Das Zahnrad wurde von der Natur erfunden
Projekt des Monats Mai 2020
In dieser Ausgabe richten wir den Blick auf Zahnräder, denn kaum etwas symbolisiert die menschliche Technik so sehr wie dieser Gegenstand. Das Prinzip der Kraftübertragung durch verzahnte Räder nutzte der Mensch schon im Altertum, jedoch hat es die Natur deutlich früher erfunden. Eine etwa sieben Millimeter grosse Käferzikade setzt ein Zahnradsystem aus Chitin ein, um die Vorwärtsbewegung ihrer Hinterbeine beim Hüpfen zu synchronisieren, berichtet das britische Magazin „Science“.
Vielfach werden zum Herstellen eines metallischen Bauteils zunächst Fertigungsverfahren, wie beispielsweise das Verzahnen mit Wälzfräsen, angewendet. Fertigungstechnisch konnte abgebildetes Bauteil nicht aus einem Werkstück hergestellt werden und daher bestand die Lösung der Zahnradfabrik GROB AG in Nebikon im Zusammenschweissen der zwei Einzelbauteile.
Das Fügen dieser Bauteile aus unterschiedlichen Hochleistungsmaterialien stellt eine besondere Herausforderung dar, da die Einzelteile bereits µm genau endbearbeitet wurden. Die Lösung: Das Elektronenstrahlschweissen – ein Verfahren, das eine äusserst hohe Energiedichte mit einer sehr schlanken Schweissnaht in das Bauteil einbringt. Die Herstellung einer Elektronenstrahl-Schweissnaht ist im Gegensatz zu vielen anderen Schweissverfahren nahezu unabhängig von den Materialdicken des Werkstoffs und erfolgt in einem Durchgang. Je grösser das Bauteil und die Einschweisstiefe sind, desto wirtschaftlicher ist das Schweissen mit dem Elektronenstrahl im Vergleich zu anderen Schmelzschweissverfahren.
Die Automobilindustrie fordert, dass Hartteile mittels Mehrstrahlbadtechnik verschweisst werden sollen. Diese Technik lässt sich mit unserer neuen Elektronenstrahlschweiss-Anlage sehr einfach, effizient und sicher realisieren. Bei der sogenannten Mehrstrahltechnik kann der Strahl mit hoher Geschwindigkeit zwischen mehreren Schweissstellen bewegt werden, sodass die Dampfkapillaren jedes einzelnen Schmelzbades erhalten bleiben. Durch das symmetrische Schweissen an mehreren Stellen können sehr geringe Bauteiltoleranzen bei minimalem Verzug eingehalten werden. Die schnelle Ablenkbarkeit kann auch für paralleles Schweissen mehrerer Nähte zeitsparend genutzt werden.
Somit deckt das Elektronenstrahlschweissverfahren ein weiteres Anwendungsspektrum ab, welches mit konventionellen Fügeverfahren nicht möglich wäre. Gerne unterstützen wir Sie bei Entwicklungsprojekten von der Konzeptphase bis zur Fertigung des Produkts.
