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CFK-Maschinenelemente

Hydraulikzylinder aus CFK machen Maschinen mobiler

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Werkstoff H-CFK mit Innovationspreis ausgezeichnet

H-CFK wurde im November mit dem ersten Platz beim Innovationspreis 2015 des Landkreises Esslingen ausgezeichnet. Besonders gewürdigt wurden:

  • Die Fertigung runder, in drei Dimensionen hoch belastbarer Bauteile mit einem anisotropen Werkstoff. Dazu muss CFK für die jeweilige Anforderung designt und je nach gewünschter Festigkeit der Bauteile und Biegesteifigkeit die Lage, Anzahl und Art der Carbonfasern definiert werden. Hänchen erforschte deshalb eigene Berechnungsmodelle ebenso wie ein geeignetes Produktionsverfahren, entwickelte und baute die erforderlichen Maschinen.
  • Die hochfeste Verbindung zwischen CFK und Metall, da für die Montage von H-CFK oft metallische Enden nötig sind. Denn in ein Carbonbauteil lassen sich keine kraftübertragenden Gewinde oder Bohrungen einbringen. Bei Hänchen wird das Metallstück in einem eigens entwickelten Verfahren bei der Produktion der Stange mit eingebunden, da konventionell geklebte Verbindungen den sehr hohen Belastungen in der Hydraulik nicht standhalten.
  • Die harte, dichte und verschleißfeste Oberfläche, da der Grundwerkstoff für eine mechanische Feinbearbeitung nur bedingt geeignet ist. Diese wird bei der Produktion von H-CFK eingebracht und damit der Carbongrundkörper versiegelt.

Störungsfreier Betrieb durch antimagnetische Eigenschaften

Wegen der besonderen Werkstoffeigenschaften folgte im Anschluss an die Markteinführung auf der Hannover-Messe 2015 eine rege Nachfrage nach H-CFK-Komponenten. Hänchen wechselte deshalb von der Prototypenfertigung hin zu einer eigenständigen H-CFK-Fertigung am Standort Ostfildern. Dort entstehen beispielsweise Zylinder für eine Produktionsmaschine mit starken elektromagnetischen Feldern. Als antimagnetisches Material garantiert der neue Werkstoff einen störungsfreien Prozess sowie einen verschleißfreien Betrieb für eine Kolbenstange, die in das Magnetfeld ein- und aus ihm ausfährt. Ein weiteres Beispiel: In einem Fahrzeugprüfstand kommen Rollen aus H-CFK zum Einsatz, die bei einer Breite von 500 mm und 250 mm Durchmesser eine Drehzahl von 3000 min-1 erreichen können. Die deutlich geringere Masse der H-CFK-Rollen hat zur Optimierung des Prüfstands beigetragen – ihn prinzipiell neu erfunden.

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