Mineralguss Maschinenbett | wirtschaftlich herstellen

Maschinenbetten werden als stabile Basis für die Montage und Fixierung verschiedener Maschinen wie Zerspanungsmaschinen, Bearbeitungszentren oder Roboter eingesetzt. Die hierfür eingesetzten Werkstoffe haben individuelle Eigenschaften, die je nach anwendung ihre Vorteile ausspielen. Das Mineralguss Maschinenbett zum Beispiel eignet sich zum Beispiel für hochpräzise Maschinen. Nachfolgend finden Sie neue Innovationen für Maschinengestelle und -betten.

Inhalt

• Auswahl an Werkstoffen wächst
• CO2-Emissionen: Mineralguss versus Grauguss
• Konstruktion von Maschinengestellen – Webinar
• Neuentwicklungen für Maschinenbetten
  • Höchststeifer Mineralguss reduziert Verformungen um 50 %
  • Bearbeitung in Fräs-Dreh-Zentren auf solidem Maschinengestell
  • Hochleistungsbeton Konzentrat für das Maschinenbett
  • Mineralguss Maschinegestell für stabilen Sechsachs-Roboter
  • Neue Werkstoffe für das Abformen von Mineralguss-Gestellen
  • Mineralguss Gestell für ultra-präzise Laserschneidmaschinen
  • Niedrigenergieproduktion von schwingungsdämpfenden Maschinenbetten

• Häufige Fragen

Auswahl an Werkstoffen wächst

Die Auswahl an Materialien für Maschinenbetten ist in letzter Zeit viel größer geworden. Das macht es nicht gerade einfacher, den richtigen Werkstoff zu finden. Oftmals stehen die Dämpfungseigenschaften der Materialien im Fokus der Auswahl. Neben Grauguss und Hartgestein sind Hochleistungsbeton, Mineralguss und mit Beton oder Mineralguss gefüllte Schweißkonstruktionen neue Möglichkeiten für die Gestaltung eines Maschinenbetts. Wir stellen Ihnen nachfolgend einige Werkstoffe vor und Anwendungen, welche die Vorteile jeweils herausstellen.

CO2-Emissionen: Mineralguss versus Grauguss

29.11.2023 | Rampf Machine Systems hat den CO2-Fußabdruck von seinem Epument Mineralguss ermitteln lassen. Das Ergebnis ist ein um das 4,5-fache geringerer Emissionswert als beim Grauguss. Bei einem 10 t schweren Maschinengestell lassen sich beispielsweise mit Epument Mineralguss 12.940 kg CO₂ gegenüber Grauguss einsparen. Mit rund 360 kg CO2-Äquivalenten pro Tonne hat der epoxidharzgebundene Gestell- und Konstruktionswerkstoff einen deutlichen Vorsprung auch vor anderen Materialien.

Doch warum hinterlässt Mineralguss überhaupt einen besseren CO2 Fußabdruck? Mineralguss wird kalt in Gießformen vergossen und härtet bei Raumtemperatur ohne Wärmezufuhr aus. Demgegenüber benötigt man beim Gießen von Grauguss sehr viel Energie, um die Schmelze auf 1150 °C zu erhitzen. Deswegen erfordert die Herstellung von Epument bis zu 75 % weniger Energie als bei Metallguss.

Zudem werden bei Rampf durch die hohe Gussgenauigkeit von Mineralguss im 0,1 mm Bereich, gepaart mit der hochpräzisen Inhouse-Abformtechnologie Transportfahrten zu externen Bearbeitern und der Einsatz von Bearbeitungsmaschinen minimiert. Das reduziert weitere CO2-Emissionen.

Epument Mineralguss besteht zu über 90 % aus in der Natur vorkommenden Mineralien, Gesteinen und einem Epoxidharz-Bindemittel. Dieser Werkstoff kann damit als normaler Bauschutt entsorgt bzw. recycelt werden.

Konstruktion von Maschinengestellen – Webinar

02.02.2022 | Das Webinar über Hochleistungsbeton im Maschinenbau gibt praktische Hinweise für die Konstruktion von massiven Maschinenbetten aus Nanodur und das Erstellen fertigungsgerechter Zeichnungen.

