Werkzeugmaschine mit hybrider Z-Achse

Hybride Leichtbaustrukturen sind in der Automobilindustrie sowie zunehmend im Maschinenbau bei bewegten Teilen gefragt. Die Kombination aus herkömmlichen Werkstoffen und Faserkunststoffverbund (FKV) bietet enormes Potenzial zur Produktivitätssteigerung. Bei der Portalfräsmaschine Fooke Endura 700 wird die Z-Achse am meisten bewegt (im Bild links), deshalb wurde sie in hybrider Bauweise konstruiert, berechnet, gebaut und getestet (im Bild rechts).

Das Konzept besteht aus einem FKV-Korpus, der die beizubehaltenen Komponenten wie die Führungsschienen aufnimmt. Der Korpus selber wurde mit Karbonfasern hochsteif ausgelegt und für die thermische Stabilität ein ausgewogener Aufbau bzgl. der Materialien gewählt. Die hybride Z-Achse wurde in die Maschine eingebaut und anhand verschiedener Benchmark-Tests mit der reinen Metallmaschine verglichen.

Das Ergebnis ist eine in der Produktivität signifikant verbesserte Maschine: die Masse der Z-Achse konnte halbiert, gleichzeitig die Eigenfrequenzen erhöht und die thermische Stabilität deutlich gesteigert werden. Insgesamt konnten die dynamischen Eigenschaften merklich verbessert werden.