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Einsatz von CFK-Komponenten in Werkzeugmaschinen - Entwicklung eines Schlittens einer Portalfräsmaschine

Abele, Eberhard and Ali, Fares and Bretz, Andreas and Lorenz, Imke and Schulte, Fiona and Sperling, Ann and Tichi, Benedikt (2018):
Einsatz von CFK-Komponenten in Werkzeugmaschinen - Entwicklung eines Schlittens einer Portalfräsmaschine.
In: Werkstattstechnik online : wt, Springer VDI Verlag, Düsseldorf, pp. 718-723, 108, (10), ISSN 1436-4980, [Article]

Abstract

Zur Massereduktion und Erhöhung der spezifischen Steifigkeit einer Portalfräsmaschine wird die Gestalt des Maschinenschlittens ver - bessert und ein Materialwechsel der Strukturbauteile des Schlittens von Aluminium zu Faser-Kunststoff-Verbunden durchgeführt. Um einen starken Anstieg der Fertigungskosten zu vermeiden, wird in Differentialbauweise aus verklebten CFK-Halbzeugplatten konstruiert. Die Laminatauslegung der Bauteile erfolgt in Anlehnung an die Netztheorie unter Berücksichtigung der Hauptspannungen und deren Richtungen. Mithilfe der Gestaltänderung und des Materialwechsels wird für den Schlitten bei einer Massereduktion von einem Drittel die spezifische Steifigkeit um den Faktor 2,5 verbessert.

Design of a gantry machine tool’s slide made of CFRP

In order to pursue mass reduction and furthermore to increase the specific stiffness at the same time, the tool’s slide of a portal milling machine is redesigned. In this process, not only the shape was modified but also a change of material towards composites was per formed. To prevent rise in manufacturing costs, the specific design is carried out using the differential design method considering bonded semi-finished sheets. The layout of laminates is inspired by the net theory, taking value and direction of the main tensions into account. The performed redesign leads to one third mass reduction and a 2.5-fold increase in the specific stiffness of the tool’s slide.

Item Type: Article
Erschienen: 2018
Creators: Abele, Eberhard and Ali, Fares and Bretz, Andreas and Lorenz, Imke and Schulte, Fiona and Sperling, Ann and Tichi, Benedikt
Title: Einsatz von CFK-Komponenten in Werkzeugmaschinen - Entwicklung eines Schlittens einer Portalfräsmaschine
Language: German
Abstract:

Zur Massereduktion und Erhöhung der spezifischen Steifigkeit einer Portalfräsmaschine wird die Gestalt des Maschinenschlittens ver - bessert und ein Materialwechsel der Strukturbauteile des Schlittens von Aluminium zu Faser-Kunststoff-Verbunden durchgeführt. Um einen starken Anstieg der Fertigungskosten zu vermeiden, wird in Differentialbauweise aus verklebten CFK-Halbzeugplatten konstruiert. Die Laminatauslegung der Bauteile erfolgt in Anlehnung an die Netztheorie unter Berücksichtigung der Hauptspannungen und deren Richtungen. Mithilfe der Gestaltänderung und des Materialwechsels wird für den Schlitten bei einer Massereduktion von einem Drittel die spezifische Steifigkeit um den Faktor 2,5 verbessert.

Design of a gantry machine tool’s slide made of CFRP

In order to pursue mass reduction and furthermore to increase the specific stiffness at the same time, the tool’s slide of a portal milling machine is redesigned. In this process, not only the shape was modified but also a change of material towards composites was per formed. To prevent rise in manufacturing costs, the specific design is carried out using the differential design method considering bonded semi-finished sheets. The layout of laminates is inspired by the net theory, taking value and direction of the main tensions into account. The performed redesign leads to one third mass reduction and a 2.5-fold increase in the specific stiffness of the tool’s slide.

Journal or Publication Title: Werkstattstechnik online : wt, Springer VDI Verlag, Düsseldorf
Volume: 108
Number: 10
Uncontrolled Keywords: Werkzeugmaschinen, Konstruktion, Leichtbau
Divisions: 16 Department of Mechanical Engineering
16 Department of Mechanical Engineering > Institute for Fluid Systems (FST)
16 Department of Mechanical Engineering > Institute for Product Development and Machine Elements (pmd)
16 Department of Mechanical Engineering > Institute of Production Management, Technology and Machine Tools (PTW)
16 Department of Mechanical Engineering > Institute of Production Management, Technology and Machine Tools (PTW) > Machine tools and Components
Date Deposited: 19 Nov 2018 14:24
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