Smarte Spannmittel als zentrale Akteure der vernetzten Fertigung

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Die Wahl des richtigen Spannmittels

„Abhängig von den eingesetzten Zerspanwerkzeugen werden die Werkzeugspannmittel immer spezifischer. Das heißt, parallel zur Entwicklung von Präzisionswerkzeugen findet eine Diversifizierung der Spannmittel statt, die einander bedingen“, erläutert Rolf Ehrler, Produktmanager Spannmittel und Fräswerkzeuge der Gühring KG, Albstadt. Die Rolle smarter Spannmittel in der vernetzten Fertigung sieht er eher skeptisch: „Smarte Aufnahmen (sensorisch und intelligent) werden erforscht, sind aber wegen fehlender Vernetzung noch nicht flächendeckend einsetzbar.“ Er plädiert dagegen für optimal ausgelegte und ausgewählte Spannmittel, mit denen sich Zerspanungswerkzeuge wesentlich besser nutzen und zu mehr Zerspanleistung und längerer Standzeit pushen lassen. Auf der EMO Hannover 2017 wird Gühring ein Future Display zeigen, dass sich ganz der Smart Factory widmet. Dort wird es unter anderem auch durch Additive Manufacturing gefertigte Spannmittel zu sehen geben.

Extrem schlanke Spannfutter dank additiver Fertigung

In einer digital vernetzten Fertigung wird die Spanntechnik eine zentrale Rolle spielen. Denn für den optimalen Prozess muss die Schneide oft näher an die Wirkstelle am Bauteil gebracht werden als dies bisher möglich war. Dafür sind Spannfutter notwendig, die ohne Leistungsverlust extrem schlank gebaut sind. Dieser Forderung kommt die Mapal Dr. Kress KG, Aalen, unter anderem mit den Hydrodehnspannfuttern mit schlanker Kontur nach. Sie machen die Hydrodehnspanntechnik genau dort nutzbar, wo bisher nur Schrumpffutter im Einsatz waren. Möglich macht dies die additive Fertigung: Auf den konventionell gefertigten Grundkörper wird per selektivem Laserschmelzen der Funktionsbereich aufgebracht.

Da die Trockenbearbeitung einen immer größeren Anteil an den Fertigungsprozessen einnimmt – unter anderem aus Umweltaspekten – ist die Thermostabilität der Spannfutter elementar. Dank der additiven Fertigung kann auf die temperaturkritische Lötstelle zwischen Spannhülse und Grundkörper verzichtet werden. So können die Spannfutter bei Betriebstemperaturen bis zu 170°C prozesssicher eingesetzt werden. „Durch die additive Fertigung entstehen ganz neue Konzepte für die Spanntechnik, die einen Mehrwert für den Kunden in Sachen Prozesssicherheit und Kosten bieten. Wir nutzen diese Technologie schon heute für die Serienfertigung. Die Grenzen des Möglichen wurden und werden dadurch kontinuierlich neu definiert“, fasst Jochen Schmidt, Produktmanager Spanntechnik bei Mapal zusammen.

Alle Systemkomponenten digital vernetzen

Auch er ist der Ansicht, dass in der Massenfertigung zunehmend Spannfutter gefordert sein werden, die in intelligente Fertigungsstrukturen mit hohem Automatisierungsgrad integrierbar sind: „Hier müssen sich alle Systemkomponenten digital vernetzen lassen.“ Werkzeugspannfutter sind in der Regel nur in Direktspannung im Einsatz – auch für kleine Durchmesser. „Mithilfe der additiven Fertigung ist es uns gelungen genau solche Futter anzubieten: Hydrodehnspannfutter mit schlanker Kontur für die Direktspannung von Werkzeugen ab 3 mm Durchmesser“, so Schmidt weiter.

Auf der EMO Hannover 2017 wird der Fokus bei Mapal unter anderem auf anwendungsorientierten Spannfuttern liegen: Direktspannung von kleinen Durchmessern mit Hydrodehnspanntechnik, sehr schlanke Futter, aber auch schwingungsgedämpfte Werkzeugsysteme.

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