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Strukturverbesserungen Leichtbau und Dämpfung sind schichtweise optimierbar

Von Nico Helfesrieder, Armin Lechler und Alexander Verl 5 min Lesedauer

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Am Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) in Stuttgart setzt man auf den Prozess Layer Laminated Manufacturing (LLM) ...

Was man hier sieht, ist eine am ISW der Universität Stuttgart optimierte Platte für einen Maschinentisch. Das Besondere ist, dass die Forscher dafür das sogenannte Layer Laminated Manufacturing (LLM) nutzen. Damit können Gewicht, Dämpfung und Kosten optimiert werden.(Bild: ISW)
Was man hier sieht, ist eine am ISW der Universität Stuttgart optimierte Platte für einen Maschinentisch. Das Besondere ist, dass die Forscher dafür das sogenannte Layer Laminated Manufacturing (LLM) nutzen. Damit können Gewicht, Dämpfung und Kosten optimiert werden.
(Bild: ISW)

Das Verfahren namens Layer Laminated Manufacturing (LLM) bietet großes Potenzial für Strukturoptimierung, Leichtbau und gezielte Dämpfungssteigerung bei großvolumigen Bauteilen im Maschinen- und Anlagenbau. Am Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universität Stuttgart wird seit einigen Jahren an einer ganzheitlichen Methodik zur Modellierung und Fertigung optimierter LLM-Bauteile im Kontext von Maschinen geforscht. Dieser Beitrag zeigt Ergebnisse einer Fallstudie zur LLM-Optimierung eines großvolumigen Maschinentisches einer Vorschubachse.

Allgemeines zum Leichtbau bei Maschinen und Anlagen

Leichtbau gilt für viele Branchen als Schlüsseltechnologie für Energie- und Ressourceneffizienz. Die Verringerung bewegter Massen steigert die Dynamik und die Genauigkeit von Maschinen und deren Antriebssystemen. Der mit dem Leichtbau häufig einhergehende Verlust an Strukturdämpfung muss dabei aber berücksichtigt werden. Trotz der naheliegenden Vorteile sind individuell optimierte Leichtbauteile bisher eher Branchen wie dem Automobil oder der Luftfahrt vorbehalten. Das liegt an den meist komplexen Bauteilstrukturen, die den Einsatz kostspieliger additiver Fertigung bedingen. Auch wenn die additiven Fertigungsverfahren rasanten Weiterentwicklungen unterliegen, sind die benötigte Zeit und die Kosten derzeit wesentliche Hürden für den verbreiteten Einsatz im Maschinen- und Anlagenbau – insbesondere für die typischen großvolumigen, metallischen Bauteile.

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