Neuartige Verfahrensvarianten zur Herstellung von aerostatischen Führungsflächen: Fid-Bau Portal

Neuartige Verfahrensvarianten zur Herstellung von aerostatischen Führungsflächen

Erbe, T. / Berg, M. / Theska, R. / Weber, C.

Es wird aufgezeigt, wie ein komplexes Anforderungsprofil an ein Maschinengestell der Präzisionstechnik auf der Basis einer für dieses Anwendungsgebiet neuartigen Technologie (auch gekoppelt an einen hier neuartigen Werkstoff) durch Design for X-Methoden in einen innovativen Entwurf umgesetzt werden kann. Die Einführung dieser neuartigen Technologie in die Gestellkonstruktion für Präzisionsmaschinen und -geräte kombiniert die Vorteile bisheriger Bauweisen mit dem neuen Werkstoff. Das betrifft insbesondere die Vergrößerung der Formenvielfalt von Gestellelementen, die Einhaltung der geforderten Formgenauigkeit, für aerostatische Führungen geeignete Oberflächen und gleichzeitig die Minimierung bzw. Vermeidung spanender Nachbearbeitung. Besondere Anforderungen werden an aerostatische Führungsflächen gestellt. Maßgeblicher Parameter ist hierbei die Einhaltung eines bestimmten Luftspaltes zwischen der Oberfläche/Führungsfläche des Gestells und dem aerostatischen Führungselement. Die Höhe des Luftspaltes beträgt etwa 5 bis 7 Mikrometer. Schäden an der Führungsfläche oder dem Führungselement müssen in jedem Fall vermieden werden. Der Bearbeitungsaufwand zur Erfüllung dieser Anforderung sind vom Oberflächenbereich der Führungsfläche abhängig. Veränderungen der Leitebene infolge von Wanderlasten werden im Allgemeinen durch ein möglichst steifes Supportvolumen abgefangen, wobei eine hohe Masse gleichzeitig die Bewegungsamplituden durch in den Führungskörper eingeleitete Kräfte mindert. Die Anforderungen an die Rauheiten für aerostatische Führungsflächen erfüllt Beton, insbesondere selbstverdichtender Beton, mit dem urformend Flächen hergestellt werden können. Ebenheitsabweichungen von untersuchten Geometrien waren langperiodisch gegenüber den Abmessungen eines aerostatischen Führungselementes. Ihnen kann entweder durch Korrekturtabellen oder geringfügiger Nachbearbeitung Rechnung getragen werden. Durch Verwendung von selbstverdichtendem Beton und unter Berücksichtigung einer geschickten Anordnung der Flächen mit hohem Genauigkeitsanspruch in der Gussform lassen sich auch komplexe Maschinengestellgeometrien mithilfe verschiedener in Anschaffung und Bearbeitung günstiger Gießformwerkstoffe realisieren.