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

Abele, Eberhard ; Ali, Fares ; Bretz, Andreas ; Lorenz, Imke ; Schulte, Fiona ; Sperling, Ann ; Tichi, Benedikt (2018)
Einsatz von CFK-Komponenten in Werkzeugmaschinen - Entwicklung eines Schlittens einer Portalfräsmaschine.
In: wt Werkstattstechnik online, 108 (10)
Article, Bibliographie

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 ; Ali, Fares ; Bretz, Andreas ; Lorenz, Imke ; Schulte, Fiona ; Sperling, Ann ; Tichi, Benedikt
Type of entry: Bibliographie
Title: Einsatz von CFK-Komponenten in Werkzeugmaschinen - Entwicklung eines Schlittens einer Portalfräsmaschine
Language: German
Date: 2018
Publisher: Springer-VDI-Verlag
Journal or Publication Title: wt Werkstattstechnik online
Volume of the journal: 108
Issue Number: 10
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.

Uncontrolled Keywords: Werkzeugmaschinen, Konstruktion, Leichtbau
Divisions: 16 Department of Mechanical Engineering
16 Department of Mechanical Engineering > Institute for Fluid Systems (FST) (since 01.10.2006)
16 Department of Mechanical Engineering > Institute for Product Development and Machine Elements (pmd)
16 Department of Mechanical Engineering > Institute of Production Technology and Machine Tools (PTW)
16 Department of Mechanical Engineering > Institute of Production Technology and Machine Tools (PTW) > Machine tools and Components (2021 merged in TEC Fertigungstechnologie)
Date Deposited: 19 Nov 2018 14:24
Last Modified: 13 Aug 2021 08:49
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