Franke Leichtbaulager lassen sich direkt in die umschließende Konstruktion integrieren. (Bild: Franke GmbH)
Gekonnter Leichtbau ist die Fähigkeit, überall dort Material wegzulassen, wo es nicht gebraucht wird. Traditionelle Leichtbaulager von Franke setzen genau hier an. Durch Untersuchungen und Analysen werden dort Speziallager entwickelt, deren umschließenden Teile bezüglich Materialeinsatz und Wandstärken an die auftretenden Belastungen der Anwendungen angepasst sind. Bei der Festlegung der Teilegeometrie sind herkömmlichen Herstellungsverfahren allerdings oftmals Grenzen gesetzt. Nicht alles was auf dem CAD-Bildschirm gut aussieht, kann auch realisiert werden. Hier kommen sowohl fertigungstechnische Beschränkungen als auch ökonomische Restriktionen ins Spiel.
3D-Druck mischt die Karten neu. Prinzipiell sind damit Herstellungsverfahren gemeint, bei denen Objekte schichtweise aus Partikeln aufgebaut werden. Man spricht hierbei von additiven Verfahren. Dies bedeutet eine Umkehr herkömmlicher Methoden, die in der Regel mit der Abtragung von Material, zum Beispiel in Form von Spänen, einhergehen.
Durch den schichtweisen Aufbau der Teile ergeben sich völlig neue Möglichkeiten der Gestaltung. Innere Wabenstrukturen, veränderliche Wandstärken und sogar ein Mix in der Beschaffenheit des Materials sind möglich und helfen dabei, noch filigraner und leichter zu werden.
Lasersintern ist eines der vielversprechendsten Varianten im Bereich additiver Verfahren. Dabei entstehen Werkstücke aus Metall oder Kunststoff. Wie der Name schon sagt, kommt beim Lasersintern ein hochenergetischer Laserstrahl zum Einsatz. Er erhitzt das Metallpulver an definierten Punkten und lässt es verschmelzen. Sobald eine dünne Pulverschicht bearbeitet ist, senkt sich die Arbeitsplatte ein Stück weit ab, neues Pulver wird darauf verteilt und erneut punktuell verschmolzen. So geht das Schicht für Schicht bis zum fertigen Werkstück. Am Ende kann die erkaltete Form entnommen und das überschüssige Material für weitere Werkstücke verwendet werden.
Um aus 3D-gedruckten Bauteilen belastbare Präzisionslager zu machen, wird nun ein Franke Drahtwälzlager in die Lagerschalen integriert. Beim Drahtwälzlagerprinzip wird die Performance des Lagers nur zu einem geringen Teil von der umschließenden Konstruktion beeinflusst. Sämtliche Belastungen werden von den Laufringen der Drahtwälzlager aufgenommen. Beschaffenheit und Material der umschließenden Konstruktion sind daher frei wählbar. Drahtwälzlager sind somit gut für 3D-Komponenten geeignet.
Anwendungen für 3D-Drucklager gibt es überall dort wo Gewicht eine Rolle spielt, Antriebsenergie eingespart werden soll oder die Art des Werkstoffs entscheidend ist. Zielbranchen sind Luft- und Raumfahrt, Fahrzeugbau oder die Medizintechnik. Auch MRK-Roboter, die klein und leicht den Menschen Aufgaben abnehmen sollen, können von 3D-gedruckten Leichtbaulagern profitieren.