Neuentwicklungen für Maschinenbetten

Höchststeifer Mineralguss reduziert Verformungen um 50 %

11.09.2023 | Durcrete hat zusammen mit Dyckerhoff auf Basis spezialbehandelter Gesteinskörnungen eine besondere Mischung für Maschinenbetten und Prüfrahmen entwickelt. Der Nanodur-Beton E80 besitzt ein E-Modul von über 80.000 N/mm². Damit ist der Werkstoff um 50 % verformungsstabiler und steifer als die bisher bekannten klassischen Mineralguss-Rezepturen auf Epoxidharz- oder Zementbasis. Dieser spektakuläre Werkstoff ermöglicht es zudem, dass die Eigenfrequenzen drastisch angehoben werden.

Da Durcrete als Bindemittel das Spezialbindemittel Nanodur von Dyckerhoff einsetzt, besteht dieser hohe Verformungswiderstand des mineralischen Produktes auch bei über 100 °C. Im Vergleich zu harzgebundenen Werkstoffen oder gar Stahl ist zudem der CO₂-Footprint vergleichsweise gering.

Das Geheimnis dieser Innovation ist der Austausch von Naturgestein durch die industriell vergütete Gesteinskörnung Durigid, die durch einen Sinterprozess verfestigt wird. Bei dem erhöhten E-Modul des Werkstoffes bleiben die leichte Gießbarkeit in frei geformte Formen, die lösemittelfreie Produktion und die selbstverdichtenden Eigenschaften erhalten.

Anwender für den Werkstoff sind Maschinenbauer, für die Formstabilität und Schwingungsdämpfung des Maschinenbettes unabdingbar für die notwendige Genauigkeit ist wie in Fräs- und Schleifmaschinen-Gestellen. Außerdem setzen viele Hersteller von Prüfständen für die Elektromobilität auf das neue Material. Damit bringen sie die Eigenfrequenzen der Prüfstände jenseits der 25.000 rpm, die im Antrieb von Elektromotoren auftreten. Dabei sind auch großformatige Bauteile bis über 10 m Länge und bis zu 100 t Gewicht möglich sowie anwendungen bis Losgröße 1.

Bearbeitung in Fräs-Dreh-Zentren auf solidem Maschinengestell

16.09.2019 | Branchenübergreifend gibt es Bauteile, die man unter verschiedenen Gesichtspunkten besser nicht in einem getrennten Prozess auf mehreren jeweils spezialisierten Maschinen fertigt. Für die nötige Stabilität im Bearbeitungszentrum MT 733 von Stama sorgen Maschinengestelle aus „Epument" Mineralguss. Diese werden zerspanungsfrei in höchster Präzision von Rampf Machine Systems hergestellt.

Für präzise, komplexe Werkstücke bieten die MT 733-Fräs-Dreh-Zentren alle Freiheit in der Prozessauslegung und -optimierung, um vom Rohling zum Fertigteil in einem Set-up alle sechs Seiten komplett zu bearbeiten. Die geringe Anzahl benötigter Spannlagen, die hohe Funktionsintegration für optimale Prozessabfolgen und eine hochgenaue automatisierte Werkstückübergabe von OP10 an OP20 sind richtungsweisende Eigenschaften.

Alle vier Typen der Fräs-Dreh-Zentren-Baureihe sind in Portalbauweise ausgeführt. Ein Maschinengestell besteht aus einem Bett und einem Portal bei den Typen „one“ und „one plus“ bzw. aus einem Bett und zwei Portalen bei den Typen „MT 733 two“ und „MT 733 two plus“. Aus Epument Mineralguss gefertigt, gewinnt der Zerspanungsprozess maßgeblich thermisch, statisch und dynamisch an Stabilität. Der epoxidharzgebundene Werkstoff ist eine sehr gute Basis für hochdynamische und hochpräzise Fräs-/Dreh- und Bohroperationen. Mit integrierter Automation bringt die MT 733 beste Voraussetzungen für eine erfolgreiche First-part-good-part-Strategie mit.

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Mit einer minimalen Verformung bei maximaler Lasteinwirkung gewährleistet der schwingungsdämpfende Gestellwerkstoff die präzise Sicherung der geometrischen Lage der Maschinenelemente sowie die Aufnahme von Kräften und Momenten unter statischen, dynamischen, thermischen und akustischen Aspekten. Das ist von besonderer Relevanz, wenn es um Bauteile geht, die komplex sind, schwer zu zerspanen und lange Laufzeiten haben. Da muss das erste gefertigte Werkstück bei Losgröße 1 und in der Serienfertigung bereits maßhaltig sein.

