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antriebstechnik 8/2019

antriebstechnik 8/2019

FORSCHUNG UND

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG ADDITIVE FERTIGUNG INNOVATIVER LEICHTBAUWÄLZLAGER MITTELS LASER-PULVER-AUFTRAGSCHWEISSEN Bei Wälzlagern aus Aluminium wirken sich die geringen mechanischen Kennwerte selbst hochfester Legierungen negativ aus, weshalb ein zusätzliches Laufbahnsystem integriert werden muss. Man spricht von sogenannten Drahtwälzlagern. Das zusätzliche Laufbahnsystem führt jedoch zu erhöhten Material-, Fertigungs- und Montagekosten, wodurch der große Vorteil der geringen Dichte des Aluminiums abgeschwächt wird. Ziel der Entwicklungsarbeit ist daher, die lokale Festigkeitssteigerung der Aluminium-Wälzlager mithilfe von Hartpartikeln zu erreichen, sodass ein zusätzliches Laufbahnsystem entfällt. 78 antriebstechnik 2019/08 www.antriebstechnik.de

premo ® und INIRA ® – die clevere Systemlösung 01 a) Schematische Darstellung des LMD-Prozesses; b) Geätzter Querschliff einer additiv hergestellten Probe aus EN AW-7075; c) Gemittelte Härtewerte Gemeinsam mit der IBO GmbH und dem Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien (Leibniz IWT) entwickelt das BIAS – Bremer Institut für angewandte Strahltechnik GmbH Wälzlager in innovativer Leichtbauweise. Bereits heute verwendet die IBO GmbH für die Fertigung von Wälzlagern statt Stahl den Leichtbauwerkstoff Aluminium. Der neue Lösungsansatz besteht in der additiven Fertigung der einzelnen Lagerringe mittels Laser-Pulver-Auftragschweißen (engl.: laser metal deposi tion – LMD) und der zeitgleichen ortsaufgelösten Einbringung von Hartpartikeln in die späteren hochbelasteten Zonen der Laufbahnoberflächen. Am BIAS wird die additive Fertigung der endkonturnahen Lagerringe mit lokaler Hartpartikelverstärkung mittels LMD vorgenommen (Bild 01a). Das verwendete Verfahren zeichnet sich im Vergleich zu pulverbett-basierten Techniken durch einen nahezu unbegrenzten Bauraum sowie hohe Aufbauraten aus. Diese Vorteile des LMD- Verfahrens sind unerlässlich für die wirtschaftliche additive Fertigung von Großwälzlagern mit Durchmessern von bis zu 3 m. In ersten Tests mit Pulver (50 bis 125 µm) der hochfesten Aluminiumlegierung EN AW-7075 konnten bereits imperfektionsarme Probekörper hergestellt werden (Bild 01b). Direkt nach der additiven Fertigung wurde im Querschliff der Probekörper eine Härte von 68 ± 7 HV0.5 gemessen. Nach einer Warmauslagerung wurde eine deutliche Härtesteigerung auf 110 ± 12 HV0.5 ermittelt (Bild 01c). Hier zeigt sich, dass auf das konventionelle Lösungsglühen für eine T6 Wärmebehandlung nach der additiven Fertigung mittels LMD verzichtet werden kann und alleine durch die Warmauslagerung eine signifikante Steigerung der Härte erzielt wird. Eine weitere lokale Festigkeitssteigerung wird durch das Einbringen von hochhartem Wolframschmelzcarbid (bis zu 3 000 HV0.1) er- Servoaktuator, Ritzel und Zahnstange aus einer Hand! Dasalpha PremiumLinearSystemmit dem Servoaktuator premo ® und derinnovativen ZahnstangenmontageINIRA ® überzeugt auf ganzer Linie: • Maximum an Präzision • Höchste Dynamik • Optimale Steifigkeit • Extreme Zeitersparnis bei der Zahnstangenmontage Weitere Informationen finden Sie unter: www.wittenstein-premo.de www.wittenstein-alpha.de/inira Besuchen Sie uns auf der EMO Hannover, 16. –21. September 2019, Halle 8, Stand E22 WITTENSTEIN alpha – intelligente Antriebssysteme www.wittenstein-alpha.de

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