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13.10.2021 | Maschinenbetten und Gestellbauteile

Mineralguss für industrielle Anwendungen – Teil 2

Mineralguss und Ultrahochleistungsbeton von RAMPF sind im Maschinenbau allgegenwärtig – auch in der Solarmodulproduktion, in Holzbearbeitungs- und Textilmaschinen, Mess-, Prüf- und Inspektionstechnik sowie energietechnischen und Sondermaschinen. Warum das so ist, erfahren Sie hier!

In Teil 1 haben wir aufgezeigt, warum EPUMENT® Mineralguss und EPUDUR Ultrahochleistungsbeton (UHPC) sich seit nahezu drei Jahrzehnten als leistungsstarke Gestellwerkstoffe im Werkzeugmaschinenbau, in der Elektronikfertigung sowie Laserindustrie etabliert haben. 

In Teil 2 geht es nun um Solarmodulproduktion, Holzbearbeitungs- und Textilmaschinen, Mess-, Prüf- und Inspektionstechnik sowie energietechnische Maschinen und Sondermaschinen.

Solarmodulproduktion

Der Anteil der aus Photovoltaik gewonnenen elektrischen Energie wird weiter zunehmen. An das Produktionsequipment für kristalline Solarzellen und Dünnschichtsolarmodule werden hohe Anforderungen bezüglich Produktivität, Qualität und Präzision gestellt.

Dadurch ergeben sich vielfältige Möglichkeiten, alternative Werkstoffe in Maschinengestellen von Fertigungsanlagen für Solarmodule einzusetzen – von der Silizium-, Wafer- und Glasherstellung über die Produktion der Solarzellen bis zur Modulfertigung.

Textil- und Holzbearbeitungsmaschinen

Auch die Anforderungen an die Dynamik von Produktionstechnik zur Herstellung von Textilien und Holzbauteilen steigen. Dabei garantieren Gestellbauteile aus alternativen Werkstoffen eine erhöhte Schwingungsdämpfung, Lärmabsorption und Verwindungssteifigkeit.

Bei dynamisch hochbelasteten Gestellbauteilen für Textilmaschinen ist es wichtig, die erforderlichen Werte für Produktivität, Prozesssicherheit und Lärmschutz bei der Herstellung technologisch anspruchsvollster industrieller Textilien wie Carbonfasergelege, Gewirke für die Betonbewehrung, Sitzheizungsgewebe und Netze zu erreichen. Hierfür setzen führende Hersteller rund um den Globus auf gefüllte Stahlmaschinenbetten und CFK-Schlitten.

Holzbearbeitungszentren sind mit sehr ähnlichen Anforderungen konfrontiert wie typische Bearbeitungszentren in der Metallbearbeitung. Auch in diesem Bereich setzen sich stationäre Gestellbauteile wie Betten und Ständer aus UHPC immer mehr durch.

Mess-, Prüf- und Inspektionstechnik 

In der Regel werden die Anforderungen an industrielle Mess- und Prüftechnik weniger von der Dynamik bestimmt, sondern eher durch höchste Präzision und weitgehender Unbeeinflussbarkeit durch äußere Störgrößen. Für unterschiedliche Anwendungen, zum Beispiel in klimatisierten Messräumen oder rauen Produktionsumgebungen, sind neben dem für Messmaschinen klassischen Hartgestein auch andere Gestellwerkstoffe im Einsatz. Durch Mineralguss lassen sich die physikalischen Eigenschaften von Geräten für die Voreinstellung von Werkzeugen verbessern.

Ein von RAMPF produziertes Grundgestell besteht von der Führungsschiene bis zum Boden aus einem Guss. Es sorgt für bessere Dämpfung von Vibrationen aus der Umgebung sowie größere thermische Trägheit. Darüber hinaus punktet das Gestell sowohl mit einer umweltfreundlichen Energiebilanz bei der Herstellung als auch einem ansprechenden optischen Erscheinungsbild.

Röntgeninspektionsgeräte werden in der Halbleiterindustrie zur zerstörungsfreien Prüfung von Sensoren, elektronischen Komponenten und Hybridbauelementen eingesetzt. Röntgenstrahlung absorbierender Mineralguss als alternativer Gestellwerkstoff übernimmt im industriellen Einsatz nicht nur tragende und Genauigkeitsfunktionen, sondern auch die sicherheitsrelevante Strahlungsabschirmung.

Energietechnische Maschinen

Basisgestelle und Aufnahmen für leistungsfähige Großmotoren, Zentrifugen, Generatoren und Turbinen werden verstärkt mit Mineralguss realisiert. Hierbei werden sowohl massiv gegossene Gestelle als auch mit Mineralguss gefüllte Stahlschweißkonstruktionen (Hybridkonstruktionen) eingesetzt.

Warum? Weil der leistungsstarke Gestell- und Konstruktionswerkstoff Schwingungen und Lärmemissionen signifikant reduziert.

Sondermaschinen

Seit Anfang der 1980er-Jahre werden Hohlräume von Maschinengestellbauteilen aus Stahl oder Grauguss für Sondermaschinen mit epoxidharzgebundenem Mineralguss gefüllt. Was anfänglich oft als nachträgliche Verbesserung des dynamischen Verhaltens angewendet wurde, hat sich in der Zwischenzeit zu einem industriell angebotenen eigenständigen Verfahren entwickelt. Das heißt: Die Gestellbaugruppe wird von vornherein als Hybridkonstruktion ausgelegt.

Warum? Weil

  • der dämpfende Mineralguss und die größere Masse der Stahlverbundkonstruktion die dynamischen Eigenschaften wie Schwingungsamplituden und Eigenschwingungsformen in der Regel positiv beeinflussen.
  • Geräuschemissionen reduziert werden.
  • Eigenfrequenzen der Gestellbaugruppen verringert und/oder in unkritische Bereiche verschoben werden.
  • Stahlverbundkonstruktionen wegen der hohen spezifischen Wärmekapazität und niedrigen Wärmeleitfähigkeit von Mineralguss unempfindlicher auf kurzzeitige Temperaturschwankungen reagieren.
  • die linearen Längenausdehnungskoeffizienten von Stahl und Mineralguss aufeinander abgestimmt sind.

Ein weiterer wichtiger Grund: die Haftkraft zwischen den Hybridpartnern und die Feuchtigkeitsaufnahme der Füllung, die entscheidende Kenngrößen für dauerstabile Gestellbauteile mit gleichbleibenden Eigenschaften über die Lebensdauer sind. Hier punktet Mineralguss mit Haftkräften von 12 N/mm² bis 14 N/mm² gegenüber anderen Füllmaterialien wie Beton.

Weitere Anwendungen

Über die beschriebenen Anwendungsbereiche hinaus wird Mineralguss auch im Papier- und Druckmaschinenbau, in der optischen Systemtechnik, Handhabungs- und Wiegetechnik sowie im technischen Apparatebau erfolgreich eingesetzt.

Profitieren auch Sie von den zahlreichen Vorteilen alternativer Gestellwerkstoffe! Kontaktieren Sie uns!

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