Spindelantriebe Hochleistungs-Drehspindeln müssen immer schneller drehen

Die neue Generation von Hochleistungs-Spindeln für die Luftfahrtindustrie erbringt Leistungen von 100 kW bei 30000 min-1. Drehmomentstarke Spindeln gewinnen aufgrund der Anforderungen der Titanzerspanung große Bedeutung. Es zeigt sich, dass bei der Aluminium- und Titanzerspanung das mechatronische Gesamtsystem, bestehend aus Spindel plus Umrichter, berücksichtigt werden muss.

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Schages GmbH & Co.KG

JESSBERGER GmbH

Mikron Switzerland AG, Division Tool

FISCHER Präzisionsspindeln GmbH

Die Luftfahrtindustrie stellt Spindelhersteller vor besondere Herausforderungen. Bei Neuentwicklungen im militärischen, aber auch im zivilen Sektor spielt der Leichtbau mit neuen Werkstoffen eine große Rolle. Beim Airbus A350 sowie der Boeing 787 nimmt der Gewichtsanteil von Karbonfaserwerkstoffen (800% mehr) und Titan (200% mehr) deutlich zu, während es bei Aluminium einen Rückgang um 20% zu verzeichnen gilt. Diesen Tendenzen gilt es bei der Entwicklung neuer Spindeln für die Luftfahrtindustrie Rechnung zu tragen. So entwickelte die Fischer AG Lösungen und Konzepte für die drei beschriebenen Anwendungsgebiete.

Spindel-Umrichter-Systeme werden benötigt

Die Anforderungen an Spindeln für die Hochleistungszerspanung von Aluminiumlegierungen haben sich in den vergangenen Jahren nicht grundlegend geändert. Beim Schruppen (Volumenfräsen) gilt es, in möglichst kurzer Zeit möglichst viel Aluminium zu zerspanen.

So ist es Stand der Technik, bei Schnittgeschwindigkeiten von 4000 m/min und mehr eine Material Removal Rate (MRR) von bis zu 8 l/min zu erzielen. Dies erfordert Spindeln mit hoher Drehzahl und hoher Leistung.

Der Schlichtvorgang benötigt hohe Drehzahlen, um auch für kleine Werkzeuge, mit denen nur eine begrenzte Leistung in Späne umgesetzt werden kann, ausreichende Schnittgeschwindigkeiten erreichen zu können

Neue Spindelantriebe zielen auf höhere Leistung

Der Mittelpunkt neuer Entwicklungen liegt derzeit auf einer Steigerung der maximal verfügbaren Leistung, also auf einer Optimierung des Schruppprozesses. Dabei wird an einer Maximaldrehzahl von 30000 min-1 festgehalten, weil bei einer gesteigerten Drehzahl die Zuverlässigkeit des Systems leiden könnte und die für das Schlichten zur Verfügung stehenden Drehzahlen ausreichend sind.

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