Sei es in der Elektrotechnik, der Medizintechnik, im Luft- und Raumfahrtbereich, der Uhrenindustrie oder in der Robotik und im Maschinenbau – viele Produkte werden immer kleiner, dabei aber smarter, bedienerfreundlicher und leistungsstärker gestaltet. Das Thema Platz ist damit entscheidend. Denn nicht nur am Handgelenk, in der Hosentasche, an Bord eines Flugzeugs oder im menschlichen Körper ist der Platz begrenzt, sondern auch in den Produktionshallen der Unternehmen.
Aus diesem Anspruch heraus entsteht die Forderung nach Produktivität auf engstem Raum, der den Kreislauf der Miniaturisierung auf die gesamte Wertschöpfungsebene überträgt. Die Maschinen- und Werkzeugtechnologie in diesem Kleinstsektor erfordert, dass auch im Bereich der Spanntechnik immer mehr Funktionen auf kleinstem Raum erfüllt werden müssen.
Perfekter Rundlauf und optimale Wuchtgüte
Die Rundlaufgenauigkeit der Spannfutter für Spanungsdicken, die im Bereich von wenigen Tausendstel Millimetern liegen, muss nahezu bei null liegen. Denn nur so können gute Oberflächen bei höchsten Drehzahlen und langer Standzeit der Werkzeuge erreicht werden. Zudem muss prozesssicher dafür gesorgt werden, dass jegliche Verschmutzung durch Mikropartikel ausgeschlossen ist. Ein weiteres, wichtiges Thema bei der Zerspanung im Kleinstsektor ist die Versorgung mit Kühlschmierstoff. Zu viel Medium bedeutet aufwendiges nachgelagertes Bauteilreinigen, zu wenig oder keine Kühlung wiederum führen zu Qualitäts- und Produktivitätseinbußen.
Wenn dann auch noch das Handling einfach gestaltet sein muss, stößt die konventionelle Fertigung an ihre Grenzen. „Je kleiner Werkzeug und Spannfutter sind, desto einfacher muss die Handhabung sein. Denn mit jeder Verkleinerung wird der Umgang mit externen Peripheriegeräten umständlicher und schwieriger“, bringt es Jochen Schmidt, Produktmanager Spanntechnik bei Mapal auf den Punkt. Mit der Schrumpf- oder der Spannzangentechnik dauert es zudem deutlich länger, bis die Werkzeuge einsatzbereit sind. Auch summieren sich bei mehrteiligen Aufbauten die einzelnen Abweichungen der Komponenten zu einer nicht unerheblichen Fehlerkette.
Additive Fertigung durch selektives Laserschmelzen
„Wir nutzen bei Mapal die additive Fertigung durch selektives Laserschmelzen in all unseren Produktbereichen“, sagt Jochen Schmidt. Und zwar immer dann, wenn additiv gefertigte Produkte einen klaren Mehrwert für den Kunden bieten. Dank des innovativen Herstellungsverfahrens ist es Mapal gelungen, Spannfutter im Miniaturformat mit HSK-E25-Aufnahme, beispielsweise für die Direktspannung von Werkzeugen mit einem Durchmesser von 3 mm, zu fertigen, die all die genannten Anforderungen erfüllen.
Kleinste Spannfutter mit besten Eigenschaften
Um die Rundlaufgenauigkeit zu garantieren, haben die Spanntechnikspezialisten innovative Spannkammersysteme in die neuen Spannfutter integriert, die sich an den Schaft des Werkzeuges anschmiegen. Zur Verdrängung von Mikroschmutz sind sie mit Schmutzrillen ausgestattet. Die geforderte Wuchtgüte wird dank innenliegender Wuchtgeometrien samt Stützstrukturen, die zudem für Optimierungen hinsichtlich Gewicht und Festigkeit sorgen, sichergestellt. „Insgesamt erreichen wir mit unseren Futtern im Kleinformat ein homogeneres und spindelschonenderes Beschleunigen und Abbremsen des gesamten Werkzeugsystems aus Spannfutter und Werkzeug“, betont Jochen Schmidt.
Dank der additiven Fertigung ist es Mapal gelungen, die Spannfutter für den Kleinstsektor mit dezentralen Kühlmittelaustritten auszustatten. Über Parameter wie Kühlmitteldruck, Einstellmaß und Drehzahl sind diese Austritte so ausgelegt, dass sie den Kühlschmierstoff gezielt an die Wirkstelle befördern. Im besten Fall wird eine dosierte Verlustschmierung, die eine anschließende Reinigung der Bauteile überflüssig macht, erreicht.
Einfachstes Handling ohne Peripheriegeräte
Die neuen Spannfutter von Mapal im Kleinformat ermöglichen einfaches und schnelles Spannen des Werkzeugs. „Zur Implementierung unserer Futter sind weder Schulungen noch hohe Rüstkosten oder teure Peripheriegeräte vonnöten“, verspricht Schmidt. Denn: Die Hydrodehnspannfutter werden über eine einfache Schraube betätigt.
Neue Möglichkeiten – nicht nur bei der Werkzeugspannung
Auch für die Werkstückspannung bieten sich dank der neuen, kleinen Hydrodehnspannfutter neue Möglichkeiten. Beispielsweise bei der Spannung von Hüftgelenkkugeln. „Hier nutzen wir die Hydrodehn-Außenspanntechnik. Durch speziell geformte Spannkammern im Inneren des Futters sowie eine besondere Außengeometrie werden die Kugeln sehr präzise und gleichzeitig schonend gespannt“, erläutert Jochen Schmidt. Gerade in der Medizintechnik nehmen Themen wie die reproduzierbare Präzision einen enorm hohen Stellenwert ein. „Und diese können wir bei der Bearbeitung dank unserer Futter sicherstellen“, freut sich Schmidt.
Mapal Dr. Kress KG
www.mapal.com
