Potentiale für Faserverbundbauteile im Maschinen- und Anlagenbau

Die dynamische Leistungsfähigkeit moderner Werkzeugmaschinen wird wesentlich durch das dynamisch-mechatronische Verhalten der Vorschubachsen bestimmt. Leichtbau durch Einsatz von Faserverbundbauteilen bietet die Möglichkeit, diese Eigenschaften wesentlich zu verbessern. Zunächst wird auf allgemeine Aspekte beim Einsatz von Faserverbundbauteilen in Werkzeugmaschinen eingegangen. Dabei werden neben der Darstellung der erheblichen Potentiale auch Hemmnisse für die Verbreitung insbesondere im mittelständig geprägten Maschinen- und Anlagenbau aufgezeigt. Im Anschluss werden einige Anwendungsbeispiele kurz vorgestellt. Im Anschluss wird das Dynamikpotential eines neuartigen, thermisch robusten und trägheitsarmen Hybrid-Gewindetriebs für hochdynamische Werkzeugmaschinen beschrieben. Basierend auf Analysen zu den Effekten und dynamischen Grenzen elektromechanischer Vorschubachsen wird der prinzipielle Aufbau eines Hybride-Gewindetriebes auf Basis eines kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffkerns vorgestellt. Durch eine nahezu neutralisierte thermische Dehnung dieses Hybrid-Gewindetriebes inklusive reduzierter rotatorischer Trägheiten können die Einsatzgrenzen von Fest-Fest-Lagerungen erweitert werden. Damit lässt sich die Dynamik der Vorschubsachsen - und die Produktivität der Werkzeugmaschine insgesamt - nachhaltig steigern.