CFK macht der Werkzeugmaschine Beine

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Prozesse aus der Textiltechnik sollen CFK-Komponenten verbessern

Ein weiterer Effekt sind kürzere Nebenzeiten. Bei den Werkzeugen erhöhen sich durch das gute Dämpfungsverhalten jetzt auch die Standzeiten. Die reduzierten bewegten Massen senken dabei den Energieverbrauch. Und die äusserst geringe Wärmeausdehnung unterstützt die Masshaltigkeit bei der Bearbeitung zusätzlich. Natürlich ist bei solchen neuartigen Projektideen jede Form der objektiv-wissenschaftlichen Bestätigung hilfreich. Bei der Entwicklung des Z-Schlittens wurden die SGL Group und MAP von der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg unterstützt. Prof. Dr.-Ing. Hans-Christian Möhring, Lehrstuhlleiter Fertigungseinrichtungen am Institut für Fertigungstechnik und Qualitätssicherung, war mit seinen Untersuchungen an der präzisen Ermittlung und einer Beschreibung der Bauteileigenschaften sowie der Form- und Steifigkeitsoptimierung selbst beteiligt. Selbstverständlich wird auch bei der SGL Group der Werkstoff stets konsequent weitererforscht.

Deutliche Fortschritte werden im Moment vor allem durch die Anwendung innovativer textiler Prozesse bei der Herstellung der Verstärkungsstrukturen gemacht. Diese erlauben die automatisierte Weiterverarbeitung trockener Halbzeuge. In Kombination mit neu entwickelten, schnellhärtenden Matrix-Harzsystemen lassen sich so erhebliche Rationalisierungspotenziale ausschöpfen.

Hohes Optimierungspotenzial für Werkzeugmaschinen

Zusätzlich können diese Weiterentwicklungen im textilen Bereich durch Verfahren wie Nähen, Wirken, Sticken und Stricken ergänzt werden. Auf diese Weise wird es möglich, die Verstärkungsfasern noch belastungsgerechter anzuordnen. In naher Zukunft können diese Massnahmen den Einsatz von CFK-Bauteilen, auch und gerade im Maschinenbau, noch interessanter und attraktiver machen.

Bauteile aus CFK-Verbundwerkstoffen zeichnen sich durch gute mechanische Eigenschaften und ein geringes spezifisches Gewicht aus. Dadurch können sie bei hochbelasteten Strukturen mit den Metallen konkurrieren und ermöglichen die signifikante Gewichtsreduktion von bisher aus den üblichen Metallen bestehenden Maschinenteilen. Ausserdem verhindert die äusserst geringe Wärmeausdehnung den Wärmeverzug während des Betriebs der Maschine, was die Präzision einer mit CFK-Komponenten ausgestatteten Bearbeitungsanlage steigert. Das ist ein wichtiger Aspekt für die hohe Masshaltigkeit bei der Konstruktion von Werkzeugmaschinen. Bei gleichem Gewicht hat CFK etwa die fünffache Zugfestigkeit im Vergleich zu Stahl. ■

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