Neuer Meilenstein in der Getribeherstellung: Nylon-CNC-Drehen verbessert die Leistung in Anwendungen mit geringer Reibung

Eine stille Revolution ist im Gange in der Welt der maschinenbau und industrielle Automatisierung . Hersteller aus den Bereichen Automobil, Robotik und Luft- und Raumfahrt setzen zunehmend auf Nylon-CNC-Drehen als bevorzugte Methode zur Herstellung von getrieben mit geringer Reibung –mit einer leistungsstarken Kombination aus Langlebigkeit, Präzision und geräuscharmen Betrieb.

Was einst als „nur für Prototypen geeignet“ galt, wird nun als serienreife Lösung gefeiert.

Warum Nylon? Warum jetzt?

Nylon ist schon lange für seinen geringen Reibungskoeffizienten, seine selbstschmierenden Eigenschaften und seine Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung und Chemikalien bekannt. Doch bis vor Kurzem hochpräzise Bearbeitung die Fertigung von Nylon-Bauteilen – insbesondere von Zahnrädern – war durch Werkzeugverschleiß und Materialverformung begrenzt.

Das ändert sich schnell.

Dank Fortschritten bei CNC-Technologie und optimierten Werkzeugbahnen, Ist die CNC-Drehbearbeitung von Nylon-Bauteilen heute schneller, präziser und äußerst reproduzierbar. Das Ergebnis? Leichte Zahnräder mit glatten Oberflächen, engen Toleranzen und außergewöhnlich geringer Reibung, selbst unter Belastung.

Methodik

1. Werkstoffauswahl

• Nylon 66 (30 % Glas gefüllt) und MC901 (ölgefüllt) Stangen (Ø60×100 mm)

• Feuchtigkeitsgehalt vor der Bearbeitung durch Vorbehandlung auf 2,5 % kontrolliert

2. CNC-Drehparameter

• Maschine: Citizen Cincom L20-VIII Schiebspindeldrehmaschine

• Werkzeugung:

PCD-Einsätze (DNMA150604) für die Fertigbearbeitung

Spezialwerkzeuge mit hohem Spanwinkel für die Spänekontrolle

• Kühlstrategien:

Kryogen (flüssiges CO₂)

Druckluft-Wirbelkühlung

Trockenbearbeitung

3. Leistungstests

• Zahnradkäfiggeräusch (dB bei 1000 U/min)

• Verschleißfestigkeit (100-Stunden-Dauertest)

• Formstabilität (Temperaturwechsel von -40 °C bis 85 °C)

Reale Auswirkungen

Die größten Gewinner bisher? Branchen, in denen Gewicht, Geräusch und Verschleißfestigkeit besonders wichtig sind.

• Hersteller von Robotern ersetzen Metallgeradzahnräder durch maßgeschneiderte Alternativen aus Nylon und reduzieren Spiel und Motorbelastung.

• Entwicklungsingenieure im Medizintechnikbereich setzen auf Nylon für hygienische, reibungsarme Antriebssysteme.

• EV-Start-ups verwenden Nylon-Wurmräder für Kühlsysteme und Hilfsaggregate, wodurch der Gesamtgeräuschpegel des Fahrzeugs sinkt.

In jedem Fall ermöglicht die Kombination aus CNC-Präzision und den natürlichen Eigenschaften von Nylon leisere Abläufe, geringeren Wartungsaufwand und höhere Energieeffizienz.

Fazit

Für präzise Nylonzahnräder:

• CNC-Drehen ermöglicht Toleranzen, die mit Polymeren bisher nicht möglich waren

• Die Werkstoffauswahl bestimmt die Leistungsfähigkeit stärker als die Fertigungsmethode

• Kryogene Kühlung ist entscheidend, um thermische Stabilität zu gewährleisten

Zukünftige Anwendungen werden hybride Metall-Polymer-Getriebesysteme nutzen.