Kühlungsrohre in Maschinengestell gegossen

Für die Präzisionsbearbeitung mit höchsten Anforderungen an die Bauteilgenauigkeit gibt es die Option einer aktiven Kühlung von Linearführungen, Spänekanal und Strukturteilen im Maschinengrundgestell. Die Rohre für die Kühlung werden direkt in den Mineralguss eingegossen. „Kalthärtende Reaktionsharze ermöglichen eine hohe Funktionsintegration, sodass Bauteile wie Sensoren, Heiz- und Kühlkreisläufe einfach zu integrieren sind. Zudem wird durch das Kaltgießverfahren im Vergleich zu anderen Werkstoffen bis zu 30 Prozent weniger Primärenergie bei der Herstellung verbraucht. Der Gießprozess als solcher ist C02-frei“, sagt Thomas Altmann, Geschäftsführer von Rampf Machine Systems.

Flüssigharz und Epoxidharz für Prototypen, Modelle und Formen

Die Genauigkeitsflächen der Maschinengestelle der modularen MT 733-Baureihe werden mit der neu entwickelten Abformtechnologie und somit spanlos hergestellt. Dabei wird die Kontur einer hochpräzisen Abformlehre in temperierten Werkshallen mittels spezieller Belagsysteme (gefüllte Harze) auf den Mineralgussrohling übertragen. Während Abformungen im Hundertstel-Millimeter-Bereich bisher lediglich bis zu einer Abformlänge von 2,5 m prozesssicher realisiert werden konnten, kommen die zahlreichen Vorteile der Abformtechnologie mit der Neuentwicklung nun auch für Längen von bis zu 4 m zum Tragen. Nur sehr wenige Fräs- und Schleifbearbeiter können bei solchen Bauteilabmessungen derart hohe Genauigkeiten prozesssicher erreichen.

Hochleistungsbeton Konzentrat für das Maschinenbett

04.07.2019 | Dyckerhoff hat mit Nanodur Extract einen neuen Zusatzstoff für das Mineralguss Maschinenbett entwickelt, der insbesondere auch in Ländern außerhalb Europas eine einfache Produktion von massiven Maschinenbauteilen ermöglicht. Der Werkstoff wird beim Hersteller mit lokalen Zementen und Gesteinskörnungen vermischt, wodurch die Produktion moderner Hochleistungsbetone noch problemloser und wirtschaftlicher wird. Durcrete präsentiert das neue System und gibt Tips für Konstrukteure.

Massive Maschinenbetten aus zementgebundenem Beton haben sich mittlerweile seit über 10 Jahren im Markt bewährt. Sie werden sowohl bei Werkzeugmaschinen, vermehrt aber auch bei Prüfständen und Automatisationslösungen eingesetzt. In Deutschland gibt es mehrere Werke, welche derartige Maschinenbetten herstellen. Marktführendes Bindemittel für die bei den Maschinenbau Anwendungen eingesetzten Hochleistungsbetone ist Nanodur Compound 5941, hergestellt bei der Dyckerhoff GmbH in Wiesbaden. Aufgrund der einfachen Anwendung wird das Material bereits seit längerem auch in anderen europäischen Ländern sowie in China eingesetzt. Allerdings mussten für den Export bisher für 1000 Liter flüssigen Betons über eine Tonne Bindemittelgemisch in Deutschland gekauft und zum Produktionsort transportiert werden.

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Dyckerhoff hat mit Nanodur Extract nun ein Konzentrat entwickelt, welches deutliche wirtschaftliche Vorteile bietet. Nur 230 kg des Konzentrates sind für 1 m³ Beton ausreichend, ansonsten können lokal erhältliche, hochwertige Zemente und Feinsande verwendet werden. Damit werden nicht nur teure Transportkosten und Lagerkapazitäten eingespart, auch der Kostenvorteil für Zemente und Sande aus heimischer Produktion kann vom Produzenten genutzt werden. Dieser Vorteil erleichtert erheblich die weltweite Gründung von neuen Produktionswerken für Maschinen Bauteile aus Zementbeton und bietet Investoren einen einfachen Einstieg in die Produktion massiver Maschinenbetten aus zementgebundenem Mineralguss.

