Advertorial: Framag Industrieanlagenbau Ultrastabile Maschinenbetten sparen Geld

Redakteur: Susanne Reinshagen

Maschinenbetten sind die tragenden Gerüste einer Werkzeugmaschine. Bei zahlreichen Bearbeitungsprozessen kommt es aufgrund der Bearbeitungskräfte zu Schwingungen. Diese können den Bearbeitungsprozess negativ beeinflussen. Um diesen Schwingungen entgegenzuwirken sind massive und steife Grundgestelle von hoher Bedeutung.

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(Bild: Framag)

Maschinenbetten sind die tragenden Gerüste einer Werkzeugmaschine. Bei zahlreichen Bearbeitungsprozessen wie Drehen, Schleifen, Bohren oder Fräsen kommt es aufgrund anregender Bearbeitungskräfte zu Schwingungen. Diese können zu Rattermarken und Ungenauigkeiten an der Bauteiloberfläche, geringen Standzeiten der Werkzeuge sowie zu stark beanspruchten und damit schnell verschlissenen Spindellagern führen.

Um diesen Schwingungen entgegenzuwirken sind massive und steife Grundgestelle von hoher Bedeutung. Nur dann sind bei hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten auch hohe Genauigkeiten möglich.

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FEM-Analyse ist unabdingbar

Um das Maschinenverhalten bereits im Voraus zu bestimmen, sind die statische und dynamische Berechnung mit Hilfe der FEM unabdingbar. Innerhalb der statischen Analyse wird die Grundsteifigkeit der Gesamtmaschine ermittelt.

In der dynamischen Analyse (Modalanalyse und Frequenzanalyse) werden die natürlichen Eigenfrequenzen und Schwingformen ermittelt. So erkennt man zunächst kritische Frequenzbereiche. Allerdings weiß man erst nach der Frequenzganganalyse, wie stark die Maschine (z.B. am Bearbeitungspunkt) schwingt. Mit Hilfe der Frequenzanalyse ist es möglich eine Schwinggröße (Schwingweg, Schwinggeschwindigkeit, Schwingbeschleunigung) in Abhängigkeit der Anregefrequenz an beliebigen Punkten der Maschine grafisch darzustellen. So sind die kritischen Eigenfrequenzen sofort erkennbar und es können Optimierungen an der Werkzeugmaschine getroffen werden.

Framag Industrieanlagenbau GmbH ist Hersteller der HYDROPOL® Maschinenbetten, Fahrständer, Portale, schwingungsdämpfende Maschinenbetten und Strukturbauteilen, die in einer speziellen Verbundbauweise produziert werden: Der Stahlmantel in Kombination mit einem schwingungsdämpfenden Füllstoff ergibt eine robuste und schwingungsoptimierte Bauweise.

Der besondere Vorteil dieser Bauweise ist, dass Steifigkeit und Masse auf die Anforderungen der Werkzeugmaschine angepasst werden können, da Füllmaterialien mit einem E-Modul von 7000 – 50000 MPa und einem spezifischen Gewicht von 0,7 – 2,5 t/m³ verwendet werden können. Die Dämpfung bleibt dabei immer hoch.

Auch das thermische Verhalten ist sehr stabil, da der Verbundwerkstoff eine hohe Wärmekapazität besitzt und nur sehr träge gegenüber Temperaturänderungen reagiert. Die spezielle Bauweise ermöglicht auch den einfachen Einbau von Leitungen, welche zusätzliche zum temperieren des Bauteilts eingesetzt werden können.

In den letzten 40 Jahren haben diese Eigenschaften der HYDROPOL® Maschinenbetten schon hunderte Kunden überzeugt.

Hohes Sparpotenzial

Für die Eigenschaften der Werkzeugmaschine bedeutet dies

  • Reduzierung der Schwingungen im Betrieb
  • Verbesserung der Oberflächengenauigkeit und –Qualität bei der Bearbeitung
  • Verringerter Werkzeugverschleiß
  • Verminderte Belastungen auf Führungen und Lager der Werkzeugmaschine

Für den Betreiber einer Werkzeugmaschine bedeutet dies, dass Werkzeugkosten und Instandhaltungskosten deutlich gesenkt werden können. Gleichzeitig steigen die Bearbeitungsgenauigkeiten und Oberflächenqualitäten.

Über den gesamten Lebenszyklus betrachtet - verursacht eine Werkzeugmaschine mindestens das 1,5-fache des Anschaffungswertes an Werkzeugkosten; durch den Einsatz von Hydropol®-Werkzeugmaschinenbetten kann dieser Verbrauch um 20% vermindert werden!

Bei einem Anschaffungswert einer Bearbeitungsmaschine von € 500.000,- entstehen daher ungefähr € 750.000,- an Werkzeugkosten während der gesamten Einsatzdauer. Damit erreicht man bei einem um 20% reduzierten Verschleiß von Werkzeug ein Einsparungspotential von 150.000 Euro.

Die Total Cost of Ownership Betrachtung ergibt somit ein klares Zeichen das die anfänglich höheren Anschaffungskosten für ein Hydropol® Maschinenbett sich innerhalb kürzester Zeit amortisieren.

Ein zusätzlicher Vorteil für die Hydropol® Bauweise ist, dass man jedwede Einbauteile, Sensoren jeder Art, Gewindeanker unterschiedlichster Ausführung, Stahlleisten, Rinnen, Transportanker, Kühl- und Heizleitungen, Pressluftleitungen, Leerrohre und so weiter mit Leichtigkeit einbauen kann. Das kann viele tausend Euro bei der Montage der Werkzeugmaschine ersparen.

Hohe Genauigkeit und Qualität

Das ausgezeichnete Dämpfungsverhalten von Hydropol® ermöglicht eine enorm hohe Bearbeitungsgenauigkeit und ausgezeichnete Oberflächenqualität. Weiter wirkt sich diese Eigenschaft sehr positiv auf die Lebensdauer der eingesetzten Werkzeuge und somit auf die Betrachtung der Lebenszykluskosten einer Werkzeugmaschine aus. <<

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