CFK-Komponenten

Durch seine sehr hohe spezifische Steifigkeit bietet Carbon ein hohes Potential für bewegte Komponenten im Maschinenbau wie etwa Linearachsen von CNC-Maschinen. So konnten bei uns bereits Linearachsen für Laserschneidanlagen mit einer Gewichtseinsparung von 85% gegenüber Stahlkonstruktionen mit gleichen Toleranzen im Betrieb realisiert werden. Die niedrige Wärmeausdehnung der Carbonfaser sorgt zudem für eine hohe Präzision der Carbonbauteile (durch entsprechende Faserart und Faserorientierung entsteht ein Werkstoff mit nahezu neutraler Wärmeausdehnung in der Faserebene). Weitere Anwendungsbereiche sind z.B. Trägerkörper für schnellrotierende Schleifscheiben, Greiferarme in der Automatisierungstechnik und Aufbauten für Prüfstände in der Messtechnik.

    • CFK CF-Epoxy wasserstrahlgeschnitten Carbon Schleifscheiben

      CF-Epoxy, wasserstrahlgeschnitten

    • CFK Komponente Maschinenbau aus Carbonfaser Werkstoff

      Kreuzschlitten aus Carbonfaserwerkstoff

    • CFK Achse aus CFK-Halbzeug Carbonachsen Carbon Gantry

      Achse aus CFK-Halbzeug

    • CFK Portalachse in Carbonbauweise Carbon Linearachse

      Portal in Carbonbauweise

Herstellungsverfahren

Im Gegensatz zur konventionellen Herstellung von Faserverbundbauteilen fallen bei unserem Herstellungsverfahren keine Werkzeug- oder Formkosten an, wodurch auch Einzelstücke wirtschaftlich hergestellt werden können. In einem ersten Schritt werden optimal an die Belastungen des jeweiligen Bauteils angepasste CFK Halbzeuge produziert. Neben der eingesetzten Fasertype und Faserorientierung kann hier auch die Matrix variiert werden, wenn z.B. die Anforderung an eine hohe Chemikalienbeständigkeit oder einen niedrigen Reibungskoeffizient besteht. Auf Basis dieser optimierten CFK Halbzeuge entstehen bei uns anschließend Bauteile durch Verkleben oder Verschrauben ähnlich dem Entstehen von Stahlkonstruktionen im Maschinenbau. Da im Gegensatz zu Schweißkonstruktionen keine Spannungen durch Temperaturunterschiede im Bauteil eingefroren werden, weisen unsere Bauteile von Anfang an eine hohe Präzision auf und zeigen keinen Verzug bei einer spanenden Bearbeitung. Vor allem Komponenten für den Maschinenbau, bei denen eine hohe Steifigkeit das Ausschlagskriterium ist, profitieren von unserem Herstellungsverfahren. Gerne unterstützen wir Sie bei der fasergerechten Auslegung und Konstruktion Ihrer Bauteile.

Anwendungen

Mit niedrigem Gewicht, hoher Steifigkeit und einer geringen Wärmeausdehnung bietet Carbon ein hohes Potential, wenn Komponenten schnell und präzise bewegt werden müssen. Ein gelungenes Beispiel ist die Flachbett-Laserschneidanlage „Stiefelmayer effective“ der Stiefelmayer-Lasertechnik GmbH & Co. KG. Durch die Kombination von Linearmotoren, Faserlaser und einem leichten Carbon Brückengrundkörper der bewegten Y-Achse, der bei Haufler Composites aus Carbonfaserwerkstoffen gefertigt wird, konnte die Produktivität bei erhöhter Präzision deutlich gesteigert werden.

Durch die positiven Erfahrungen mit dem Einsatz von Carbon in der „Stiefelmayer effective“-Baureihe wurde 2014 auch in einer neuen 3D 5-Achs Laserbearbeitungsanlage auf Carbon in Y- und Z-Achse gesetzt. Durch den Einsatz von Hochmodul-Carbonfasern konnte das Gewicht des Y-Brückengrundkörpers mit 3,70m Länge gegenüber einer Stahlkonstruktion um rund 85% gesenkt werden, was einer Gewichtsreduktion von rund 1700 kg entspricht. Dies ermöglicht das sehr dynamische Verfahren der Brücken mittels Linearmotoren sowie das Einhalten der geforderten Genauigkeiten im Hundertstelmillimeterbereich.

    • CFK Achse einer Laserschneidanlage in Carbonbauweise

      CFK-Achsen in Bewegung

    • Bauteile aus Carbon CFK Carbon in Y- und Z-Achse CFK-Komponenten

      Y- und Z- Achse in Carbonbauweise

    • Kohlefaser für Maschinenbauteile Carbonachsen

      Carbonachsen an Laserschneidmaschine