Werkstoffabhängige Maschinenstrukturverformung

Ein thermisch stabiles Maschinenbett ist eine Grundvoraussetzung für die Fertigung von hochgenauen Werkstücken.

Maschinenbetten für Werkzeugmaschinen können aus unterschiedlichen Werkstoffen gefertigt werden. Die thermischen Eigenschaften dieser Werkstoffe ergeben unter dem Einfluss von Wärme unterschiedliche Verformungen.

Verformung unter Krafteinwirkung

bei eingspannten Balken

FEM-Modell mit vier einseitig fest eingespannten Balken gleicher Außenabmessung (500 x 500 x 1200 mm) und gleicher Biegefestigkeit mit vier unterschiedlichen Werkstoffen:

  • Mineralguss massiv
  • Grauguss mit Wandstärke 38 mm
  • Aluminium mit Wandstärke 67 mm
  • Hydropol® mit Stahl-Wandtärke 5 mm

Werkstoffkenndaten

Verlauf der Umgebungstemperatur

  • Start bei 22 °C
  • Sprung auf 32 °C, 24 h halten, danach
  • Sprung zurück auf 22 °C, 24 h halten

Ausgewertet wird jeweils die Position der vorderen Flächen in Funktion der Zeit (Mittelwert über die ganze Fläche)

Die Zellweger Ingenieurgesellschaft mbH erstellt Modelle zur sehr schnellen Berechnung des Wärmeganges grösserer Systeme. Der vorliegende Bauweisenvergleich stammt aus den Vorbereitungsarbeiten für ein Projekt mit einem grossen Werkzeugmaschinenhersteller. Der Austausch mit framag zu diesem Thema hat erst zu einem späteren Zeitpunkt stattgefunden.