Innoform

Das Projekt InnoForm verfolgte das Ziel, alternative Formwerkstoffe, insbesondere aus Keramik oder Hartstoffkompositen für das nicht-isotherme Blankpressen von Glasbauteilen zu etablieren. Eines der vielfältigen Anwendungsgebiete des nicht-isothermen Blankpressens ist die Herstellung von optischen Komponenten aus Glas in hoher Stückzahl, beispielsweise für kostengünstige LED-Beleuchtungsoptiken, bei denen eine besonders gute Beständigkeit gegenüber extremen Temperaturen und UV-Strahlung gefordert ist. In diesem Segment stellt vor allem die Standzeit der Werkzeuge eine kritische Erfolgsgröße dar, weil sie direkt die Stückkosten der gepressten Glasbauteile beeinflusst. Wie bei allen replikativen Verfahren kommt der Form und insbesondere den Formwerkstoffen dabei eine zentrale Bedeutung zu.
Für das nicht-isotherme Blankpressen wurden bisher ausschließlich Formen aus Stahl eingesetzt. Die begrenzte Härte, Festigkeit, Temperaturbeständigkeit sowie chemische Resistenz des Stahls führten jedoch bereits nach vergleichsweise kurzen Einsatzzeiten zu einem hohen Verschleiß, Nachpolieraufwand und schließlich zum totalen Ausfall der Form.
Im Rahmen des Projekts wurden verschiedene Keramiken bzw. Refraktärwerkstoffe hinsichtlich ihrer Eignung für das nicht-isotherme Blankpressen untersucht. Hierbei wurden nicht nur der reine Abformprozess, sondern auch der vorgelagerte Formenbau und die Auslegung keramischer Werkzeugsysteme gezielt betrachtet. Eine finale Evaluation aussichtreicher Werkstoffansätze erfolgte durch Abformversuche im technologischen bis hin zum Kleinserienmaßstab mit jeweils 5000 Presszyklen. Mit der besten Werkstoffvarianten konnten schließlich nicht nur eine um ein Vielfaches erhöhte Standzeit gegenüber Stahlformen, sondern auch signifikant gesteigerte Abformgenauigkeiten von P-V = 2 μm mit einer Wiederholgenauigkeit von ± 0,3 μm erzielt werden.

Die beschriebene Forschungsarbeit wurde durch das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) gefördert.