagenkonzept – eine deutlich kompaktere Ausführung realisieren lässt, in der Zielbetrachtung bis hin zu einer etwa halbierten Werkzeuggröße. Die konkrete Baugrößenwirkung ist dabei stets an die jeweiligen Randbedingungen der Anwendung gekoppelt.
Anwendungsbeispiel: Domino-Spielsteine als Demonstrator
Als Demonstrator wurde eine 32-fach-Anwendung für Domino-Spielsteine realisiert. Im Rahmen des Demonstratorbetriebs lag die Zykluszeit bei rund 60 Sekunden (abhängig von Material, Prozessfenster und Anlagenkonfiguration). Für den Werkzeugbau ist dieses Beispiel vor allem deshalb interessant, weil es die 2K-Logik ohne Drehen mit hoher Kavitätenzahl und einem sehr kompakten Heißkanal-/Mechanik-Package kombiniert.
Fazit
DOMINO steht für einen Werkzeugbau-Ansatz, der die Multikomponenten-Fertigung über ein zweistufiges Kernzugsystem und einen additiv gefertigten Heißkanal so integriert, dass zusätzliche Index-/Drehbewegungen entfallen können. Der technische Mehrwert liegt dabei weniger in einzelnen Komponenten als im abgestimmten Gesamtsystem aus Mechanik, Thermik, Sequenzierung und Servicekonzept.
