Leichtbaulager aus dem 3D-Drucker: 3D-Druck revolutioniert die Herstellung

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Weniger Material bedeutet weniger Gewicht. 3D-Druckverfahren ermöglichen die Herstellung von Bauteilen, deren Form und innerer Aufbau frei gestaltet werden kann. Kombiniert mit Franke Drahtwälzlagern entstehen auf diese Weise die leichtesten Drehverbindungen auf dem Markt.

Das Prinzip der Drahtwälzlager
Das in ein umschließendes Gehäuse integrierte Drahtwälzlager nimmt Kräfte aus allen Richtungen auf. Um Drahtwälzlager den Anforderungen des Einsatzfalles anzupassen, stehen zahlreiche Möglichkeiten in Bezug
auf Drahtprofil, Anschliff, Kugeldurchmesser und Material zur Verfügung. Durch die Verwendung leichter Materialen und modernster Fertigungstechniken ermöglichen Leichtbaulager von Franke substantielle Gewichts-, Energie- und Platzeinsparungen bei vergleichbarer Steifigkeit und höchster Präzision über die gesamte Lebensdauer. Die Vorteile liegen auf der Hand:

• Alternative Materialien wie 3D-Druck, hochfester Kunststoff oder Karbon ermöglichen deutliche   Gewichtseinsparungen.
• Geringe bewegte Massen sorgen für Energieeffizienz und Laufruhe.
• Eine freie Gestaltung der umschließenden Konstruktion ermöglicht Einsparungen bei angeschlossenen Baugruppen.
• Viele Leichtbaumaterialien verfügen über positive Sekundäreigenschaften, wie geringe Materialausdehnung oder Non-Magnetismus.

Durch Untersuchungen und Analysen können die umschließenden Teile von Drehverbindungen so ausgelegt werden, dass Materialeinsatz und Wandstärken den auftretenden Belastungen genügen.

Allerdings sind bei der Festlegung oftmals Grenzen gesetzt. Nicht alles was auf dem CAD-Bildschirm gut aussieht kann auch realisiert werden. Hier kommen sowohl fertigungstechnische Beschränkungen bei der
spanabhebenden Produktion als auch ökonomische Restriktionen insbesondere beim Formenbau für CFK-Rohlinge ins Spiel.

3D-Druck mischt die Karten neu
Beim 3D-Druck werden Objekte schichtweise aus Metallpartikeln aufgebaut. Man spricht hierbei von additiven Verfahren. Dies bedeutet eine Umkehr herkömmlicher Herstellungsmethoden, die in der Regel mit der Abtragung von Material einhergehen.

Franke Leichtbaulager mit Gehäuseteilen aus 3D-Druck und interiertem Drahtwälzlager. Deutlich sichtbar ist der filigrane Aufbau der umschließenden Teile.

Durch den schichtweisen Aufbau der Teile ergeben sich völlig neue Möglichkeiten der Gestaltung. Innere Wabenstrukturen, veränderliche Wandstärken und sogar ein Mix in der Beschaffenheit des Materials sind
möglich und tragen dazu bei, noch filigraner und leichter zu konstruieren. Ein weiterer Vorteil dieser Technologie ist die schnelle Verfügbarkeit. Eine entsprechend konfigurierte CAD-Datei reicht aus, um den Drucker in Aktion zu setzen. Schon kurz darauf sind die benötigten Teile zur weiteren Verarbeitung verfügbar. Bereits ab Losgröße 1 wird 3D-Druck zur idealen Fertigungsform, da keinerlei Werkzeuge benötigt werden. So ergeben sich für Kunden von 3D-gedruckten Leichtbaulagern von Franke eine Reihe von Vorteilen:

• äußerst geringes Gewicht und kompakte Bauform
• kundenspezifisches Design
• Lagerdurchmesser gegenwärtig von 80 – 300 mm erhältlich (größere Durchmesser auf Anfrage)
• Losgröße 1 möglich bei schneller Verfügbarkeit

Die Gewichtsersparnis von 3D-gedruckten Drehverbindungen gegenüber Wälzlagern herkömmlicher Bauart ist eklatant. Bei gleichem Lagerdurchmesser und dem Einbau eines vergleichbaren Drahtwälzlagers
in die Gehäuseringe liegt die Gewichtseinsparung gegenüber einem herkömmlichen Stahllager bei fast 90%.

Experteninterview: Leichtbaulager im 3D-Druck-Verfahren

Video: So entstehen 3D-Druck-Leichtbaulager!

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