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Franke Wie der 3D-Druck Leichtbaulager verbessern kann

Redakteur: Katharina Juschkat

Franke setzt bei der Weiterentwicklung seiner Leichtbaulager auf Gehäuseringe aus dem 3D-Drucker. Durch das additive Herstellungsverfahren macht das Unternehmen seine Lager noch leichter, die Stabilität soll dennoch bleiben.

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Das Lasersintern schafft im Inneren der Gehäuseringe eine Art Wabenstruktur, die den Ring leichter macht und dennoch die nötige Stabilität verleiht.
Das Lasersintern schafft im Inneren der Gehäuseringe eine Art Wabenstruktur, die den Ring leichter macht und dennoch die nötige Stabilität verleiht.
(Bild: Bild: Franke)

Gekonnter Leichtbau ist die Fähigkeit, überall dort Material wegzulassen, wo es nicht gebraucht wird. Traditionelle Leichtbaulager von Franke setzen genau hier an. Durch aufwändige Untersuchungen und Analysen werden dort Speziallager entwickelt, deren umschließenden Teile bezüglich Materialeinsatz und Wandstärken genau an die auftretenden Belastungen der Anwendungen angepasst sind. Bei der Festlegung der Teilegeometrie sind herkömmlichen Herstellungsverfahren allerdings oftmals Grenzen gesetzt. Nicht alles, was auf dem CAD-Bildschirm gut aussieht, kann auch realisiert werden. Hier kommen sowohl fertigungstechnische Beschränkungen als auch ökonomische Restriktionen ins Spiel.

Lasergesinterte Aluminiumringe machen es möglich, im Inneren der Ringe eine Art Wabenstruktur zu erstellen, die Gewicht einspart und gleichzeitig die nötige Steifigkeit gewährleistet. Integrierte Drahtwälzlager nehmen die Belastungen auf und sorgen für die gewünschte Präzision.

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3D-Druck schafft neue Möglichkeiten

Der 3D-Druck mischt die Karten neu. Prinzipiell sind damit Herstellungsverfahren gemeint, bei denen Objekte schichtweise aus Partikeln aufgebaut werden. Man spricht hierbei von additiven Verfahren. Dies bedeutet eine Umkehr herkömmlicher Methoden, die in der Regel mit der Abtragung von Material, zum Beispiel in Form von Spänen, einhergehen. Durch den schichtweisen Aufbau der Teile ergeben sich völlig neue Möglichkeiten der Gestaltung. Innere Wabenstrukturen, veränderliche Wandstärken und sogar ein Mix in der Beschaffenheit des Materials sind möglich und helfen dabei, noch filigraner und leichter zu werden.

Das Verfahren der Wahl ist hier das sogenannte Lasersintern. Dabei entstehen Werkstücke aus Metall oder Kunststoff. Lasersintern ist eines der vielversprechendsten Varianten im Bereich additiver Verfahren. Wie der Name schon sagt kommt beim Lasersintern ein hochenergetischer Laserstrahl zum Einsatz. Er erhitzt das Metallpulver an definierten Punkten und lässt es verschmelzen.

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Was 3D-Druck mit Katzen zu tun hat

Jeder weiß heutzutage, wie 3D-Druck funktioniert. Doch was haben Katzen mit 3D-Druckern zu tun? Katzen sind reinliche Tiere. Sie putzen sich penibel und sie gehen aufs Klo. Und dort leistet das Katzenstreu Erstaunliches: Die abgegebene Körperflüssigkeit trifft auf feinkörniges Streumaterial und schweißt es zu filigranen Gebilden zusammen. Das ist praktisch für das menschliche Räumkommando und zugleich High-Tech: genau so funktioniert nämlich 3D-Druck.

Beim 3D-Druck wird die Katzenstreu durch hochfeines Aluminiumpulver ersetzt und die relativ breit streuende Katze durch einen sehr präzisen Laserstrahl. Der Laser verschweißt das Pulver punktgenau und schichtweise zu festem Aluminium. Angesteuert durch 3D-CAD-Daten aus dem Computer entstehen auf diese Weise komplexe Strukturen aus Metall.

Das Besondere des 3D-Drucks besteht darin, nicht nur die äußere Form frei zu definieren sondern auch die innere. Hohlräume und variable Wandstärken halten das Gewicht niedrig, ohne die Stabilität zu beeinflussen. Vom Laser nicht getroffenes Pulver kann für den nächsten Druckvorgang verwendet werden – ganz genau wie die Streu bei der Katze.

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