Intelligente Leichtbaulösungen fassen im Werkzeugmaschinenbau zunehmend Fuß. Dabei stehen neue Geometrien und Materialien genauso im Fokus wie die Simulation und der 3D-Druck. Wie Produkte im Kontext von Leichtbau und Nachhaltigkeit konzipiert und gefertigt werden können, zeigen die Aussteller der EMO Hannover.
Leichtbau ist elementarer Bestandteil einer nachhaltigeren Produktion. Er beginnt bereits weit vor der eigentlichen Herstellung und zieht sich durch die gesamte Wertschöpfungskette – vom Rohstoff bis zum fertigen Bauteil. Entsprechend frühzeitig setzen sich die Unternehmen mit diesem Thema auseinander.
„Nachhaltigkeit ist ein zentraler Bestandteil unseres Unternehmens. Unsere Mission ist es, die Designentwürfe von Kunden zu automatisieren und Prozesse zu entwickeln, damit sie mehr und besser gestalten können – und das mit weniger negativen Auswirkungen auf die Umwelt. Mit Autodesk-Technologie können Hersteller ihr Ergebnis verbessern und dazu beitragen, eine bessere Welt zu gestalten, indem Material- und Energieeffizienz in ihren Design- und Herstellungsprozessen gesteigert werden.“
(Steffen Krause, Technical Sales Manager, Autodesk)
Auch für Hainbuch, den schwäbischen Hersteller von Werkstückspannlösungen aus Marbach, ist Nachhaltigkeit und damit die Verpflichtung zum Umweltschutz selbstverständlich und ein wichtiges Element der Firmenidentität. So ist seit 2016 in den Umweltleitlinien eine Energienorm als so genannte Energiepolitik verankert.
„Damit reduzieren wir Emissionen und Abfälle, erhöhen die Energieeffizienz, garantieren den sparsamen Umgang mit Ressourcen und die Reduzierung gefährlicher Stoffe. Denn wir wollen die Produkte nicht nur qualitativ hochwertig entwickeln und produzieren, sondern auch umweltschonend und nachhaltig.“
(Stefan Nitsche, Leiter Produktmanagement, Hainbuch)
Leichtbau ist Voraussetzung für Materialeffizienz
Die 3D Micro Print aus Chemnitz ist spezialisiert auf die Herstellung von Mikrometallteilen durch Mikro-Lasersintern und den Verkauf der zugehörigen Maschinen. Für das sächsische Unternehmen bedeutet Nachhaltigkeit auch, Produkte mit Funktionsintegration zu entwickeln und herzustellen und so einen Mehrwert für die Kunden zu schaffen – ohne Einschränkungen bei den Materialeigenschaften und beim Einsatz der Bauteile.
„Das Zusammenspiel zwischen neuen Geometrien und neuen Materialien ist essenziell, um mit Blick auf Leichtbau und Nachhaltigkeit Produkte mit einem Mehrwert zu generieren. An dieser Stelle bedarf es zudem einer fachgerechten Beratung, um dem Kunden die Stellschrauben für die Produktentwicklung und den Herstellprozess aufzuzeigen.“
(Thomas Klotz, Leiter der Qualitätssicherung bei 3D Micro Print)
Fest steht: 3D-Druck macht Leichtbau an vielen Stellen erst möglich und ist damit auch eine wesentliche Voraussetzung für Materialeffizienz. Mehrere Teile können dabei bereits im Design zu einer Komponente zusammengefügt werden. Das funktioniert dann besonders gut, wenn ein Bauteil von Beginn an konsequent unter Leichtbauaspekten entwickelt werden.
„Der Generative Design-Ansatz von Autodesk hilft unseren Kunden, Gewicht zu reduzieren und Teile zu konsolidieren. General Motors nutzte beispielsweise diesen Ansatz und additive Fertigung, um eine Sitzhalterung neu zu gestalten. Das neue Teil bestand aus einer, statt wie vorher aus acht Komponenten. Es war darüber hinaus 40 Prozent leichter und 20 Prozent stabiler.“
(Steffen Krause, Autodesk)
Leichtere Spannmittel verringern Kosten
Hainbuch entwickelte für das Spannen von Werkstücken beim Fräsen, Drehen und Schleifen ultraleichte Spannmittel aus Carbon. Diese sorgen laut Unternehmen für eine höhere Produktivität, einen geringeren Energieverbrauch und eine Entlastung des Maschinenantriebs. Dank des Werkstoffs sind die CFK-Spannmittel um bis zu zwei Drittel leichter als die Standardausführung. Auf der EMO Hannover wird das Unternehmen den manuellen Spannstock Manok CFK Leichtbau ausstellen, ebenso die mini-Futterbaureihe und viele weitere Neuheiten, bei denen Nachhaltigkeitsaspekte zum Tragen kommen.
„Wir können fast alle Spannmittel als Carbon-Variante im individuellen Kundenbereich anbieten. Mit der mini-Baureihe haben wir zudem Futter entwickelt, die eine geringere Störkontur und geringere Masse haben. Die Zugänglichkeit der Werkzeuge und ein niedrigerer Energieverbrauch zeichnen ein modernes und zukunftsorientiertes Spannmittel aus. Durch die dynamischeren Spindelbeschleunigungen verkürzt sich die Taktzeit. Und in Summe sinken die Kosten je Werkstück.“
(Stefan Nitsche, Hainbuch)
Mit Blick auf den Leichtbau fertigt 3D Micro Print durch den Einsatz der Mikro Laser Sinter Technologie hochpräzise Mikrobauteile aus Metall. Entwickelt und gefertigt werden sowohl feine Gitterstrukturen als auch Geometrien mit detaillierten Innenstrukturen. Entsprechende Lösungsansätze für verschiedene Branchen wird das Unternehmen auf der EMO in Hannover vorstellen.
Mit den richtigen Entwicklungstools und einer großen Portion Ingenieurswissen ist in puncto Leichtbau viel möglich. Lediglich die Physik setzt Grenzen.
„Wir konnten bisher alle Kundenanforderungen erfüllen. Der Leichtbau, auch in Form von reduzierten Störkonturen, stößt nur an seine Grenzen, wenn die Haltkräfte, die Steifigkeit und die Präzision nicht mehr gewährleistet sind. “
(Stefan Nitsche, Hainbuch)
Quelle und weitere Infos: EMO Hannover, Additive, Maschinenmarkt
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