Aluminiumschaum im Maschinenbau
Der Einsatz von Leichtbau-Verbundwerkstoffen ermöglicht im Maschinenbau eine erhebliche Gewichtsreduktion der zu bewegenden Massen. Für bewegte Baugruppen sind eine geringere Masse und eine hohe Schwingungsdämpfung von großem Vorteil: Kleinere Antriebe und eine Auslegung auf geringere Kräfte werden möglich.
Stand:
Welche Vorteile bringt Aluminiumschaum in bewegten Baugruppen?
Durch den Einsatz hochdämpfender Leichtbau-Verbundwerkstoffe ergeben sich je nach konkreter Anwendung vier Kernvorteile: extreme Leichtbauweise, höhere Bearbeitungsgenauigkeit, höhere Bearbeitungsgeschwindigkeit und höhere Lebensdauer. Die geringere bewegte Masse erlaubt kleinere Antriebe und eine Auslegung auf geringere Kräfte.
- Extreme Leichtbauweise
- Höhere Bearbeitungsgenauigkeit
- Höhere Bearbeitungsgeschwindigkeit
- Höhere Lebensdauer
In welchen Maschinenbau-Anwendungen wird Aluminiumschaum eingesetzt?
Die Anwendungsbereiche umfassen den klassischen Werkzeugmaschinenbau ebenso wie hochdynamische Prozesse: von Laser-Applikationen über Solar-Modul-, Elektronik-, Mikro- und Optik-Produktion bis zu Verpackungsmaschinen, Holzbearbeitung, Handhabungs- und Montagetechnik, Lebensmitteltechnik und Pick & Place-Applikationen – überall dort, wo Massen schnell und präzise bewegt werden müssen.
- Werkzeugmaschinen
- Laser-Applikationen
- Solar-Modul-Produktion
- Elektronik-Produktion
- Mikro-Produktion
- Verpackungsmaschinen
- Holzbearbeitung
- Handhabungs- und Montagetechnik
- Optik-Produktion
- Lebensmitteltechnik
- Pick & Place-Applikationen
Welche Maschinenbauteile aus Aluminiumschaum sind dokumentiert?
Drei dokumentierte Bauteilbeispiele zeigen die Bandbreite: ein Tragbalken für Spulen einer Textilmaschine, bei dem der Schaumkern mit Aluminium umgossen ist; ein Zwischenflansch einer Verzahnungsmaschine mit eingeklebtem Metallschaumring; und das Querportal einer Fräsmaschine. In allen Fällen geht es um bewegte oder schwingungsbelastete Strukturen, bei denen geringe Masse und hohe Dämpfung zusammenkommen.
- Tragbalken für Spulen einer Textilmaschine – Schaumkern umgossen mit Aluminium
- Zwischenflansch einer Verzahnungsmaschine – mit eingeklebtem Metallschaumring
- Querportal einer Fräsmaschine
Was bringt Aluminiumschaum für Ergonomie und Maschinenlebensdauer?
Leichtere Komponenten bedeuten weniger körperliche Belastung und einfacheres Handling – ein klarer Vorteil in Produktionsumgebungen, wo Effizienz und Ergonomie gleichermaßen gefragt sind. Gleichzeitig absorbiert Aluminiumschaum Schwingungen und Stöße besonders gut, was den Verschleiß von Maschinen reduziert und deren Lebensdauer verlängert. Havel metal foam unterstützt dabei auch Einzelanfertigungen und Kleinstserien.
Gewicht und Dämpfung
Was bringt die Gewichtsersparnis mit Aluminiumschaum im Maschinenbau?
Auch gefragt: Warum zählt die bewegte Masse einer Baugruppe? · Was bringt Leichtbau im Maschinenbau?
Havel metal foam senkt mit hochdämpfenden Leichtbau-Verbundwerkstoffen im Maschinenbau die Masse der zu bewegenden Baugruppen. Der Vorteil wirkt vor allem bei schnell bewegten Baugruppen: Weniger bewegte Masse heißt geringere Beschleunigungskräfte, und das ist der Grund, aus dem der Werkstoff für Fräsportale, Träger und Fundamente überhaupt betrachtet wird.
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Wie stark dämpft Aluminiumschaum Schwingungen?
Auch gefragt: Wie wurde die Dämpfung gemessen? · Wie gut ist die Schwingungsdämpfung von Metallschaum?
