Die Sensibilisierung der Industrie hinsichtlich Umweltverträglichkeit, CO2-Ausstoß und Energiebilanz in der Produktion hat die Aufmerksamkeit gegenüber alternativen mineralischen Rohstoffen gesteigert. Im Maschinen- und Anlagenbau ist es die Verwendung von mineralischen Werkstoffen anstelle von Stahl für die Maschinenbetten. Bei fast allen Aspekten bezüglich Nachhaltigkeit und Umweltverträglichkeit hat die mineralische Alternative zum Stahl eine Reihe von Vorteilen aufzuweisen. Der größte Vorteil ist der wesentlich geringere Energieaufwand bei der Herstellung.
13,5m lange Linearachse aus Granit vor der Bearbeitung
Letztlich entscheidend für die Verwendung von mineralischen Maschinenbetten sind jedoch die herausragenden physikalischen Eigenschaften hinsichtlich Temperaturverhalten, geometrische Stabilität und Schwingungsdämpfung. Diese Eigenschaften sind im doppelten Wortsinn das Fundament jeder Maschine, bei der es um geometrische Präzision geht.
Bei den mineralischen Baustoffen kommen verschiedene Werkstoffe in Frage. Neben der natürlichen Ressource Naturhartgestein (vorwiegend Granit aus Südafrika und Europa) ist der Mineralguss eine sehr vorteilhafte und vielseitig anwendbare Lösung für Maschinenkomponenten, insbesondere für das Maschinenbett.
Arten von Mineralguss für Maschinenkomponenten
Bei Mineralguss wird in zwei Gruppen unterschieden:
- Epoxidharzgebunder Mineralguss, welcher umgangssprachlich als Mineralguss oder auch als Polymerbeton bezeichnet wird.
- Zementgebunder Mineralguss, wird auch als Concrete-Mineralguss“, UHPC oder hochfester Beton bezeichnet.
Aufgrund der sehr guten Eignung für den Präzisionsmaschinenbau wird bereits seit Jahrzehnten der Granit als Werkstoff für die Prüf- und Messtechnik sowie den Werkzeugmaschinenbau verwendet. Granit wurde somit zum Wegbereiter für den Mineralguss, der ähnliche Produkteigenschaften wie der Granit vorweisen kann.
Abguss aus UHPC: Mineralgussbett mit Öffnungen für Späneabfuhr vor der Bearbeitung der Führungsbahnen
Vorteile der Verwendung von Mineralguss beim Maschinenbett
Für den Einsatz von Mineralguss sind wie beim Grauguss zwei Faktoren maßgebend:
- die Bauteilkosten bei der Produktion von großen Mengen und
- vielfältige Möglichkeiten in der Gestaltung des Bauteil-Designs, insbesondere die Verarbeitung von Funktionselementen wie Temperierung, Hydraulikleitungen, Leerrohre oder Sensoren.
Granitkomponenten werden durch mechanische Bearbeitung aus einem Monoblock hergestellt. Das hat Vorteile für die geometrischen Stabilität. Nachteil sind die im Vergleich zum Mineralguss eingeschränkten Gestaltungsmöglichkeiten. Deshalb sind in der Konstruktionsphase die Anforderungen über die Wahl des Werkstoffes abzuwägen.
Ein Maschinenbett oder eine Maschinen-Komponente aus Mineralguss wird in Formen abgegossen. Dadurch reduziert sich die mechanische Bearbeitung auf die Bearbeitung der Genauigkeitsflächen, ist allerdings mit höheren Initialkosten für die Gießform verbunden. Diese amortisieren sich wiederum sehr schnell, wenn von der betreffenden Maschine oder Anlage eine höhere Stückzahl produziert wird. Zudem kann beim Mineralguss bereits der Einbau von Funktionselementen wie Hydraulikleitungen oder Sensoren konstruktiv berücksichtigt werden.
Die Zukunft gehört den Maschinenbetten aus Granit und Mineralguss
Maschinen- und Anlagenbauer sind also gut beraten, wenn sie bereits in der Konstruktionsphase Experten im Bereich mineralsicher Werkstoffe in die Entwicklung einbeziehen und gemeinsam alle Aspekte hinsichtlich Genauigkeitsanforderungen und Wirtschaftlichkeit im Detail abwägen. Selbst Hybridkonstruktionen aus Stahl und Mineralguss können oft eine perfekte Lösung sein.
Die Experten bei Reitz Natursteintechnik haben jahrzehntelange Erfahrung beim Einsatz von Mineralguss (sowohl Polymerbeton als auch UHPC) und Granit im Maschinen- und Anlagenbau. Ihr Know How in diesem Bereich kann wesentlich zum Erfolg einer Maschine oder Anlage beitragen.
