Materialstaerke

Leichtbau leicht gemacht

Überall, wo etwas möglichst energie-effizient bewegt werden soll, ist Leichtbau wichtig. Ob das das Formel-1-Auto ist, ein Flugzeug oder auch das Rotorblatt eines Windrads. Leichtbau bedeutet eine maximale Gewichtseinsparung durch optimierten Materialeinsatz und Material. So werden beim Betrieb des „leicht gebauten“ Autos, Flugzeugs, Windrads (etc.) Ressourcen und Energie, und letztendlich auch CO2 gespart.

Die Potentiale sind enorm, doch die Herausforderungen in der Materialbearbeitung sind nicht zu unterschätzen.

Zerspanung im Leichtbau

Materialien, die viel können, sind mitunter sehr komplex und schwer zu verarbeiten. Bearbeitungszeiten können lang werden. Der Qualitätsanspruch bleibt gleichzeitig extrem hoch.

Die spanabhebende Technologie muss sicherstellen, dass schnelle Schnittgeschwindigkeiten möglich bleiben, ohne zu hohe Temperaturen, Delaminierung und zu große Form-Lagetoleranzen zu verursachen.

Zerspanung im Leichtbau - die Herausforderungen im Überblick

HPM und Leichtbau

Innovative Verbundstoffe verstärken die schwierige Balance zwischen Präzision, Geschwindigkeit und Hitze. Minimalmengenschmierung bringt Lösungen.

Die richtige Prozesskühlung kann den Herausforderungen mit passgenauen Lösungen begegnen. HPM hat mit spezifischen Konzepten der Minimalmengenschmierung Erfolge erzielt, die für sich sprechen.

Case Study Airbus

Schnittgeschwindigkeit

Case Study Helicopter

Verbundmaterial

Case Study Rotorblatt

Materialstaerke

Minimalmengenschmierung im Leichtbau führt zu schnellerer Bearbeitung mit höherer Qualität und ist in der Lage die besonderen Anforderung in den Prozessen abzubilden.

Mit weniger mehr!

Dazu zeigen beide Technologien wichtige Wege hin zu ökologischen Lösungen auf. Leichtbau sowie Minimalmengenschmierung machen möglich, mit weniger mehr zu erreichen: Weniger Ressourcen, weniger CO2-Emission, weniger Platzverschwendung; mehr Effizienz, mehr Umweltschutz, mehr Wirtschaftlichkeit. Damit sind Leichtbau und MMS das ökologische Dreamteam für die Fertigung und Materialien der Zukunft.

Case Study AIRBUS

Herausforderung Bearbeitungszeit

400.00 Löcher pro Bauteil
mit pneumatischer Bohrmaschine

Material: CFK | Alu | Titan

Schnittgeschwindigkeit

Erfolg

Bearbeitungszeiten
Qualitaet
Werkstoffe

Reduktion der Bohrzeit auf ca. 60 sec + Handlingzeit ca. 90 sec pro Loch

Pro Bauteil: 1 Mio min | 16.000 Std. | 2.083 d | 9,5 Jahre (Mannjahre)

Schnittgeschwindigkeit: 300 m/min

Zahnvorschub (Fz)
Schruppen (grobe Bearbeitung): 0,16 mm/Zahn
Schlichten (Feinbearbeitung): 0,1 mm/Zahn

Schnitttiefe (AP)
Schruppen (grobe Bearbeitung): 2,5 mm
Schlichten (Feinbearbeitung)

Minimale Absplitterung der Faser und Delaminierung

Hohe Oberflächengüte und Maßhaltigkeit

Case Study AIRBU- Helicopter

Herausforderung Wachsender Anteil an Verbundstoffen in Zivil- und Militärhubschraubern

Je nach Verbundstoffmatrix: Unterschiedliche Materialien, Längen, Dicke, Faserausrichtung und Harze

Temperaturempfindlichkeit: teilweise kalte Zerspanung nötig

Hohe Schnittgeschwindigkeiten: Kohlefaser benötigt hohe Schnittgeschwindigkeit bei minimaler Reibungswärme

Verbundmaterial

Erfolg

Werkstoffe
Qualitaet
Bearbeitungszeiten

Qualitätssteigerung: Senkung der Ausschussquote um 80% (von 10% auf <2%)

Bearbeitungsgeschwindigkeit: 5x schneller

Standzeiten: 2,5x länger

Lösung

Bearbeitung von Verbundstoffen mit vollzyklischem System oder mit Roboter mit integrierter MMS

Case Study Bearbeitung Rotorblatt- Wurzelende

Herausforderung Material GFK mit Epoxyharz

Materialherausforderung:
Rotorblatt
45m lang, Ø2,4 m, 10 t

Bearbeitung
64 axiale & radiale Bohrungen pro Werkstück (Ø 72 bzw. 38 mm)

Max. Temperatur: 70-180 °C

Erfolg

Werkstoffe
Qualitaet
Bearbeitungszeiten

Produktivität: gefertigte Wurzelenden/Jahr + 200 Stück

Bearbeitungsrate: Zerspanrate 25% gesteigert

Standzeiten: 2,5x länger

Lösung

GFK Zerspanung mit kryogener MMS

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