In der Fertigungsindustrie sind Werkzeugmaschinen wichtige Anlagen zur Herstellung von Präzisionskomponenten und -teilen. Ein wichtiger Bestandteil von Werkzeugmaschinen ist die Spindel, die das Schneidwerkzeug trägt und sich mit hoher Geschwindigkeit dreht, um Bearbeitungsvorgänge durchzuführen. Die Spindel muss auf Lagern montiert sein, die ihr Gewicht tragen und den während der Bearbeitung auftretenden Kräften standhalten können.
Traditionell waren Kugel- und Rollenlager die am häufigsten verwendeten Lagerarten in Werkzeugmaschinen. Mit den steigenden Anforderungen an Präzision und Leistung wurden jedoch neue Lagertypen entwickelt, wie beispielsweise Gaslager. Gaslager sind berührungslose Lager, die einen dünnen Gasfilm, typischerweise Luft oder Stickstoff, zur Unterstützung des rotierenden Elements verwenden. Sie bieten gegenüber herkömmlichen Lagern mehrere Vorteile, wie geringere Reibung, höhere Drehzahlen und bessere Dämpfung.
Ein Material, das erfolgreich als Gaslagermaterial in Werkzeugmaschinen eingesetzt wird, ist Granit. Granit-Gaslager verfügen über mehrere einzigartige Eigenschaften, die sie zu einer attraktiven Wahl für Hochleistungsanwendungen machen. Granit ist ein natürliches Material, das aus abkühlendem Magma entsteht und eine sehr feine und gleichmäßige Kornstruktur aufweist. Dadurch ist es selbst bei hoher Belastung und hohen Geschwindigkeiten äußerst verschleiß- und verformungsbeständig.
Granit-Gaslager zeichnen sich zudem durch ein sehr hohes Steifigkeits-Gewichts-Verhältnis aus, wodurch sie hohe Gewichte bei minimaler Durchbiegung tragen können. Dies ist besonders wichtig bei Werkzeugmaschinen, deren Spindel mehrere hundert Kilogramm wiegen kann und hochpräzise montiert werden muss. Darüber hinaus hat Granit einen sehr niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, wodurch er sich bei Temperaturschwankungen weniger verformt. Dies ist bei Werkzeugmaschinen von entscheidender Bedeutung, da Temperaturschwankungen zu erheblichen Maßänderungen der zu bearbeitenden Teile führen können.
Die Tragfähigkeit von Granit-Gaslagern hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie Größe und Form des Lagers, den Betriebsbedingungen (Drehzahl, Temperatur, Druck) und den Materialeigenschaften des Granits. Generell können Granit-Gaslager je nach Größe und Ausführung Lasten von wenigen Newton bis zu mehreren Kilonewton tragen. Sie können zudem mit Drehzahlen von bis zu mehreren zehntausend Umdrehungen pro Minute betrieben werden, was deutlich höher ist als bei herkömmlichen Kugel- oder Rollenlagern.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Granit-Gaslager eine vielversprechende Technologie für Hochgeschwindigkeits- und Präzisionsanwendungen in Werkzeugmaschinen sind. Sie bieten gegenüber herkömmlichen Lagern mehrere Vorteile, wie geringere Reibung, höhere Drehzahlen und bessere Dämpfung. Die Tragfähigkeit von Granit-Gaslagern hängt von verschiedenen Faktoren ab, sie können jedoch hohe Lasten tragen und bei hohen Drehzahlen arbeiten. Mit kontinuierlicher Forschung und Entwicklung könnten Granit-Gaslager zu einem Standardbauteil in zukünftigen Werkzeugmaschinen werden.
Veröffentlichungszeit: 28. März 2024