ENGINEERING SUCCESS STORIES

Aus der Praxis. Für die Praxis.

Jede Anwendung stellt eigene Anforderungen an Präzision, Dynamik und Bauraum. Gemeinsam mit unseren Kunden entwickeln wir daraus maßgeschneiderte Lösungen – von der ersten Idee über die Auswahl der passenden Präzisionskomponenten bis hin zur serienreifen Umsetzung.

In unserer Rubrik Engineering Success Stories zeigen wir ausgewählte Projekte aus der Praxis und geben Einblicke in Entwicklungsprozesse, technische Herausforderungen und die gemeinsam gefundenen Lösungen.

Wie Engineering-Know-how einen frühen Entwicklungsstand in eine zuverlässige, wirtschaftlich fertigbare und hochpräzise Serienlösung überführte.

Ein Hersteller von Laborautomatisierungssystemen entwickelte eine neue Positioniereinheit für hochpräzise Bewegungsaufgaben. Bereits in einer frühen Entwicklungsphase wurde Feinmess Suhl als Spezialist für Präzisions-Gleitgewindetriebe und Positionierungssysteme in das Projekt eingebunden.

Der Kunde verfügte über ein Funktionsmuster, das die grundsätzliche Funktion der Positionierung in drei Achsen sowie die Winkelausrichtung eines wechselbaren Probenträgers der Größe 5 × 2 cm nachwies. Für den Serieneinsatz bestanden jedoch noch deutliche Herausforderungen hinsichtlich Präzision, Wiederholgenauigkeit, Langzeitstabilität und Fertigbarkeit.

Ausgangssituation

Die Analyse des Funktionsmusters zeigte Optimierungspotenzial in mehreren technisch entscheidenden Bereichen:

• Axialspiel und Positioniergenauigkeit
• Wiederholgenauigkeit
• Schwingungsanfälligkeit in der Bewegung
• Langzeitzuverlässigkeit
• Fertigungsgerechte Konstruktion (Design for Manufacturing)
• Montagefreundlichkeit
• Toleranzmanagement

Bereits kleinste geometrische Abweichungen oder ungünstige Toleranzketten wirkten sich unmittelbar auf die Positioniergenauigkeit und die Gesamtperformance des Systems aus.

Technische Daten

• Gewindedurchmesser: 6 mm
• Steigung: 1 mm
• Fertigungsverfahren: Positioniergewinde geschliffen
• End-Axialspiel: spielfrei vorgespannt, definiertes kleines Laufdrehmoment
• Projektlaufzeit: 1 Jahr, danach Folgeprojekte für weitere Komponenten
• Lebensdauer: bis 30 Mio. Bewegungen
• Stückzahlen: ca. 200/Jahr
• Anwendung: Positionierung eines kleinen Probenträgers in X, Y und Z

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Unser Engineering-Beitrag

Im Fokus stand dabei nicht nur der Präzisions-Gleitgewindetrieb als Schlüsselkomponente, sondern das Zusammenspiel aller relevanten Einflussgrößen:

• Analyse des bestehenden Entwicklungsstands
• Optimierung des Präzisions-Gleitgewindetriebs
• Design for Manufacturing (DfM)
• Optimierung von Axialspiel und Vorspannung von Gewindetrieb und Führung sowie der Toleranzkette
• Verbesserung der Steifigkeit der Führungen und der gesamten Positioniereinheit
• Auswahl geeigneter Werkstoffpaarungen und Beschichtungen, insbesondere im Probenhandlingbereich
• Fertigungsoptimierung
• Entwicklung eines montagegerechten Konzepts inklusive Berücksichtigung des Service
• Herstellung und Erprobung von Entwicklungsmustern
• Messtechnische Validierung
• Überführung in die Serienfertigung

Jede Optimierungsmaßnahme wurde anhand realer Messdaten überprüft und iterativ weiterentwickelt, bis sämtliche Anforderungen an Präzision, Wiederholgenauigkeit und Lebensdauer erfüllt waren.

Projektergebnis

Bild aus dem Kunden-CAD: Links ist die vorherige Lösung dargestellt, rechts ein Zwischenstand von Feinmess Suhl.

Mehrwert für den Kunden

Der Kunde profitierte von unserem Engineering-Know-how im Bereich hochpräziser Positionierung und feinmechanischer Präzisionsfertigung und erhielt alle entscheidenden Leistungen aus einer Hand:

• Engineering
• Design for Manufacturing
• Präzisionsfertigung
• Prototypenbau
• Validierung
• Montage
• Serienfertigung inklusive Prüfstände

Das Ergebnis ist eine wirtschaftlich produzierbare und langfristig zuverlässige Positionierlösung für den Einsatz in der Laborautomatisierung.

„Der größte Mehrwert im Engineering entsteht nicht zwangsläufig durch eine neue Idee – sondern dadurch, eine gute Idee präzise, wirtschaftlich und zuverlässig in die Serienfertigung zu überführen.“