Hohe Dynamik mit Bewegungssystemen aus Aluminiumschaum

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Die Fügetechnik des Leichtbaus ist das Kleben

Neben dem Leichtbaufaktor Werkstoff wurden auf Basis von FEM-Berechnung der äquivalenten Balkensteifigkeiten sowie durch Kerbspannungsoptimierung nach Mattheck [4] weitere Gewichtsoptimierungen erreicht. Aus Standard-Sandwichmaterial (1100 x 2400 x 14 mm) mit 1mm Aluminiumdecklage wurden die Zuschnitte mittels Fünf-Achs-Wasserstrahlschneiden hergestellt. Die Vorteile liegen auf der Hand:

• Optimale Materialausnutzung

• Fasen für nachträgliches Kleben werden direkt geschnitten

• Ohne Kühlschmierstoff, damit minimaler Reinigungsaufwand vor Verkleben

• Optimierung der Kosten gegenüber anderen Verfahren

Um das Leichtbaupotenzial von Aluminiumschaum-Sandwiches optimal auszuschöpfen, ist die kleinst-mögliche Deckblechdicke auszuwählen. Damit entfällt jedoch die Möglichkeit, einen geschweißten Verbund herzustellen. „Die Fügetechnik des Leichtbaus ist ohnehin das Kleben“, betont Utz-Volker Ja-ckisch. „Die Vorteile sind Automatisierbarkeit, Zeit- und Gewichtsersparnis, zusätzliche Dämpfung und Steifigkeit.“ Beim Verkleben von Zuschnitten aus Aluminiumschaum-Sandwiches nimmt der Epoxidharz-Klebstoff durch offenwandige Poren große kraftverteilende Flächen ein.

Drei leistungsstarke Antriebsvarianten in einem ganzheitlichen Gesamtkonzept

Im Vergleich mit Schlitten oder Auslegern aus Faserverbundwerkstoffen, zum Beispiel CFK, können mit verklebten Zuschnitten aus Aluminiumschaum-Sandwiches Kosteneinsparungen von bis zu 100 % bei ähnlichem Gewicht erreicht werden. Auch der Aufwand für die Herstellung von Werkzeugen oder Vorrichtungen ist reduziert. Für Serienbauteile empfiehlt sich das integrale Verfahren, bei dem eine kundenspezifisch gefertigte Außenhülle im oben genannten Verfahren ausgeschäumt werden kann. Dadurch ergeben sich weitere Steigerungen bei Festigkeit und Leichtbaufaktor.

Das Bewegungssystem mit dem Werkzeugschlitten aus Aluminiumschaum-Sandwiches vereint drei unterschiedliche, sehr leistungsstarke Antriebsvarianten in einem ganzheitlichen Gesamtkonzept. So ist der die X-Achse antreibende Linearmotor mit seiner Hauptmasse direkt in die tragende Maschinenstruktur aus natürlichem Hartgestein integriert. In Y-Richtung wurde eine Riemenachse mit Servomotor gewählt. Durch die nahe am X-Schlitten liegende Masse konnte das Biegemoment gering gehalten wer-den. In der Z-Achse kommt eine einfache Schrittmotorlösung durch Kopplung von Führung und Zahnstange zum Einsatz. (qui)

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