Technische Freiheit hilft Rezepturen zu optimieren

Die technischen Werte beim Einsatz von Nanodur Extract entsprechen nahezu denjenigen der Originalmischung. Der Beton ist weiterhin selbstverdichtend und ergibt eine perfekte Oberfläche. Es ist sowohl die Herstellung des Standardbetons E45, als auch die des Sonderbetons E80 mit einem E-Modul von 80.000 N/mm² möglich. Um die jeweilige Rezeptur in ihren Eigenschaften zielgerichtet den lokalen Rohstoffen anzupassen, stellt Dyckerhoff Know-How und Laborkapazitäten zur Verfügung. Nanodur Extract gibt dem Produzenten eine zusätzliche Möglichkeit, seine Rezepturen weiter zu optimieren und anzupassen. Er kann damit auch selbständig Betonrezepturen mit geringeren Ansprüchen entwickeln, um so auch den Bedarf nach preiswerteren Produkten zu befriedigen.

Durcrete als beratender Partner

Bei der Einführung der neuen Technologie können die Produzenten zusätzlich auf die Unterstützung durch die Durcrete GmbH zurückgreifen. Das in Limburg an der Lahn ansässige Ingenieurbüro ist auf alles rund um den zementgebundenen Mineralguss für die Maschine spezialisiert und steht den Produzenten bei Fragen mit Rat und Tat zur Seite.

Hochleistungsbeton für das große, schwere Maschinenbett

Die Hilfestellung erstreckt sich dabei nicht nur auf Rezepturen und Eigenschaften, sondern auch auf Werksplanung sowie Unterstützung bei Ausschreibung und Vergabe für Mischer, Formen und andere Hilfsmittel. Durcrete hat umfangreiches Know-How in der Konstruktion und Berechnung von massiven Maschinenbauteilen und vertreibt auch fertig lackierte und Maschinenbetten mit Präzisionsbearbeitung.

Moderner Hochleistungsbeton im Maschinenbau

In der Vergangenheit wurde das Maschinen Bett hauptsächlich aus Stahl, Stahlguss oder Grauguss hergestellt. Infolge technischer und wirtschaftlicher Anforderungen an Werkzeugmaschinen haben sich im Laufe der letzten 30 Jahre neben dem Maschinen Bett aus Grauguss zusätzlich Gestell-Bauteile aus Werkstoffen wie Mineralguss oder epoxidharzgebundenem Polymerbeton etabliert. Stahl und Guss sind am höchsten belastbar, aber bei der Herstellung sehr energieaufwendig und teuer. Massive Werkstoffe wie Polymerbeton und Naturstein hingegen sind aufgrund ihres günstigeren Preises und technischer Vorteile verbreitet. Moderner Ultra-Hochleistungsbeton (Ultra High Performance Concrete - kurz UHPC) hat mittlerweile im Maschinenbau einen festen Platz.

Neben den günstigen Kosten bietet UHPC Vorteile bei der Schwingungsdämpfung und beim thermischen Verhalten der Werkzeug Maschine. Es ersetzt zudem konventionelle Stoffe wie Grauguss oder Stahlschweißkonstruktionen. Mit dem High-Tech-Material konnten dem modernen Maschinenbau ganz neue Impulse verliehen werden. Weltweit produzieren bereits mehrere spezialisierte Fertigteilwerke seit einigen Jahren erfolgreich Maschinenteile aus Nanodur-Beton.

Mineralguss Maschinengestell für stabilen Sechsachs-Roboter

21.02.2019 | Sherpa Robotics setzt bei seinem Kamera gesteuerten Sechsachsroboter zur automatisierten Beladung von Komponenten an CNC-Maschinen auf ein Maschinengestell aus Epument Mineralguss von Rampf Machine Systems. Der epoxidharzgebundene Werkstoff gewährleistet die nötige Stabilität des „Sherpaloader“ mit einer sehr guten Ökobilanz. 

Zum Beitrag

Neue Werkstoffe für das Abformen von Mineralguss-Gestellen

11.12.2018 | Mit neuen Werkstoffen sowie optimierten Herstellungs- und Verarbeitungsprozessen setzt Rampf Machine Systems neue Standards im Abformen von Mineralgussgestellen. Bei einer Abformlänge von 4 m werden eine Ebenheit und eine Geradheit von 0,02 mm erreicht. „Im Mittelpunkt der neuen Abformtechnologie stehen der Herstellungsprozess der Lehre sowie die Reduzierung des Eigengewichts bei gleichbleibender oder höherer Steifigkeit. Darüber hinaus setzen wir neue Werkstoffe ein, deren Eignung mittels umfangreicher FEM-Berechnungen geprüft wurde“, berichtet Marc Dizdarevic, Director of Technics, Development bei Rampf Machine Systems.

