Leichtbau: Tipps zur Bearbeitung von Leichtbauwerkstoffen

März 24, 2020 - Arbeitsplatz
Lightweighting: Tips on Machining Light Weight Materials

Leichtbau ist heute ein heißes Thema in der Fertigung. Leichtbau ist der Prozess der Entwicklung von Produkten, die die Menge des verwendeten Materials verringern oder leichtere Materialien verwenden, um das Produktgewicht zu reduzieren. Der Trend treibt Kosteneinsparungen und Leistungssteigerungen voran. Leichtbau ist auch eine Nachhaltigkeitsinitiative, weil er Energie- und Materialeinsatz spart.

Welche Branchen benötigen Leichtbaumaterialien?

Um den sich entwickelnden Anforderungen der zunehmend elektrifizierten Fahrzeugplattformen und der stetig steigenden Nachfrage nach höherer Kraftstoffeffizienz gerecht zu werden, liefern sich die Hersteller und Zulieferer der Automobil-, Luftfahrt-, Schiffs- und Schienenbranche ein Rennen um die Entwicklung und Produktion leichterer, effizienterer Fahrzeuge und Komponenten. Leichtbau ist heute eine der obersten Prioritäten der Hersteller, wenn sie zu einer Mischung aus leichteren, fortschrittlicheren Materialien für Konstruktionsteile übergehen.

Welche Materialien werden am häufigsten verwendet?

Die beim Leichtbau verwendeten Materialien sind physisch leichter, weisen aber eine ähnliche oder bessere Haltbarkeit auf als ihre Vorgänger. Bei den Metallen geht der Trend zu Aluminium statt Stahl oder zu Materialien wie Titan für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt. Kunststoffe gehen hin zu dünneren, stärkeren Verbundwerkstoffen.

Nach der Umfrage des ASSEMBLY-Magazins 2018 State of the Profession hat sich das Interesse an Leichtbaumaterialien im vergangenen Jahr um 11 Prozentpunkte erhöht. Fast die Hälfte (48 Prozent) der Befragten gibt an, andere Materialien als den traditionellen Stahl zu verwenden. Aluminium ist bei mehr als drei Viertel (82 Prozent) dieser Assembler beliebt. Weitere gefragte Leichtbaumaterialien sind Kunststoffe (53 Prozent), Kohlefaserverbundwerkstoffe (29 Prozent), hochfester Stahl (29 Prozent) und Magnesium (11 Prozent).

Herausforderungen bei der Leichtbaubearbeitung

Die Fertigungsherausforderung bei diesen neueren, flexiblen, dünnwandigen Teilen ist, dass sie sich unter dem Druck der normalen maschinellen Bearbeitung leicht verformen können und ein höheres Risiko des Biegens oder Verformens im Spannprozess haben.

Forkardt, ein Hardinge-Unternehmen, hat kürzlich das Soft-Touch® Spannsystem für verzugsfreie Spanntechnik von General Manufacturing Systems übernommen, einem Anbieter von empfindlichen Spanntechnikprodukten in Saginaw, Michigan.

Mit dieser Übernahme bietet Forkardt nun eine führende Technologielösung für dünnwandige, leichte Materialien, bei denen die Teileverformung ein Problem darstellt. Das einzigartige SOFT-TOUCH® Spannfutterdesign ermöglicht es den Spannfingern, sich an die natürliche Kontur eines Teils anzupassen. In Verbindung mit dem geregelten Spanndruck verleiht die resultierende Kraftdynamik den anfälligen und empfindlichen Teilen tatsächlich Steifigkeit.

Das SOFT-TOUCH®-Spannfutterdesign ist einzigartig in seiner Einfachheit. Eine langlebige Urethanblase, die sich im Spannfutterkörper befindet, befüllt sich über Hydraulik oder Pneumatik durch die Maschinenspindel. Bei Betätigung dehnt sich die Blase aus und bewegt speziell entwickelte Leichtbau-Klemmfinger, die die Werkstückkontur kontaktieren und sich an sie anpassen. Eine leichte Absenkfunktion positioniert das Teil gegen einen Anschlag. Die hochdichte Anordnung dieser Finger entlang einer Aufspannfläche ermöglicht es, dass das Spannfutter homogen mit dem Werkstück wird. Das Ergebnis ist eine erhöhte Teilesteifigkeit und Beständigkeit gegen Durchbiegung und Verformung durch Schnittkraftlasten und Antriebsmomentanforderungen.

Das SOFT-TOUCH®-Spannfuttersystem kann für die Einkomponenten-Aufspannung eingesetzt oder für die Aufnahme einer Teilefamilie ausgelegt werden. Für Schnellwechsel- und Mehrkomponentenbearbeitungskonzepte sind austauschbare Module lieferbar.Lightweighting Tips on Machining Light Weight Materials CTA

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