UHPC-Beton im Maschinenbau: Eine Erfolgsstory
Durcrete auf der EMO 2017
Moderner Hochleistungsbeton (Ultra High Performance Concrete - kurz UHPC) hat im Maschinenbau mittlerweile einen festen Platz. Neben den günstigen Kosten bietet Beton Vorteile sowohl beim Schwingungs- wie auch beim thermischen Verhalten von Werkzeugmaschinen und ersetzt konventionelle Stoffe wie Grauguss oder Stahlschweißkonstruktionen. Vor zehn Jahren wurde das Hochleistungsbindemittel Dyckerhoff Nanodur zum Patent angemeldet. In dieser Zeit hat Nanodur die Welt der ultrahochfesten Betone ganz entscheidend beeinflusst. Vor allem dem modernen Maschinenbau konnten mit dem innovativen High-Tech-Material ganz neue Impulse verliehen werden.
Wenn es gilt, Schwingungen deutlich zu dämpfen oder eine hohe thermische Trägheit erforderlich ist, dann sind bei der Herstellung von Maschinenbetten massive Gusswerkstoffe wie epoxidharzgebundener Mineralguss oder zementgebundener Ultra High Performance Concrete -UHPC- die erste Wahl. Die durcrete GmbH, das Spezial-Unternehmen für Zementbetone im Maschinenbau und langjähriger Technologiepartner von Dyckerhoff setzt dabei auf das Hochleistungsbindemittel Dyckerhoff Nanodur. Dabei ist es nicht nur die dichte Packung und die granulometrische Optimierung von Nanodur, die hier eine wichtige Rolle spielen. Es ist vor allem die anwendungsfertige Bindemittelvormischung, die keinen Silicastaub enthält und deshalb die Produktionsbedingungen für UHPC nachhaltig vereinfacht. Dies war ausschlaggebend für die erfolgreiche Entwicklung von Nanodur-Compound.
Massive Maschinenbetten aus Nanodur-Beton
Europaweit produzieren bereits mehrere spezialisierte Fertigteilwerke seit einigen Jahren erfolgreich Maschinenteile aus Nanodur-Beton. Dabei geht es nicht um Maschinenfundamente, sondern um die auf den Fundamenten aufgestellten und in die Maschinen integrierten Maschinenbetten. Auf diesen Basisgestellen werden die beweglichen Lager und Antriebe befestigt. Maschinenbetten dieser Art können sowohl leichter als eine Tonne sein, als auch sehr große Abmessungen erreichen. Genauigkeiten bis zu 0,1 mm Ebenheit können mit Nanodur-Beton direkt aus der Schalung heraus produziert werden. Bei höheren Anforderungen werden nachgelagerte Präzisionsbearbeitungen durchgeführt. Eine Möglichkeit ist das Fräsen und Bohren von eingebundenen Stahlleisten. Eine alternative Variante ist es, Nanodur-Beton mikrometergenau zu schleifen und die Linearführungsschienen direkt aufzuschrauben.
Mit dem „Nanodur-Beton E80“ wurde mittlerweile eine neue Rezeptur entwickelt, bei welcher sich der E-Modul und damit die Federsteifigkeit des Materials nochmals drastisch erhöhen. Liegt der E-Modul bei den bisher bekannten klassischen Mineralgussrezepturen auf Epoxidharz- oder Zementbasis zwischen 35.000 und 45.000 N/mm⊃2;, so beträgt er bei dem neuen Nanodur-Beton E80 mehr als 80.000 N/mm⊃2;. Das Material ist damit verformungsstabiler und steifer als Aluminium. Bei gleichen Abmessungen wird beim Einsatz von Nanodur-Beton E80 die Steifigkeit der Bauteile um rund 50 % erhöht. Damit werden auch die Verformungen entsprechend minimiert.