Die Grundgenauigkeit der Abformlehre liegt bei 0,005 mm über die komplette Länge und wird aufgrund des optimierten Herstellungsprozesses prozesssicher realisiert. Marc Dizdarevic: Mit dieser bahnbrechenden Weiterentwicklung können die zahlreichen Vorteile der Abformtechnologie fortan auch für größere Flächen genutzt werden. Bisher konnten Abformungen im Hundertstel-Millimeter-Bereich lediglich bis zu einer Abformlänge von 2,5 Meter prozesssicher realisiert werden. Das Abformen ermöglicht die Herstellung präziser Flächen auf Maschinengestellen ohne spanende Bearbeitung in temperierten Werkhallen direkt durch den Hersteller. Dabei wird die Kontur hochgenauer Lehren mittels spezieller Belagsysteme (gefüllte Harze) auf den Mineralgussrohling übertragen. Vor allem bei mittleren bis großen Stückzahlen ist das Verfahren sehr wirtschaftlich, da der kostenintensive Einsatz von Bearbeitungsmaschinen entfällt.

Mineralguss Gestell für ultra-präzise Laserschneidmaschinen

05.09.2018 | Ultraschnell und ultrapräzise sind die Laserschneidmaschinen des Schweizer Unternehmens Synova. Mit der „Laserschneidmaschine "Microjet“ werden eine Vielzahl von Materialien wie Metalle, Keramiken, ultraharte Materialien und Hartmetallsubstrate sowie nichtleitfähige Materialien wie SCD geschnitten. Maximale Prozessgenauigkeiten und Geschwindigkeiten bietet die neueste  Maschine LCS 305. Sie steht auf einem schwingungsarmen Maschinenbett aus „Epument“-Mineralguss von Rampf Machine Systems.

Um die sehr hohen Prozessgenauigkeiten und Geschwindigkeiten erfüllen zu können, setzt Synova bei seiner neuen 5-Achs Maschine der LCS-Baureihe auf Laserschneidmaschinen Module von Rampf Machine Systems. Kernstück dieser Grundmodule sind Maschinenbetten aus Epument Mineralguss sowie Schlitteneinheiten in „Epulight“-Leichtbautechnologie.

Mit einer minimalen Verformung bei maximaler Lasteinwirkung gewährleistet der schwingungsdämpfende Gestellwerkstoff Epument die präzise Sicherung der geometrischen Lage der einzelnen Maschinen Elemente beim Laserschneiden sowie die Aufnahme von Kräften und Momenten unter statischen, dynamischen, thermischen und akustischen Aspekten. Durch den Einsatz von Leichtbauwerkstoffen bei den Schlitteneinheiten der Laserschneidanlage werden die Anforderungen bezüglich der geforderten Dynamikwerte beim Schneiden vollumfänglich erfüllt.

8- bis 10-mal höhere Werkstoffdämpfung

Epument Mineralguss ist aus ausgewählten Mineralien und Gesteinen sowie hochwertigen Bindemitteln auf Epoxidharzbasis zusammengesetzt. Aus materialtechnischer Sicht besteht der wesentliche Vorteil gegenüber Grauguss und Schweißkonstruktionen in der deutlich besseren Dämpfung. Das gewährleistet eine höhere dynamische Stabilität der Gestellstruktur in ultraschnellen und hochpräzisen Produktionsmaschinen. Vergleichende Messungen des logarithmischen Dekrements als Dämpfungskenngröße zeigen, dass Mineralguss eine acht- bis zehnmal höhere Werkstoffdämpfung beim Laser Schneiden aufweist als metallische Werkstoffe.