Die Dämpfungswirkung des Aluminiumschaums von Havel metal foam wurde vom Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU gemessen: an Stahlprofilen, die an zwei Drähten aufgehängt und mit einem Hammer angeschlagen wurden. Aufgezeichnet ist eine Steigerung der Dämpfung um 500 bis 600 % gegenüber dem ungefüllten Profil. Der Versuchsaufbau ist bewusst einfach; er vergleicht dasselbe Profil mit und ohne Schaumfüllung.
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Warum verbessert Aluminiumschaum die Bearbeitungsgenauigkeit?
Auch gefragt: Wie wirkt sich die Dämpfung auf die Zerspanung aus? · Erlaubt Aluminiumschaum höhere Schnittgeschwindigkeiten?
Die Begründung liegt in der Kombination aus geringer Masse und hoher Schwingungsdämpfung: Havel metal foam führt beides als Voraussetzung für höhere Bearbeitungsgenauigkeit und höhere Bearbeitungsgeschwindigkeit an. Belegt ist die Dämpfung selbst, gemessen als Steigerung um 500 bis 600 %; eine Messung des Bearbeitungsergebnisses liegt nicht vor. Für eine konkrete Maschine ist die Wirkung deshalb im Versuch oder in der Rechnung zu bestimmen.
- Quellen
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Bauteile und Anwendungen
Welche Maschinenbauteile werden aus Aluminiumschaum gefertigt?
Auch gefragt: Wofür wird Metallschaum im Maschinenbau eingesetzt? · Welche Bauteile eignen sich?
Havel metal foam hat drei Bauteile ausgeführt: einen Trägerbalken für Spulen einer Textilmaschine, bei dem der Schaumkern in Aluminium umgossen ist, einen Zwischenflansch für eine Verzahnungsmaschine mit eingeklebtem Metallschaumring, und das Querportal einer Fräsmaschine. Dazu kommen Bodenplatten von Maschinenfundamenten zur Schwingungsdämpfung. Der Zwischenflansch ist einer von zwei dokumentierten Fällen im gesamten Werkstoff, in denen geklebt wird.
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In welchen Bereichen des Maschinenbaus wird der Werkstoff eingesetzt?
Auch gefragt: Für welche Branchen im Maschinenbau eignet sich Aluminiumschaum?
Havel metal foam führt für den Maschinenbau ein breites Feld an Einsatzbereichen: Werkzeugmaschinen, Laseranwendungen, Solarmodul-Produktion, Elektronikfertigung, Mikroproduktion, Verpackungsmaschinen, Holzbearbeitung, Handhabungs- und Montagetechnik, Optikfertigung, Lebensmitteltechnik sowie Pick-and-Place-Anwendungen. Gemeinsam ist ihnen, dass bewegte Massen oder Schwingungen die Leistung begrenzen.
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Nachweise und Beschaffung
Ist Aluminiumschaum als Schutz für Laserarbeitsplätze geprüft?
Auch gefragt: Gibt es eine Laserschutzprüfung? · Welche Schutzstufen wurden erreicht?
Ja. Der Sandwichwerkstoff AAS 15-1-1 (1 mm Aluminiumblech / 13 mm Aluminiumschaum / 1 mm Aluminiumblech) von Havel metal foam wurde nach DIN EN 12254:2012-04 als Schutz für Laserarbeitsplätze geprüft. Die Schutzstufe ist AB5 (Dauerstrichlaser, Wellenlänge 1064 nm) bzw. AB7 (Dauerstrichlaser, Wellenlänge 10.600 nm). Es handelt sich um ein Prüfergebnis und nicht um eine Zertifizierung; den Prüfbericht stellt Havel metal foam auf Anfrage bereit.
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Fertigt Havel metal foam auch Einzelstücke und Kleinserien?
Auch gefragt: Gibt es eine Mindestmenge? · Werden Prototypen gefertigt?
Ja. Havel metal foam unterstützt Kunden im Maschinenbau auch bei Einzelanfertigungen und Kleinstserien. Das Unternehmen deckt dabei die gesamte Kette ab: Produktlösung, FEM-Berechnung, Bearbeitung, Serienproduktion und Entwicklung gehören zu den fünf genannten Leistungen, sodass Auslegung und Fertigung nicht getrennt eingekauft werden müssen.
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