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02.08.2021 | Maschinenbetten und Gestellbauteile

Mineralguss für industrielle Anwendungen – Teil 1

Seit Ende der 1990er-Jahre gewinnen alternative Gestellwerkstoffe wie EPUMENT® Mineralguss und EPUDUR Ultrahochleistungsbeton im Maschinenbau und in der dynamischen Produktionstechnik immer mehr an Bedeutung. Dieses Mal zeigen wir, warum das auch für den Werkzeugmaschinenbau, in der Elektronikfertigung sowie Laserindustrie gilt.

Es gibt nicht nur einen, sondern mehrere Gründe für die steigende Beliebtheit von alternativen Gestellwerkstoffen:

  • unschlagbare Schwingungsdämpfung
  • herausragende thermische Stabilität
  • hohe Funktionsintegration
  • maximale Designfreiheit
  • optimale statische und dynamische Steifigkeit
  • Kostenwettbewerbsfähigkeit
  • hervorragende Ökobilanz
  • sehr kurze Beschaffungszeiten bei vorhandener Gießform (Time to Market)

Im klassischen Werkzeugmaschinenbau steigt die Nachfrage nach komplett vormontierten Basismaschinen, um sich so auf die Kernkompetenzen konzentrieren und entsprechende Arbeiten an externe Spezialisten abgeben zu können. Ziel ist, die Durchlaufzeiten in der eigenen Montage so kurz wie möglich zu halten. Die Entwicklung und Auslegung für die komplette Einheit aus Maschinengestell, Linear-, Antriebs- und Steuerungstechnik wird aber zumeist In-House gemacht, da dies einen wichtige Rolle beim Prozess spielt.

Etwas anders ist es in der Halbleiter- und Laserindustrie: Hier werden innovative Prozesse entwickelt, der klassische Maschinenbau liegt daher nicht im Fokus dieser Entwicklungen. Für diese Branche ist es äußert wichtig, einen Partner zu haben, der sich in allen Disziplinen auskennt – von der Gestellkonstruktion über die Auslegung der Linear- und Antriebstechnik bis hin zur Verkabelung der Maschine.

Kacper Lasetzki, Verkaufsleiter bei RAMPF Machine Systems:

Einst wurden Lineartechnik, Antriebs- und Steuerungstechnik von den Maschinenbauern selbst entwickelt. In dieser hochinnovativen Branche kommen jedoch ständig neue und extrem dynamische Prozesse zum Tragen, welche in der Maschine abgebildet werden müssen. Das stellt höchste Anforderungen an die Antriebs- und Führungskomponenten, aber auch an das Maschinengestell. Das haben wir früh erkannt – und von diesem Wettbewerbsvorsprung profitieren nicht nur wir, sondern natürlich auch unsere Kunden.

In Teil 1 unseres zweiteiligen Blogeintrags zeigen wir, warum führende Unternehmen im Werkzeugmaschinenbau, in der Elektronikfertigung sowie Laserindustrie zu den Kunden von RAMPF Machine Systems zählen:

Werkzeugmaschinen

Werkzeugmaschinenbauer sind Vorreiter beim Einsatz alternativer Werkstoffe für Maschinengestelle. EPUMENT® Mineralgussbetten und -portale sowie mit Mineralguss gefüllte Stahlverbundkonstruktionen der Marke EPUFILL werden bereits seit den 1970er-Jahren erfolgreich eingesetzt.

Maschinenbetten aus Ultrahochleistungsbeton (UHPC) der Marke EPUDUR übernehmen in Werkzeugmaschinen neben tragenden und dämpfenden Funktionen auch Design- und Späne-Management-Aufgaben. Für großvolumige und schwere Betten in Werkzeugmaschinen, beispielsweise Bearbeitungszentren für den Werkzeug- und Formenbau, die in kleinen Stückzahlen benötigt werden, sind gefüllte Stahlverbundkonstruktionen Stand der Technik.

Elektronikfertigung

Die Anzahl von Anwendungen alternativer Gestellwerkstoffe in Maschinen und Geräten der Elektronikfertigung ist ebenfalls sehr stark gestiegen. Prozesse, die in der Branche mit Bonding, Jetting, Dispensing, Placing, Assembling und Packaging bezeichnet werden, sind geprägt von höchster Dynamik und erfordern höchste Präzision. So sind in der Jetprinttechnologie, die den herkömmlichen Siebdruck weltweit verdrängt hat, Beschleunigungen bis zu 4 g bei äußerster Druckgenauigkeit zu beherrschen. Der abgebildete Jetprinter erreicht dies durch ein Maschinenbett aus Mineralguss und einen sehr leichten Schlitten aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK).

Das Draht- und Chipbonding umfasst hochdynamische Prozesse für die Herstellung integrierter Schaltkreise. Das Setzen von über 30 Lötpunkten in der Sekunde verstärkt mechanische Resonanzen und führt zur stärkeren Anregung der gesamten Maschinenstruktur. Auch in dieser Anwendung haben sich dämpfende Werkstoffe für Gestellbauteile durchgesetzt.

Laserapplikationen

Der Laser hat sich in der modernen Produktionstechnik längst zu einem nahezu universell einsetzbaren Werkzeug entwickelt. Laserschneiden, -schweißen, -markieren, -beschichten, -ritzen und viele andere Verfahren bestimmen maßgeblich moderne Technologien. Laserapplikationen sind daher ein breites Anwendungsfeld alternativer Werkstoffe für Maschinengestelle und Gestellbauteile.

In 5-Achs-Laserbearbeitungszentren, mit denen zwei- oder dreidimensional geschnitten und geschweißt werden kann, ermöglicht ein multifunktionales Mineralgussgestell die extreme Dynamik der Prozesse und sorgt für die erforderliche Schwingungsdämpfung. Spanlos hergestellte, hochgenaue Montageflächen für Profilführungsschienen, design- und funktionsorientierte Sichtflächen sowie integrierte Zu- und Abführungen für Medien kennzeichnen diese ganzheitliche Lösung.

In Teil 2 von „Mineralguss für industrielle Anwendungen“ erfahren Sie, warum sich alternative Werkstoffe auch in der Solarmodulproduktion, Holzbearbeitungs- und Textilmaschinen, Mess-, Prüf- und Inspektionstechnik, energietechnischen Maschinen sowie Sondermaschinen durchgesetzt haben.

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