Zudem verhindern die hohe Isotropie und Homogenität Verformungen des Maschinengestelles bei Lasteinwirkung und der Werkstoff weist eine hohe Medienbeständigkeit auf. Unkonventionelle Gestell- und Variantenstrukturen durch flexible Formgebung, spanloses Abformen und innovative Klebetechnologie sind möglich. Und durch Oberflächen- und Designfunktionalität lassen sich die Kosten für Maschinenhaube und -verkleidung reduzieren. „Aufgrund dieser vorteilhaften Materialeigenschaften wird unser Gestellwerkstoff in zahlreichen Technologiebereichen eingesetzt. Neben dem klassischen Werkzeugmaschinenbau und der Laser Industrie zählen hierzu unter anderem auch Anwendungen in der Halbleiter-, Medizin und Verpackungsindustrie“, so Thomas Altmann, Geschäftsführer von Rampf Machine Systems, dem marktführenden Entwicklungspartner und Systemlieferanten für komplette Gestelllösungen und Maschinensysteme mit Sitz in Wangen bei Göppingen.

Umweltfreundliche Herstellung, Entsorgung und Verwertung

Auch den steigenden Anforderungen an eine umweltfreundlichere Produktion trägt Epument Rechnung. Denn dieser punktet mit seiner ressourcenschonenden Herstellung sowie umweltverträglichen Entsorgung und Verwertung: Der Werkstoff wird kalt in Gießformen aus Holz, Stahl oder Kunststoff vergossen. Dadurch verbraucht die Herstellung im Vergleich zu anderen Werkstoffen bis zu 30 % weniger Primärenergie. Die hohe Gussgenauigkeit, gepaart mit der hochpräzisen Inhouse-Abformtechnologie des Herstellers, spart die sonst erforderlichen Transportfahrten zu externen Bearbeitern und reduziert bzw. vermeidet den Einsatz von Bearbeitungsmaschinen.

Darüber hinaus geht von Epument keine Gefahr für die Gesundheit aus: Der Werkstoff kann in lebensmittelnahen Umgebungen, zum Beispiel in der Lebensmittel- und Verpackungsindustrie, unbedenklich und antibakteriell wirksam eingesetzt werden. Er ist nach dem Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetzes, der Bedarfsgegenständeverordnung (89/109/EWG und 90/128/EWG) sowie dem Code of Federal Regulations, Food and Drugs (FDA), zugelassen.

Niedrigenergieproduktion von schwingungsdämpfenden Maschinenbetten

05.02.2018 | Der epoxidharzgebundene Mineralguss von Rampf Epument hat sich im hochdynamischen Maschinenbau in Maschinenbetten und Gestellbauteilen aufgrund seiner sehr guten Dämpfungseigenschaften und sehr hohen thermischen Stabilität längst etabliert. Angesichts der weltweiten Entwicklung hin zu einer nachhaltigeren und umweltfreundlicheren Industrieproduktion rückt ein weiterer Vorteil des Werkstoffes noch stärker in den Vordergrund: die Ökobilanz.

Ökologische Faktoren spielen in der industriellen Produktion eine immer größere Rolle – und das weltweit: In China wurden im vergangenen Herbst mehrere tausend Firmen geschlossen, da sie die Umweltschutzvorschriften nicht einhielten. In den USA hat sich eine breite Allianz von Bundesstaaten und großen Städten gegen den von Präsident Donald Trump beschlossenen Ausstieg aus dem Pariser Klimaschutzabkommen formiert. "Umweltverschmutzung, die Übernutzung von endlichen Ressourcen sowie die Entstehung von Abfällen und Abwasser beeinflussen Produktionsprozesse immer stärker“, betont Dirk Haumann, Geschäftsführer von Rampf Machine Systems, dem marktführenden Entwicklungspartner und Systemlieferanten für komplette Gestelllösungen und Maschinensysteme mit Sitz in Wangen (bei Göppingen).

Dieser Entwicklung trägt Epument Rechnung. Der von Rampf entwickelte und produzierte epoxidharzgebundene Mineralguss wird in schwingungsdämpfenden Maschinenbetten und Gestellbauteilen im hochdynamischen Maschinenbau eingesetzt und punktet mit seiner ressourcenschonenden Herstellung sowie umweltverträglichen Entsorgung und Verwertung:

Aus der Natur für die Natur

Der Mineralguss wird kalt in Gießformen aus Holz, Stahl oder Kunststoff vergossen. Dadurch wird im Vergleich zu anderen Werkstoffen bis zu 30 % weniger Primärenergie bei der Herstellung verbraucht. Die hohe Gussgenauigkeit, gepaart mit der hochpräzisen Inhouse-Abformtechnologie des Herstellers, spart die sonst erforderlichen Transportfahrten zu externen Bearbeitern und reduziert bzw. vermeidet den Einsatz von Bearbeitungsmaschinen.