Dieser hohe Verformungswiderstand ist auch bei Temperaturen von über 100°C vorhanden. Die leichte Gießbarkeit, die lösemittelfreie Produktion sowie die selbstverdichtende Eigenschaft der Mischung bleiben dabei erhalten. Trotz der veredelten Ausgangsstoffe liegen die Materialkosten der zementbasierten Gussmischung unter den Materialkosten von Epoxidharz gebundenem Mineralguss. Anwender für den innovativen Werkstoff sind Maschinenbauer, bei denen Formstabilität und Schwingungsdämpfung unabdingbar für die erforderliche Genauigkeit ist. Im vergangenen Jahr wurde der neue „Nanodur-Beton E80“ auf den Ulmer BetonTagen, dem größten europäischen Fachkongress für Beton, mit dem Innovationspreis in der Kategorie „Betontechnologie“ ausgezeichnet.
Eindrucksvolle Exponate auf dem durcrete-Messestand
Zu den Herstellern, die Maschinenbetten auf Basis von UHPC-Betonen erfolgreich in ihrem Produktionsprozess einsetzen, zählen mehrere Weltmarktführer für Dreh-, Fräs- und Schleifmaschinen. Ein Originalexponat eines derartigen Maschinengestelles, hergestellt von dem auf Maschinenteile aus Nanodur Beton spezialisierten Unternehmen Sudholt-Wasemann aus Herzebrock-Clarholz, zeigt die durcrete GmbH zur EMO 2017 in Hannover auf ihren Messestand in Halle 7 (Stand B 63). Aber auch am Stand der Horst Rottler Maschinenbau GmbH (Halle 12, Stand B 78), einem renommierten Spezialmaschinenbauer aus Mudersbach, können die Messebesucher Original-Maschinenteile aus Nanodur-Beton live erleben.
Aufgegriffen wird am durcrete Messestand auch das im Maschinenbau so wichtige Thema der Schwingungen. So hat eine Studie des Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU in Chemnitz zur „Dämpfungsmessung an Stahlprofilen mit unterschiedlichen Füllstoffen“ dem auf Basis von Nanodur hergestellten Vergussbeton „durfill“ überall dort Bestwerte bescheinigt, wo es um die schwingungsarme Konstruktion schnell und präzise arbeitender Maschinen und Anlagen geht. Für die Besucher „hörbar“ gemacht wird dieser Effekt in Hannover mittels eines „Klangspiels“.
Weltweite Referenzen
Für die durcrete GmbH besonders erfreulich ist auch die Tatsache, dass nicht nur in Deutschland, sondern weltweit die Zahl der Referenzen für UHPC-basierte Maschinenbauteile zunimmt. So hat unlängst die Shandong Yonghua Machinery Ltd. in China eine Portalfräsmaschine hergestellt, welche auf 6 schwarzlackierten, 4 m x 1,8 m x 1 m großen Ständern steht, die mit jeweils 7,5 m⊃3; Nanodur-Beton gegossen wurden. Sie wurden in Deutschland gefertigt und per Container nach China verschifft. Zudem hat das Unternehmen Kle-Rause mit Sitz im chinesischen Yanzhou bei Jining entschieden, auf diese Zukunftstechnologie zu setzen und in China eine eigene Produktionsstätte für Maschinenbauteile aus Nanodur Beton zu errichten.
Das Bindemittel für den UHPC wird aus Deutschland importiert, Gesteinskörnungen und Zusatzmittel werden lokal beschafft. Für die Planung und Errichtung des Werkes in einer bereits bestehenden Werkhalle arbeitete Kle-Rause sowohl mit der durcrete GmbH, als auch der Sudholt-Wasemann GmbH zusammen. Ein Großteil der Produkte von Kle-Rause geht anfangs an den eigenen Mutterkonzern Shandong Yonghua Machinery Ltd., welcher ein Hersteller von großen und hochwertigen Fräsmaschinen auf dem asiatischen Markt ist. Darüber hinaus wurden bereits Mitarbeiter gewonnen, welche den Vertrieb an andere chinesischen Präzisionsmaschinenhersteller aufgenommen haben.
Mehr Informationen zur Durcrete GmbH:
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Durcrete GmbH |
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Am Renngraben 7 |
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65549 Limburg an der Lahn |
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Tel.: +49 6431 58 40 376 |
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Fax: +49 6432 58 40 377 |
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E-Mail: info@durcrete.de |
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www.durcrete.de |
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