Da automatisierte Messsysteme die Grenzen von Geschwindigkeit, Genauigkeit und Skalierbarkeit – insbesondere in der Luft- und Raumfahrt, der Prüfung von Elektrofahrzeugbatterien und der Fertigung großer Bauteile – immer weiter verschieben, stoßen herkömmliche Maschinenstrukturen an ihre physikalischen Grenzen. Hier kommen Maschinenkomponenten aus Kohlefaser ins Spiel: eine bahnbrechende Materiallösung, die extrem geringe Masse, außergewöhnliche Steifigkeit und – ganz entscheidend – gezielte thermische Stabilität für Koordinatenmessgeräte (KMG) der nächsten Generation bietet.
Bei ZHHIMG arbeiten wir mit führenden Messtechnikintegratoren zusammen, um kohlenstofffaserverstärkte Polymere (CFRP), Schlitten und Stützrahmen einzusetzen, die die dynamische Leistung neu definieren – ohne Kompromisse bei der Wiederholgenauigkeit im Nanometerbereich einzugehen.
Die Herausforderung: Schwermetall = Langsamere, weniger flexible Messtechnik
Konventionelle Koordinatenmessgeräte basieren auf Granitfundamenten in Kombination mit beweglichen Strukturen aus Aluminium oder Stahl. Obwohl diese Metalle stabil sind, weisen sie eine erhebliche Trägheit auf:
- Hohe Masse begrenzt Beschleunigung und Verzögerung
- Die thermische Ausdehnung (CTE ≈ 23 ppm/°C für Aluminium) verursacht Drift bei längeren Inspektionen.
- Vibrationen durch schnelle Bewegungen beeinträchtigen die Messgenauigkeit
Bei Koordinatenmessgeräten mit großem Messvolumen (Verfahrweg > 3 m) verstärken sich diese Probleme – was zu längeren Zykluszeiten, häufigen Neukalibrierungen und einem geringeren Durchsatz führt.
Der Vorteil von Kohlenstofffasern: Geringes Gewicht + Wärmeneutral
Moderne Kohlenstofffaserverbundwerkstoffe mit hohem Elastizitätsmodul können so konstruiert werden, dass sie einen Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) nahe Null entlang der Faserachse aufweisen – oft <0,2 ppm/°C, was mit Invar vergleichbar ist und Metalle bei Weitem übertrifft.
Bei Verwendung in Koordinatenmessgeräten oder Brückenkonstruktionen bietet CFK folgende Vorteile:
- 60–70 % Gewichtsreduzierung gegenüber Aluminium → schnellere Achsenbewegung, geringere Motorbelastung
- Höhere spezifische Steifigkeit (E/ρ) → verringerte Durchbiegung unter Sondenkraft
- Passive thermische Kompensation → minimale Dimensionsabweichung in Werkstattumgebungen von 18–25 °C
- Nichtmagnetisch und EMV-geschirmt → ideal für die Integration mit Lasertrackern oder optischen Sensoren
„Durch den Umstieg unserer 4 Meter langen Brücke auf eine Kohlefaserkonstruktion konnte die Messzykluszeit um 32 % verkürzt und Nachkalibrierungen während der Schicht vermieden werden.“
— Systemingenieur, Europäischer Metrologie-OEM
Praxisnahe Integration: Vom Konzept bis zur Kalibrierungszertifizierung
Die Kohlefaser-Messtechnikkomponenten von ZHHIMG sind keine Standardrohre – es handelt sich um präzisionsgefertigte Strukturmodule:
- CNC-gefräste Montageflächen mit einer Planheit von ±5 µm
- Eingebettete Einsätze in Messtechnikqualität (Invar oder Keramik) für Tastkopf-/Tasterschnittstellen
- Individuelle Lagenausrichtung zur Anpassung an die thermischen und Lastprofile Ihrer kinematischen Konstruktion
- Vollständige Dokumentation gemäß ISO 10360, einschließlich CTE-Prüfberichten und Modalanalyse
Wir haben CFRPs erfolgreich in Portal-Koordinatenmessgeräten für die Inspektion von Batterieträgern für Elektrofahrzeuge, in Scannern für die Flügelhaut und in Vorrichtungen zur Satellitenausrichtung eingesetzt – wobei jedes eingesparte Gramm zu einer höheren Betriebszeit und einem geringeren Energieverbrauch führt.
Für wen sind Messstrukturen aus Kohlenstofffasern geeignet?
✅ CMM-Integratoren skalieren Messvolumen über 3 m hinaus
✅ Automatisierungsingenieure bauen Hochgeschwindigkeits-Inline-Inspektionszellen
✅ F&E-Labore, die tragbare, thermisch stabile Messrahmen benötigen
✅ Zulieferer für Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigung, die AS9100-konforme, leichte Werkzeuge benötigen
✅ Automatisierungsingenieure bauen Hochgeschwindigkeits-Inline-Inspektionszellen
✅ F&E-Labore, die tragbare, thermisch stabile Messrahmen benötigen
✅ Zulieferer für Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigung, die AS9100-konforme, leichte Werkzeuge benötigen
Bereit für ein schnelleres, intelligenteres Messsystem?
ZHHIMG bietet umfassende Unterstützung – von der Materialauswahl und FEA-Simulation bis zur finalen Zertifizierung – für auf Ihre Präzisionsarchitektur zugeschnittene Kohlefaser-Maschinenbauteile.
Pilotprogramm im 2. Quartal 2026:
→ Kostenlose CTE- und Modalanalyse für qualifizierte Projekte
→ Lieferzeit für schnelles Prototyping: 15 Tage
→ Kompatibel mit den Sondensystemen von Renishaw, Zeiss und Hexagon
→ Kostenlose CTE- und Modalanalyse für qualifizierte Projekte
→ Lieferzeit für schnelles Prototyping: 15 Tage
→ Kompatibel mit den Sondensystemen von Renishaw, Zeiss und Hexagon
Kontaktieren Sie noch heute unser Team für Messtechnikmaterialien – und beschleunigen Sie Ihre Messungen ohne Kompromisse.
ZHHIMG – Wo Leichtbau auf Präzision im Mikrometerbereich trifft.
Veröffentlichungsdatum: 20. März 2026