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Werkzeugmaschinen

CFK-Pinolen bieten der Zerspanung Ansätze für Verbesserungen

| Autor / Redakteur: Paul Helmut Nebeling / Josef-Martin Kraus

Bild 1: Im Rahmen einer Gemeinschaftsentwicklung entstand eine CFK-Pinole für spanende Werkzeugmaschinen. Sie ist um rund zwei Drittel leichter als eine vergleichbare Stahlschweißkonstruktion.
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Bild 1: Im Rahmen einer Gemeinschaftsentwicklung entstand eine CFK-Pinole für spanende Werkzeugmaschinen. Sie ist um rund zwei Drittel leichter als eine vergleichbare Stahlschweißkonstruktion. (Bild: Roschiwal)

CFK-Pinolen haben das Potenzial, Werkzeugmaschinen zu verbessern. Es lässt sich jedoch nur bei werkstoffgerechter Konstruktion erschließen. Unter dieser Voraussetzung fällt der Vergleich mit konventionellen Pinolen positiv für die CFK-Konstruktion aus. Das zeigen unter anderem Messungen des Dämpfungsverhaltens.

Unter den Gesichtspunkten der Energieeffizienz, der Produktivität und der Wirtschaftlichkeit gewinnt der Leichtbau im Maschinenbau immer mehr an Bedeutung. In Kombination mit den steigenden Anforderungen an die Qualität der erzeugten Bauteile und den veränderten maschinellen Bearbeitungsprozessen geben diese Kriterien den Rahmen für zukünftige Entwicklungen vor. So ermöglichen moderne Schneidstoffe für Zerspanwerkzeuge höhere Schnittgeschwindigkeiten und kürzere Eingriffszeiten, insbesondere bei der Bearbeitung von Leichtmetallen.

Diesen Anforderungen muss die Konstruktion von Werkzeugmaschinen und deren Komponenten Rechnung tragen. Die statischen, dynamischen und thermischen Eigenschaften der Maschinenkomponenten sind den veränderten Randbedingungen anzupassen. Neue Konstruktionswerkstoffe wie CFK (carbonfaserverstärkte Kunststoffe) bieten dem Werkzeugmaschinenbau vielversprechende Ansätze für Verbesserungen.

Weitere Optimierungsmöglichkeiten im Gegensatz zu Metallkomponenten

Üblicherweise sind bewegte Maschinenkomponenten häufig als Guss- oder Schweißkonstruktion ausgeführt. Durch Optimierung der Topologie und der Materialverteilung wurden die Massen der metallischen Komponenten in den vergangenen Jahren signifikant bei nahezu gleicher Steifigkeit reduziert. Eine weitere Senkung stößt nun an Grenzen. CFK bietet diesbezüglich noch weitere Optimierungsmöglichkeiten.

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