Infoblatt CFK-Querbalken [PDF 1.1 MB] - Fraunhofer

FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR WERKZEUGMASCHINEN UND UMFORMTECHNIK IWU
1
1 CAD-Konstruktion des Z-Schiebers
2 FEM-Simulation des Z-Schiebers
(Halbmodell)
3 Gefertigte Baugruppe
2
3
FASER-KUNSTSTOFF-VERBUNDE
FÜR WERKZEUGMASCHINEN
AM BEISPIEL EINES Z-SCHIEBERS
Leichtbau im Werkzeugmaschinenbau
Realisierung CFK-Z-Schieber
Eine Steigerung der Produktivität, Bauteil-
Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) besitzen
qualität und Reproduzierbarkeit bei gleich-
richtungsabhängige Eigenschaften. Dieser
zeitiger Energie- und Ressourcenschonung
Aspekt muss bei der Konstruktion und Simu-
und damit Wirtschaftlichkeit steht mehr
lation berücksichtigt werden. Insbesondere
denn je im Fokus bei der Entwicklung von
die Schnittstellen zu metallischen Krafteinlei-
Fraunhofer-Institut für
Werkzeugmaschinen. Für das Erreichen
tungen sind gezielt zu dimensionieren.
Werkzeugmaschinen und
dieser Ziele ist Leichtbau bei dynamisch
Umformtechnik IWU
bewegten Baugruppen eine evidente Maß-
Für eine wirtschaftliche Herstellung muss
nahme. Mit konventionellen Werkstoffen
zudem der Herstellungsprozess beachtet
Reichenhainer Straße 88
und Topologieoptimierung sind die Leicht-
werden. Hierbei bietet sich die Differential-
09126 Chemnitz
baupotentiale allerdings nahezu ausgereizt.
bauweise mit verhältnismäßig kostengünstig
© Fraunhofer IWU, 2014
herzustellenden FKV-Halbzeugen an, die im
Abteilung
Abhilfe schafft der gezielte Einsatz von
Funktionsintegrierter Leichtbau
Faser-Kunststoff-Verbunden (zum Beispiel
Anschluss miteinander gefügt werden.
CFK, GFK), die eine höhere spezifische Stei-
In einem Vorlaufprojekt wurde ein entspre-
Dipl.-Ing. Robert Meltke
figkeit / Festigkeit besitzen, in Kombination
chender CFK-Z-Schieber entwickelt. Der
Telefon +49 371 5397-1974
mit konventionellen metallischen Werkstof-
Fokus lag auf einer Erhöhung der Baugrup-
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fen. Diese Materialien stellen jedoch höhere
pensteifigkeit (Ergebnis: +150 Prozent).
Anforderungen an das Engineering.
Zusätzlich dazu konnte eine Masseeinspa-
www.iwu.fraunhofer.de
rung von 25 Prozent realisiert werden.

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