Epument Mineralguss besteht zu über 90 % aus in der Natur vorkommenden Mineralien und Gesteinen sowie einem Bindemittel auf Epoxidharzbasis. Aufgrund dieses hohen Mineralienanteils und der für die Umwelt ungefährlichen Harzverbindung kann der Werkstoff wie normaler Bauschutt entsorgt werden. Das Zerkleinern von Mineralgussteilen in Großschredderanlagen zu Edelsplit sowie das Trennen von metallenen Einbauteilen ist erprobt. Edelsplit aus Mineralguss kann als Bauschutt-Recyclingmaterial im Straßen- und Wegebau, im Industriebau, in Oberflächenabdichtungen von Deponien oder in Grünanlagen eingebaut werden.

Darüber hinaus geht von Epument keine Gefahr für die Gesundheit aus. Der Werkstoff kann in lebensmittelnahen Umgebungen wie in der Lebensmittel- und Verpackungsindustrie, unbedenklich und antibakteriell wirksam eingesetzt werden. Er ist nach dem Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetzes, der Bedarfsgegenständeverordnung (89/109/EWG und 90/128/EWG) sowie dem Code of Federal Regulations, Food and Drugs (FDA), zugelassen. Der Mineralguss ist aus ausgewählten Mineralien und Gesteinen sowie hochwertigen Bindemitteln auf Epoxidharzbasis zusammengesetzt. Aus materialtechnischer Sicht besteht der wesentliche Vorteil gegenüber Grauguss und Schweißkonstruktionen in der deutlich besseren Dämpfung, was eine höhere dynamische Stabilität der Gestellstruktur in ultraschnellen und hochpräzisen Produktionsmaschinen gewährleistet.

Labortest-Ergebnisse bescheinigen Dämpfungseigenschaften

Vergleichende Messungen des logarithmischen Dekrements als Dämpfungskenngröße zeigen, dass Mineralguss eine 8 bis 10 Mal höhere Werkstoffdämpfung aufweist als metallische Werkstoffe. In Japan wurden von Ono Sokki, einem führender Hersteller von Messinstrumenten, Labortests durchgeführt, bei denen die Dämpfungseigenschaften von Epument Mineralguss 145B mit denen von Grauguss FC 300 untersucht wurden. FC 300 ist ein in China mit HT 300, in den USA mit Nr. 45 und in Deutschland mit GG 30 vergleichbarer Werkstoff.

Epument ging aus diesem Vergleich als klarer Sieger hervor. Der Vergleich der Abklingkurven für Mineralguss und Grauguss zeigt die herausragenden Dämpfungseigenschaften des epoxidharzgebundenen Werkstoffs. Dadurch können beispielsweise Schritt- und Vorschubgeschwindigkeiten erhöht werden, die Positioniergenauigkeit nimmt zu, die Werkzeugstandzeiten verlängern sich und die erreichbaren Oberflächenqualitäten werden verbessert.

3D-Druck Verfahren | Fertigung der Zukunft

Zudem gewährleistet die geringe Wärmeleitfähigkeit eine hohe thermische Stabilität. Die hohe Isotropie und Homogenität verhindern Verformungen des Maschinengestelles bei Lasteinwirkung und der Werkstoff bietet eine hohe Medienbeständigkeit. Unkonventionelle Gestell- und Variantenstrukturen werden durch flexible Formgebung, spanloses Abformen und eine innovative Klebetechnologie erreicht. Außerdem konnte dank der Oberflächen- und Designfunktionalität eine Kostenreduzierung bei Maschinenhaube und -umgesetzt werden. Aufgrund dieser positiven Materialeigenschaften wird der alternative Gestellwerkstoff in zahlreichen Technologiebereichen eingesetzt. Neben dem klassischen Werkzeugmaschinenbau zählen hierzu unter anderem Anwendungen in der Halbleiter-, Laser-, Medizin- und Verpackungsindustrie.

