"Entwicklung und Herstellung von Blechumformwerkzeugen sind im allgemeinen mit hohen Kosten und Zeitaufwand verbunden", erklärt Dr. Rudolf Meyer aus dem Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF. "Das wirkt sich natürlich auch auf den Stückkostenpreis der Produkte und die wirtschaftlichen Anwendungsbereiche von Umformverfahren aus." Hinzu kommt, daß die Werkzeugteile nicht nur sehr genau gearbeitet, sondern auch extrem verschleißbeständig sein müssen. Denn der zigtausendste Kotflügel muß genauso exakt geformt sein wie der erste. Die Wissenschaftler am IFF entwickelten Rapid-Tooling-Prozeßketten, mit denen die Formen schichtweise aufgebaut werden. Sie verwenden dazu Werkstoffe wie Papier und Kunststoff, die bisher noch nicht eingesetzt wurden.

Diese lassen sich mit verschiedenen Rapid-Prototyping-Verfahren, zum Beispiel Laminated Object Manufacturing (LOM) einfach verarbeiten. Ohne Umweg über Modellbau können die Werkzeuge unmittelbar nach der rechnergestützten 3D-Konstruktion gefertigt werden: Das digitale 3D-Modell wird in einzelne horizontale Schichten geteilt. "Ein vom Computer gesteuerter Laserstrahl schneidet beim LOM-Einsatz aus einer Lage verklebbaren Papiers exakt die vorgegebene Kontur heraus", beschreibt Dr. Meyer das Verfahren. "Eine beheizbare Druckwalze preßt jede neue Papierschicht auf die bereits vorhandene und verbindet diese. Bis das Werkzeug komplett ist, müssen mitunter mehrere tausend Schichten aufeinander gepreßt und verleimt werden." Das Ergebnis ist – nach einer speziellen Nachbehandlung – ein Werkzeug mit enormer Festigkeit: Es hält Drücke von mehr als 200 Kilonewton – 20 Tonnen – aus.

"Je nach Größe und Haltbarkeitsansprüchen können wir in einem Tag maßgeschneiderte Werkzeuge herstellen, für die man konventionell zwei Wochen und mehr benötigen würde", freut sich Dr. Meyer. "Preis und Entwicklungszeiten können damit drastisch gesenkt werden." In gemeinsamen Optimierungsarbeiten mit der Industrie bringen er und seine Kollegen den Werkzeugbau in Form.