Bei einer HSC-Fräsmaschine konnte das Fraunhofer IWU die Schlitten-Masse halbieren und die Dämpfung versiebenfachen. Weitere Projekte sind in Arbeit.
„Wir beratschlagten intensiv, welches Bauteil wir für den Metallschaum-Einsatz wählen sollten“, berichtet Dr. Thomas Hipke, Leiter des Metallschaumzentrums am Fraunhofer IWU in Chemnitz. Das Teil sollte eine „zentral wichtige Funktion für die Werkzeugmaschine“ haben, damit anhand der Ergebnisse eine Richtungsentscheidung getroffen werden konnte. Im Rahmen eines sächsischen Förderprojektes fiel die Wahl auf den Querschlitten einer HSC-Fräsmaschine. Da dieser in X-Richtung bewegte Schlitten zugleich die Z-Achse trägt, liegt er direkt im Kraftfluss zwischen Maschinenbett und Werkzeug – und ist maßgeblich für die Qualität des Bearbeitungsprozesses. Im Auftrag eines Dresdener Werkzeugmaschinenbauers baute das IWU den Querschlitten aus Stahl-Aluminiumschaum-Sandwiches auf, die durch Schweißen wie ein Fachwerk aneinandergefügt werden.
Dieser Ansatz war ein „Volltreffer“, berichtet Hipke. Im Vergleich zu einer herkömmlichen Konstruktion sei das Schlittengewicht um rund 50 % gesunken. Die erste Eigenfrequenz des Schlittens konnte um 30 % angehoben werden. Besonders eindrucksvoll sind die Verbesserungen, die der Alu-Schaum bei der Dämpfung bewirkte: Die Werte stiegen auf 720 %.
Metallschäume rechneten sich heute auch wirtschaftlich, sagt Hipke, weil sie wesentlich günstiger produziert werden könnten als noch vor drei oder vier Jahren. Ein Maschinenbauer setzt sie bereits in Serie ein, ein zweites Entwicklungsprojekt für ein Serienteil soll demnächst starten. Auf die wachsende Nachfrage des Marktes sind die Chemnitzer vorbereitet. Hipke: „Ich gehe davon aus, dass wir in den nächsten Jahren zumindest den Werkzeugmaschinenbau in Serie beliefern können.“ os
Teilen:
