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Kohlenstofffaserträger (CFBs)

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Einführung in Carbonfaserträger (CFBs)

Kohlefaserträger, auch bekannt als rechteckige mehrzellige Kohlefaserrohre, hohle Mehrkammer-Kohlefaserrohre oder verdrehsichere nicht standardmäßige Kohlefaserrohre, stellen einen revolutionären Fortschritt im Bau von CNC-Werkzeugmaschinen dar und bieten im Vergleich zu herkömmlichen Stahl- und Aluminiumträgern eine bessere Leistung. In der Welt der modernen Industrie sind CNC-Maschinen unverzichtbar, wobei ihre Portalkonfiguration ein wichtiges Strukturelement ist, das den Träger – die grundlegende bewegliche Komponente – stützt. Die Effizienz, Präzision und Stabilität dieses Trägers ist von größter Bedeutung, da sie die Betriebsfähigkeit der Maschine direkt beeinflusst.

Herausforderungen mit herkömmlichen Materialien

Stahlträger sind zwar für ihre Stabilität und Präzision bekannt, ihr erhebliches Gewicht kann jedoch bei Anwendungen, die Hochgeschwindigkeitsbetrieb erfordern, ein Nachteil sein. Um dieses Problem zu lösen, müssten die Maschinen mit Hochleistungsmotoren und Drehmomentkapazitäten kombiniert werden, was sowohl kostspielig sein kann als auch zu einem Punkt abnehmender Erträge führen kann. Träger aus Aluminiumlegierungen sind zwar leichter, erreichen aber immer noch nicht die geforderte Geschwindigkeit und Beschleunigung und sind anfällig für Verformungen und temperaturbedingte Genauigkeitsschwankungen, die eine häufige Neukalibrierung erfordern.

Vorteile von Carbonfaserträgern

CFBs bewältigen diese Herausforderungen, indem sie hohe Steifigkeit, Zähigkeit und bemerkenswert geringes Gewicht vereinen. Mit einer Dichte von 1,6 und einem Elastizitätsmodul von über 230 GPa ist Kohlefaser so fest wie Stahl, hat aber ein deutlich geringeres Gewicht. Das macht CFBs zum idealen Material für Werkzeugmaschinenkomponenten, die Steifigkeit und Dimensionsstabilität erfordern, ohne die Nachteile herkömmlicher Metalle.
Leistung und Präzision
Das geringe Gewicht von CFBs ermöglicht eine höhere Beschleunigung und Geschwindigkeit, was die Bearbeitungseffizienz und die Präzision komplexer gekrümmter Oberflächen verbessert. Im Gegensatz zu Aluminiumlegierungen gewährleisten die inhärenten Eigenschaften von Kohlefasern eine gleichbleibende Leistung bei unterschiedlichen Temperaturen, sodass keine regelmäßige Neukalibrierung erforderlich ist.
Elastizität und Haltbarkeit
Kohlenstofffasern bestehen hauptsächlich aus Kohlenstoff und sind ein anorganisches und sprödes Material mit einem gewissen Grad an elastischer Verformungsfähigkeit. Sie behalten ihre strukturelle Integrität bei einer geringen Bruchdehnung von etwa 2 %, was auf ihre Elastizität und Fähigkeit hinweist, nach dem Entfernen der Spannung in ihre ursprüngliche Form zurückzukehren.

Kohlenstofffaserträger (CFBs) bieten mehrere Vorteile, die für Unternehmen zu erheblichen Kosteneinsparungen führen können:

1. Verbesserung der Produktleistung bei geringeren Kosten: CFBs ermöglichen im Vergleich zu herkömmlichen Metallträgern eine höhere Werkzeugmaschinenbeschleunigung (bis zu 6G), ohne dass kostspielige Upgrades anderer Komponenten erforderlich sind. Das geringe Gewicht von CFBs reduziert den Kraftbedarf an Motoren und anderen Teilen und ermöglicht die Verwendung weniger leistungsstarker (und weniger teurer) Antriebe und Untersetzungsgetriebe.

2. Verlängerung der Lebensdauer von Werkzeugmaschinen und Reduzierung der After-Sales-Kosten: Das geringere Gewicht von CFBs führt zu geringerem Verschleiß an Führungsschienen und Zahnstangen und verlängert so die Lebensdauer kritischer Komponenten. Die Steifigkeit und das fehlende Kriechen von CFBs machen häufige Balkenanpassungen überflüssig und senken Arbeits- und Wartungskosten. Die elastischen Verformungseigenschaften von CFBs tragen dazu bei, das Risiko ungeplanter Abschaltungen aufgrund äußerer Einflüsse oder Steuerungsfehler zu verringern.

3. Energieeinsparungen: Die leichten CFBs reduzieren den Energieverbrauch der Antriebsmotoren um etwa 20 % und senken so die Energiekosten pro Produktionseinheit.

Kohlenstofffaserträger (CFBs) SPEC

Modell	Querschnitt		Material	Wandstärke	Strahllänge	Gewicht	Belastungen	Verformungsbetrag bei Beschleunigung
Modell	Form	Größe (mm)	Material	Wandstärke	Strahllänge	Gewicht	Belastungen	Verformungsbetrag bei Beschleunigung
CFB-R17395	Rechteck	173 x 95	T300	5 mm	1200 mm	9,62 kg	20 kg	0,0239 mm bei 1 g	0,0255 mm bei 4 g
	Rechteck	173 x 95	T300	5 mm	1200 mm	9,62 kg	20 kg	0,0243 mm bei 2 g	0,0275 mm bei 6 g
	Rechteck	173 x 95	T300	10 mm	1200 mm	13,78 kg	20 kg	0,0066 mm bei 1 g	0,0086 mm bei 4 g
	Rechteck	173 x 95	T300	10 mm	1200 mm	13,78 kg	20 kg	0,0070 mm bei 2 g	0,0109 mm bei 6 g
	Rechteck	173 x 95	T300	15 mm	1200 mm	17,57 kg	20 kg	0,0043 mm bei 1 g	0,0063 mm bei 4 g
	Rechteck	173 x 95	T300	15 mm	1200 mm	17,57 kg	20 kg	0,0047 mm bei 2 g	0,0082 mm bei 6 g
	Rechteck	173 x 95	T300	20 mm	1200 mm	20,97 kg	20 kg	0,0035 mm bei 1 g	0,0053 mm bei 4 g
	Rechteck	173 x 95	T300	20 mm	1200 mm	20,97 kg	20 kg	0,0040 mm bei 2 g	0,0068 mm bei 6 g
CFB-R200120	Rechteck	200 x 120	T300	5 mm	1800 mm	17,50 kg	20 kg	0,0347 mm bei 1 g	0,0380 mm bei 4 g
	Rechteck	200 x 120	T300	5 mm	1800 mm	17,50 kg	20 kg	0,0354 mm bei 2 g	0,0420 mm bei 6 g
	Rechteck	200 x 120	T300	10 mm	1800 mm	25,24 kg	20 kg	0,0131 mm bei 1 g	0,0166 mm bei 4 g
	Rechteck	200 x 120	T300	10 mm	1800 mm	25,24 kg	20 kg	0,0139 mm bei 2 g	0,0204 mm bei 6 g
	Rechteck	200 x 120	T300	15 mm	1800 mm	32,40 kg	20 kg	0,0094 mm bei 1 g	0,0125 mm bei 4 g
	Rechteck	200 x 120	T300	15 mm	1800 mm	32,40 kg	20 kg	0,0100 mm bei 2 g	0,0157 mm bei 6 g
	Rechteck	200 x 120	T300	20 mm	1800 mm	38,99 kg	20 kg	0,0080 mm bei 1 g	0,0107 mm bei 4 g
	Rechteck	200 x 120	T300	20 mm	1800 mm	38,99 kg	20 kg	0,0087 mm bei 2 g	0,0132 mm bei 6 g
CFB-R241185	Rechteck	241,5 x 185	T300	5 mm	2800 mm	26,66 kg	50 kg	0,0654 mm bei 1 g	0,1224 mm bei 4 g
	Rechteck	241,5 x 185	T300	5 mm	2800 mm	26,66 kg	50 kg	0,0816 mm bei 2 g	0,1673 mm bei 6 g
	Rechteck	241,5 x 185	T300	10 mm	2800 mm	52,30 kg	50 kg	0,0283 mm bei 1 g	0,0468 mm bei 4 g
	Rechteck	241,5 x 185	T300	10 mm	2800 mm	52,30 kg	50 kg	0,0332 mm bei 2 g	0,0629 mm bei 6 g
	Rechteck	241,5 x 185	T300	15 mm	2800 mm	75,92 kg	50 kg	0,0208 mm bei 1 g	0,0321 mm bei 4 g
	Rechteck	241,5 x 185	T300	15 mm	2800 mm	75,92 kg	50 kg	0,0237 mm bei 2 g	0,0422 mm bei 6 g
	Rechteck	241,5 x 185	T300	20 mm	2800 mm	97,52 kg	50 kg	0,0175 mm bei 1 g	0,0257 mm bei 4 g
	Rechteck	241,5 x 185	T300	20 mm	2800 mm	97,52 kg	50 kg	0,0195 mm bei 2 g	0,0333 mm bei 6 g
Die tatsächlichen Spezifikationen können je nach Ihren spezifischen Anforderungen variieren!