Produktion in Deutschland und China

„Die Werkstoffeigenschaften sowie die Ökobilanz von Epument sind unschlagbar“, lautet das Fazit von Fabian Werner, Geschäftsführer von Rampf China, der chinesischen Rampf-Tochtergesellschaft. „Wir schaffen unseren Kunden weltweit einen signifikanten Wettbewerbsvorteil und leisten einen Beitrag zur Schonung unserer Umwelt. Epument Mineralguss wird in Deutschland und in China (für die asiatischen und Nafta-Märkte) produziert. Die Produktionsstandards sind an allen Standorten identisch.

Häufige Fragen

Welche Werkstoffe eignen sich für Maschinenbetten?

Es gibt verschiedene Werkstoffe, die sich für den Einsatz in Maschinenbetten eignen, darunter:

• Gusswerkstoffe: Grauguss (GG) und Sphäroguss (GGG) sind die gängigsten Werkstoffe für Maschinenbetten. Sie bieten eine hohe Dämpfung, um Schwingungen und Lärm zu reduzieren, und zeichnen sich durch eine gute Formstabilität aus. Sie sind allerdings schwer und eignen sich nicht für Hochgeschwindigkeitsmaschinen.
• Mineralguss ist ein besonders wichtiger Werkstoff für Maschinenbetten und wird häufig in Präzisionsmaschinen wie CNC-Werkzeugmaschinen, Messmaschinen und anderen hochgenauen Geräten verwendet. Mineralien wie Quarzsand werden mit einem Bindemittel wie Epoxidharz vermengt. Die sehr hohe Dämpfung machen Gestelle aus Mineralguss sehr stabil.
• Stahl und Schweißkonstruktionen: Diese Werkstoffe werden in Maschinen verwendet, bei denen hohe Geschwindigkeiten und/oder große Lasten auftreten. Sie sind sehr stabil und können hohe Kräfte aufnehmen, haben jedoch eine geringere Dämpfung als Gusswerkstoffe.
• Beton und UHPC (Ultra High Performance Concrete): In jüngerer Zeit wird auch Beton oder UHPC für Maschinenbetten verwendet. Sie bieten eine hohe Dämpfung und sind zudem kostengünstig. Sie sind allerdings schwer und eignen sich nicht für dynamische Anwendungen.
• Aluminium wird für leichte und schnell bewegliche Maschinen verwendet. Es ist leicht und hat eine gute Wärmeleitfähigkeit, aber eine geringere Dämpfung und Stabilität als andere Werkstoffe.

Was sind die Vorteile von Mineralguss?

Mineralguss ist ein besonders wichtiger Werkstoff für Maschinenbetten und wird häufig in Präzisionsmaschinen wie CNC-Werkzeugmaschinen, Messmaschinen und anderen hochgenauen Geräten verwendet. Mineralguss besteht hauptsächlich aus mineralischen Füllstoffen wie Quarzsand und Quarzkies, die mit einem Harzbinder (in der Regel Epoxid) gemischt werden. Die Komponenten werden gründlich gemischt, in eine Form gegossen und dann ausgehärtet. Das sind die Vorteile von Mineralguss

• Hohe Dämpfung: bis zu 5 bis 10-fach höher ist als die von traditionellem Grauguss und Stahl. Dies macht ihn zu einer guten Wahl für Maschinen, die eine hohe Präzision erfordern, da Schwingungen, die die Präzision beeinträchtigen könnten, effektiv gedämpft werden.
• Thermische Stabilität: Im Vergleich zu Metallen hat Mineralguss eine niedrigere Wärmeleitfähigkeit und einen geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten, was zu einer verbesserten thermischen Stabilität führt.
• Vielfältiges Design: Da Mineralguss gegossen wird, können komplexe Formen und Innenstrukturen relativ einfach hergestellt werden.
• Umweltfreundlich: Im Vergleich zu traditionellem Guss oder Stahl hat Mineralguss einen geringeren Energieverbrauch und verursacht weniger CO2-Emissionen während der Herstellung.

Was ist Epument-Mineralguss?

Epument-Mineralguss besteht aus ausgewählten Gesteinen und Mineralien sowie hochwertigen Bindemitteln auf Epoxidharzbasis. Der Hightech-Werkstoff eignet sich sehr gut für die Hauptfunktionen von Maschinenbetten wie das präzise Sichern der geometrischen Position der einzelnen Maschinenelemente sowie die Aufnahme von Kräften und Momenten unter statischen, dynamischen, thermischen und akustischen Aspekten.

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