Leichtbau-Spannfutter aus Carbon senkt den Energieverbrauch

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Hainbuch GmbH Spannende Technik

Doch was versteht man unter Leichtbau-Spannmitteln? Zum einen gibt es den konstruktiven Leichtbau. Sein Ziel ist es, die Konstruktion so schlank wie möglich zu halten und unnötige Wandstärken und Massen zu vermeiden. Dabei helfen sogenannte FEM-Berechnungen, die genau aufzeigen, ob ein Spannmittel ideal belastet wird.

Ein weiterer wichtiger Punkt ist der Werkstoffleichtbau. Dabei gewinnen neben metallischen Leichtbauwerkstoffen wie Aluminium und Titan in letzter Zeit auch immer mehr Hochleistungskunststoffe aus verschiedenen Verbundwerkstoffen an Bedeutung.

Carbon als Basis für neue Leichtbau-Spannmittel

Hainbuch setzt als Basis für die neue Leichtbau-Spannmittel-Generation auf Carbon, also auf kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff. Bei diesem Herstellungsverfahren werden Kohlenstofffasern in mehreren Lagen in eine Kunststoffmatrix eingebettet. Was entsteht, ist ein hochfester Verbundwerkstoff, bei dem die Festigkeit und Steifigkeit in Faserrichtung sehr viel höher ist als quer zur Faser.

Bedenkt man, dass die Leichtbau-Spannmittel bis zu 170 kN statische Radialspannkraft aufweisen können, so ist es für die Auslegung der einzelnen Bauteile unumgänglich, dass schon bei der Spannmittelkonstruktion die Lagen der Fasermatten passend zur auftretenden Belastung ausgelegt sind. Als Basis dienen dafür aufwendige Computerberechnungen.

Leichtbau-Spannfutter profitieren von Verbundwerkstoffen

Ein weiterer Vorteil bei Verbundwerkstoffen ist die Möglichkeit, unterschiedlichste Werkstoffe miteinander zu kombinieren. So besteht ein Hainbuch-Leichtbaufutter nicht nur aus Carbon, sondern aus mehreren einzelnen Werkstoffen. Stahl hat dabei den geringsten Anteil und wird nur noch verwendet, wenn Bauteile aufeinander gleiten oder beim Fügen von Einzelteilen für die Genauigkeit verantwortlich sind.

Diese Tatsache machte es schon im frühen Projektstatus zwingend notwendig, sich das dafür erforderliche Know-how zur Herstellung von Carbon selbst anzueignen. So fertigt Hainbuch heute alle Bauteile der neuen Spannmittelgeneration im eigenen Haus. Bis zu 70% weniger Gewicht sind damit bei ein und demselben Spannmittel möglich (Bild 1).

Kohlefaserverstärkter Kunststoff nimmt alle Kräfte beim Spannen auf

Alle beim Spannen auftretenden Kräfte nimmt der kohlefaserverstärkte Kunststoff auf. Und das macht sich bezahlt. Gerade bei kleineren Bearbeitungszentren oder Maschinen, die nach dem Pick-up-Prinzip funktionieren, spielt das Gewicht von Spannmittel und Werkstück eine große Rolle.

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