Eigenschaften von Kohlenstofffaserträgern (CFBs)

1. Mit seinen eigenen unabhängigen geistigen Eigentumsrechten wird die Mehrkammer-Struktur des tragenden Balkens sorgfältig geschliffen, um eine Geradheit von 0,01 mm alle 1000 mm zu erreichen.

2. Die ausgelegte Trag- und Verformungsfähigkeit kann die Präzisionsanforderungen für die Bewegung von Werkzeugmaschinen auch unter Bedingungen hoher Beschleunigung erfüllen.

3. Die anpassbaren Querschnittsabmessungen und das strukturelle Design gewährleisten die Stabilität des gesamten Rahmens unter Belastung. Und das alles in einem Guss, ohne sekundäre Verarbeitung.

4. Die derzeit längste verfügbare Balkengröße beträgt 4,5 Meter, wir können sie jedoch entsprechend den Kundenanforderungen weiterentwickeln und auf bis zu 7,5 Meter oder mehr verlängern.

Anwendungen für Kohlenstofffaserträger (CFBs)

1. CNC-Werkzeugmaschinen

2. Laserschnitzmaschinen

3. 3D-Druckausrüstung

4. Andere Portal-oder Deckenkonstruktionsgeräte

SPEZIFIKATIONEN für 1280 mm lange Carbonfaserträger

Modell	Querschnittsgröße (mm)	Material	Wandstärke	Länge (mm)	Gewicht	Laden	Ebenheit (μm/m)	Verformungsbetrag bei Beschleunigung
CFB-R17395-A	173 x 95	T300	9 mm	1240	10 kg	30 kg	6	0,0159 mm bei 6 g
CFB-R17395-B	173 x 95	T300	9 mm	1240	15 kg	30 kg	6	0,0135 mm bei 6 g

SPEZIFIKATIONEN eines 3290 mm langen Carbonfaserträgers

Modell	Querschnittsgröße (mm)	Material	Wandstärke	Länge (mm)	Gewicht	Laden	Ebenheit (μm/m)	Verformungsbetrag bei Beschleunigung
CFB-R241185	241,5 x 185	T300	11 mm	3290	60 kg	75 kg	6	0,0422 mm bei 2 g

SPEC-Vergleich zwischen verschiedenen Materialien

Material	Dichte (g/cm ³ )	Zugfestigkeit (MPa)	Spezifische Stärke (Mpa.(g/cm ³ ) ^-1 )	Zugmodul (GPa)	Spezifischer Modul (GPa.(g/cm ³ ) ^-1 )
Kohlenstoffstahl (Q345)	7.8	480	63	206	26
Edelstahl (S301)	7.9	820	105	195	25
Aluminiumlegierung	2.8	420	151	72	25,9
Kohlefaserverbundwerkstoffe	1.6	1760	1100	130	81
Glasfaserverbundstoffe	2	1245	623	48	24.1

Kundenbeispiele

FEIYUE:
Feiyue Laser Equipment Co. Ltd, ein renommierter Hersteller von Präzisionsschneidmaschinen, hat durch den Einsatz von Kohlefaserträgern einen bemerkenswerten Durchbruch erzielt. Diese Verbesserung hat die Beschleunigung der Maschine direkt von 1g auf 2g erhöht und gleichzeitig eine langfristige Bearbeitungsgenauigkeit im Mikrobereich (μm) sichergestellt. Darüber hinaus ist die Leistung der Maschinen stabiler geworden. Diese bahnbrechende Innovation garantiert nicht nur die Präzision und Zuverlässigkeit der Schneidmaschinen von Feiyue Laser, sondern hebt sie auch von der Konkurrenz ab. Das Unternehmen hat erfolgreich Kooperationen mit militärisch-industriellen Unternehmen aufgebaut, was zu erhöhten wirtschaftlichen Vorteilen geführt hat.

YUEMING-LASER:
YUEMING LASER GROUP, ein Pionierunternehmen, hat einen bemerkenswerten Durchbruch erzielt, indem es die ursprünglichen Metallträger seiner Werkzeugmaschinen durch Träger aus Kohlefaser ersetzt hat. Dieser einfache Austausch steigerte die Beschleunigung der Maschinen von 1g auf erstaunliche 6g, und das alles, ohne dass andere Komponenten ausgetauscht werden mussten. Darüber hinaus können die Maschinen über längere Zeiträume einen stabilen Betrieb bei 4g aufrechterhalten. Dieser technologische Fortschritt bringt eine deutliche Leistungssteigerung und einen Mehrwert für ihre speziellen Laserschneidmaschinen für die Airbag-Produktion. Er steigert nicht nur die Produktivität, sondern führt auch zu erheblichen Gewinnen bei der Produktrentabilität.

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