Halbfinalist 2018

Carbon-Drive

Carbon Motorspindeln für Präzision und Klimaschutz

Carbon-Drive

Firma / Bewerber

Carbon-Drive GmbH

Ort

Weiterstadt

Kategorie

Gründung aus der Hochschule

Homepage

www.carbon-drive.de

Kurzbeschreibung

Die Motorspindel ist das Herzstück jeder modernen CNC-Werkzeugmaschine. Sie muss den Fräser oder Bohrer während der Bearbeitung bei bis zu 60.000 U/min sicher und sehr genau führen. Werkzeugmaschinen bilden das Rückrad der industrielle Fertigung. Sie sind von der Automobilindustrie, über die Luft- und Raumfahrt, bis hin zu Zahnarztpraxen unverzichtbar. Sie beeinflussen direkt die Wirtschaftlichkeit der einzelnen Branchen und mit den steigenden Anforderungen an die jeweiligen Produkte, steigen auch die Anforderungen an die Werkzeugmaschinen und damit die Motorspindel selbst.
Die thermische Dehnung kann mit Carbon Motorspindeln um 90% reduziert werden. Dies verbessert die Genauigkeit der Motorspindel und reduziert Ausschussraten der Maschine. Zudem wird die Leistungsdichte verdoppelt und die guten Dämpfungseigenschaften von Carbon lässt die Produktivität um bis zu 200% steigen sowie den Energiebedarf um 50% reduzieren. Vor dem Hintergrund, dass millionen von Werkzeugmaschinen im Einsatz sind und eine Werkzeugmaschine soviel CO2 erzeugt wie 10 PKW, ergeben sich neben wirtschaftlichen auch große klimapolitsche Effekte.
Carbon-Drive Logo
Eine Carbon Motorspindel von Carbon-Drive aus Weiterstadt

Die Geschichte

Die erste Idee zu Carbon-Drive kam 2012 mit dem Projektabschluss "energiebedarfsoptimierte Motorspindel" auf. Herr Dr.-Ing. Martin Klimach hat damals im Rahmen seiner Promotion die Forschungsergebnisse zur Herstellung einer Motorspindelwelle aus Carbon vorgestellt. Die Motorspindelwelle ist mit Abstand das höchstbeschleunigte Bauteil. Sie muss sekündlich auf 30.000 U/min beschleunigt und wieder abgebremst werden. Ziel des Forschungsprojekts war die beschleunigte Masse mit Carbon zu reduzieren und damit die Energieeffizienz zu verbessern.
Zudem wurde das Forschungsprojekt von dem Motorspindelhersteller und Branchenführer Franz Kessler GmbH begleitet. Dieser hatte großes Interesse an Möglichkeiten die thermische Dehnung von Motorspindeln im Betrieb zu reduzieren, um so die Genauigkeit zu steigern.
Neben einer Gewichtsreduktion von über 50% konnte Klimach zeigen, dass sich Carbon-Spindelwellen im Betrieb nicht ausdehnten und damit die Präzision um 90% steigern. Der Zuspruch aus der Industrie nach dem Projektabschluss war so hoch, dass die Idee eine eigene Firma zu gründen geboren wurde.
Mit Hilfe EXIST Forschungstransfer des BMWi, das vielversprechende Forschungsergebnisse in die industrielle Anwendung verhelfen soll, wurde von 2015 bis 2017 ein erster Prototyp an der TU Darmstadt gebaut und getestet. In dieser Zeit ist auch Herr Alexander Brechtel dazugestoßen. Brechtel und Klimach haben sich über den Schwimmsport kennengelernt. Brechtel hat sowohl seine Bachelor- als auch seine Masterarbeit über das Thema Carbon in Motorspindeln geschrieben. Zudem bringt er mit seinem Hintergrund als Wirtschaftsingenieur kaufmännisches Wissen mit und konnte somit wertvolle Arbeit zur Vorbereitung der Unternehmungsgründung leisten.
Wir sind weltweit einzigartig...
Alexander und Martin