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03.05.2016 | Montagetechnik | Im Fokus | Onlineartikel

CFK verlässt die Nische

Autor:
Dieter Beste


Im Automobilbau oder der Luft- und Raumfahrt sind Bauteile aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) nicht mehr wegzudenken. Im Maschinenbau führte der Leichtbauwerkstoff jedoch bislang noch ein Nischendasein.

Kohlenstofffasern punkten in Kunststoffverbünden mit spezifischen Vorzügen: Leichtbaukomponenten von hoher Festigkeit und Steifigkeit lassen sich mit vergleichsweise geringer Masse realisieren. Daraus ergibt sich beispielsweise, dass mit CFK-Bauteilen aufgrund ihrer geringen Massenträgheit dynamische, präzise Bewegungen bei vergleichsweise geringem Energieverbrauch möglich werden. Hinzu kommen hervorragende Dämpfungseigenschaften des Kohlenstofffaser-Materials und ein geringer Wärmeausdehnungskoeffizient. Ein Überblick über gegenwärtig realisierte CFK-Anwendungen findet sich etwa in "Carbon Fibers" (ab Seite 237).

Gewichtseinsparung im Maschinenbau

Um die Vorzüge der CFK-Werkstoffe zu nutzen, haben jetzt Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) in Stuttgart im Auftrag der EiMa Maschinenbau GmbH ein neuartiges Fräskopfgehäuse auf CFK-Basis entwickelt, das bei gleichbleibenden Eigenschaften nur halb so viel wiegt wie die herkömmliche Stahlvariante. Dabei handelt es sich um einen 5-Achs-Stahlfräskopf, der in einer CFK-Hybrid-Variante umgesetzt wurde. Den Kern des Hybridverbunds bildet ein Stahlblechrahmen, beschreibt Projektleiter Uwe Schleinkofer: "Damit lassen sich weitere Komponenten gut integrieren, die Kraft kann optimal eingeleitet werden und das Bauteil erhält zusätzliche Steifigkeit." In Kombination mit der CFK-Außenhaut konnten die IPA-Ingenieure im Vergleich zum Originalbauteil etwa 50 Prozent Gewicht einsparen.

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