Integralbauweise
Grundprinzip
Die Integralbauweise zeichnet sich dadurch aus, dass komplex gestaltete Baueile für Fahrzeuge, Flugzeuge und Maschinen am Stück, d. h. ohne Fügetechniken hergestellt werden. Zur Fertigung von Integralbauteilen eignen sich alle Urformverfahren wie beispielsweise das Gießen von Metallen und das Spritzgießen von Kunststoffen, einige Umformtechniken sowie Verfahren der additiven Fertigung wie der 3D-Druck.
Das Gegenteil zur Integralbauweise ist die Differentialbauweise. Am Beispiel eines Blechs, das mit Hutprofilen verstärkt ist, wird der Unterschied in der nebenstehenden Abbildung illustriert. Die Frage, welche der beiden Bauweisen kostengünstiger ist, lässt sich nicht allgemein beantworten, da dies von den geforderten Eigenschaften an das Bauteil und der herzustellenden Stückzahl abhängt.
Vor- und Nachteile
Die wesentlichen Vorteile der Integralbauweise sind:
• Minimierung des Bauteilgewichts, da Fügestellen mit Materialüberlappungen entfallen (Beitrag zum Leichtbau)
• Minimale Anzahl von Halbzeugen für ein Bauteil mit mehreren Funktionen (Prinzip der Funktionsintegration)
• Effektive Werkstoffnutzung und hierdurch verringerte Materialkosten
• Entfall von Fügeschritten
Als Nachteile der Integralbauweise sind zu nennen:
• Hohe Werkzeugkosten für große Bauteile
• Keine Demontierbarkeit von Einzelteilen für Wartung und Reparatur
• Erleichterte Schadensausbreitung durch das ganze Bauteil
• Erschwernis, unterschiedliche Werkstoffe in einem einzigen Fertigungsschritt zu kombinieren (sofern erforderlich).
Beispiel
Das nebenstehende Bild zeigt ein Aluminium-Lüfterrad in Integralbauweise (aus einem Staubsauger). Es wurde mittels Druckguss ohne zusätzliche Fügeschritte für die Luftleitschaufeln hergestellt.
Literatur
1) Bernd Klein und Thomas Gänsicke; Leichtbaukonstruktion, Springer-Vieweg Verlag (2020), ISBN 978-3-658-26845-9
2) https://www.studocu.com/de/document/fachhochschule-aachen/konstruktion-flugzeugstruktur/zusammenfassung- konstruktion-flugzeugstruktur/6839647
(abgerufen am 23.09.2022)
3) Rolf Kümmerer et al., Konstruktionslehre Maschinenbau, Verlag Europa-Lehrmittel (2021), ISBN 978-3-8085-5368-8
