ThinKing März - CFK-Bauteile verleihen Laserschneide-maschinen Dynamik und Präzision

30.03.2016

 

Bei Elektromotoren kommt es beim Zuschneiden der Bleche auf jeden Hundertstel Millimeter an. Genau das ist die Stärke der Laserschneidemaschine STIEFELMAYER effective. Mit einer Präzision, die das sprichwörtliche Schweizer Uhrwerk in den Schatten stellt, rast der Laserkopf über 2-D-Bleche und schneidet mit Höchstgeschwindigkeit jedes Muster aus. Möglich macht diese Top-Performance das leichte Innenleben der Maschine mit einem hohen Anteil an CFK-Komponenten bei dynamischen Bauteilen.

Die Landesagentur für Leichtbau Baden-Württemberg präsentiert diese Innovation der STIEFELMAYER Lasertechnik GmbH & Co. KG mit ihrem ThinKing im März. Die Leichtbau BW GmbH stellt unter diesem Label regelmäßig beispielhafte Produkte und Dienstleistungen im Leichtbau aus Baden-Württemberg vor.

"Sie finden keinen Maschinenbauer der so konsequent auf CFK setzt wie wir."

Um bei der Fertigung komplexer und filigraner Teile eine möglichst kurze Produktionszeit zu erreichen, ist höchste Dynamik erforderlich, was durch eine Reduktion der bewegten Massen erreicht wird. Bei der STIEFELMAYER effective wurde dies umgesetzt, indem beispielsweise die bewegte Y-Achse und deren Anbauteile in Carbon-Leichtbauweise aufgebaut werden.

Auf die Idee zum CFK-Einsatz kam man bei STIEFELMAYER aus der Anforderung heraus, die Masse in der Maschine zu reduzieren. Geschäftsführer Dieter Bulling sagt, "CFK war dabei das Mittel der Wahl". Es verfügt über eine hohe Steifigkeit und im Vergleich zu Aluminium über einer geringere Wärmedehnung. Bulling: "Sie finden keinen Maschinenbauer der so konsequent auf CFK setzt wie wir."

Zeitersparnis um bis zu 40 Prozent durch Leichtbau

Durch den Einsatz von CFK-Werkstoffen konnte mit Unterstützung des Zulieferers Haufler etwa das Gewicht des Brückengrundkörpers auf 40 Kilogramm reduziert werden. In gewichtsoptimierter Stahl-Blech-Leichtbauweise brächte eine vergleichbare Konstruktion rund 125 Kilogramm auf die Waage, als Stahl-Schweißkonstruktion sogar mehr als 150 Kilogramm.

Die leichte Carbonbrücke in Verbindung mit Linearmotoren und Faserlaser führt bei der Laserschneidmaschine zu einer Zeitersparnis von bis zu 40 Prozent. Das geringere Gewicht hat auch Sekundäreffekte zur Folge. So lassen sich beispielsweise kleinere Antriebsmotoren einsetzen.

Zum Einsatz kommt modernste Lasertechnologie: Sogenannte Faserlaser erzielen in metallischen Werkstoffen eine hohe Absorption, verfügen über einen elektrisch-optischen Wirkungsgrad von etwa 30 Prozent und haben eine herausragende Strahlqualität. Diese Eigenschaften erlauben das Schneiden von Metalllegierungen aus Stahl, Aluminium und Kupfer. Der Stromverbrauch der gesamten Maschine liegt bei einer durchschnittlichen Leistungsaufnahme von 10 kW. Der Verbrauch von fünf Wasserkochern für das Kaffeewasser liegt ebenfalls in dieser Größenordnung.

Laserschneiden macht Herstellung kleiner Serien wirtschaftlich

Aktuell profiziert das Denkendorfer Unternehmen vom Boom im Bereich Elektromobilität. Die bis zu 600 Bleche, die für die Statoren in Elektromotoren übereinandergelegt und verklebt werden, sind üblicherweise gestanzt. Dafür ist allerdings ein Werkzeug notwendig, das sich erst bei höheren Stückzahlen lohnt. Durch die werkzeuglose Designfreiheit bei STIEFELMAYER lassen sich auch dank Leichtbau kleine Serien wirtschaftlich herstellen etwa für die Entwicklung. Zudem können die Konstrukteure Änderungen in der Entwicklung problemlos umsetzen.

www.stiefelmayer-lasertechnik.de