In kaum einem anderen Maschinenkomponenten-Bereich gibt es ein so breites Spektrum an Konzepten und Werkstoffen wie bei Gestellbaugruppen. In fast jeder Maschinenanwendung können alternative Werkstoffe eingesetzt werden. Nachfolgend werden einige dieser Werkstoffe vorgestellt.
Epoxidharzgebundener Mineralguss
Die hohen Anforderungen des Maschinenbaus an alternative Gestellwerkstoffe wie hoher Elastizitätsmodul, gute Werkstoffdämpfung, minimale Schwindung und ein an Stahl orientierter thermischer Längenausdehnungskoeffizient werden vor allem durch die aufeinander abgestimmte Auswahl der Bestandteile Epoxidharzbindemittel, mineralische Füllstoffe und Additive bestimmt. Insbesondere wegen der hervorragenden Dämpfungseigenschaften hat sich Mineralguss als Gestellwerkstoff für hochdynamische Maschinen durchgesetzt.
Ultrahochleistungsbeton
Ultrahochfeste Betonwerkstoffe, UHPC (Ultra High Performance Concrete), weisen ein gegenüber üblichem „Baubeton“ um den Faktor 10 geringeres Porenvolumen auf. Die dadurch erreichbare höhere Festigkeit, Steifigkeit (E-Modul), Oberflächengüte und Chemikalienbeständigkeit machen UHPC neben vielen Anwendungen im Bauwesen auch für Maschinenbetten interessant.
Faserkunststoffverbunde
Für bewegte Gestellbauteile bietet CFK mit seiner extrem hohen Steifigkeit, Festigkeit und Dämpfung bei geringer Dichte das höchste Leichtbaupotenzial. Im Vergleich der spezifischen Zugfestigkeit übertrifft CFK Stahl, Aluminium und GFK um ein Vielfaches. Deshalb, und wegen der Gestaltungsfreiheit, dominieren CFK-Werkstoffe auch die Anwendungen in hochbelasteten bewegten Gestellbauteilen im Maschinenbau.
Stahl im Verbund mit Mineralguss
Durch sehr gute Dämpfungseigenschaften und hohe Wärmekapazität des mit Mineralguss gefüllten Maschinenbettes werden folgende Verbesserungen erzielt: deutliche Schwingungsreduzierung, signifikante Lärmreduktion, Optimierung des Wirkprozesses und Erhöhung der Unempfindlichkeit gegenüber kurzfristigen Schwankungen der Umgebungstemperatur.
Stahl im Verbund mit Aluminiumschaum
Eine Herausforderung hochdynamischer Maschinen besteht darin, schnell bewegte Baugruppen leicht und zugleich unempfindlich gegenüber Schwingungen zu konstruieren. Nur so können höchste Beschleunigungen und Verfahrgeschwindigkeiten erreicht werden. Aufgrund der zellularen Struktur absorbieren Metallschäume sowohl Schwingungen als auch ruckartige Belastungen hervorragend. Mit ihrem geringen Gewicht sind sie die ideale Basis für den Leichtbau von Gestellbauteilen mit optimaler Biegesteifigkeit und Schwingungsdämpfung.
„Mit den vorgestellten alternativen Werkstoffen bietet sich Entscheidungsträgern eine große Auswahl“, so Martin Neumann, Geschäftsführer bei RampfMachine Systems. „Es muss sorgfältig analysiert werden, welcher Werkstoff oder welche Kombination jeweils optimal geeignet ist. Es darf hierbei keine ideologischen Grenzen geben.“
Rampf; Tel.: 07123-9342-1045 benjamin.schicker@rampf-gruppe.de www.rampf-gruppe.de
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