Fräsen Werkzeughalter mit Turbine verbessert Spanabfuhr und Kühlung

Autor / Redakteur: Klaus Schlageter / Rüdiger Kroh

Ein Werkzeughalter erzeugt mithilfe einer Turbine einen Luftstrom mit 80 m/s direkt über dem Fräser. Dadurch werden die Spanabfuhr und die Werkzeugkühlung deutlich verbessert. Spannsystem und Turbinenkörper bilden dabei ein Stück und als Kühlmedium fungiert Umgebungsluft.

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Bild 1: Luftgekühlt und trocken: Der Einsatz der Werkzeugaufnahme bei der Aluminiumbearbeitung verbessert die Oberflächengüte.
Bild 1: Luftgekühlt und trocken: Der Einsatz der Werkzeugaufnahme bei der Aluminiumbearbeitung verbessert die Oberflächengüte.
(Bild: Cruing)

Mechanische Baugruppen und Linearachsen stellt die Reiser AG seit 25 Jahren für namhafte deutsche Maschinenbauer her. Dabei steigen die Anforderungen unter einem enormen Kostendruck ständig.

In der nachfolgenden Anwendung, einer Grundplatte für eine Baugruppe mit motorisch verstellbaren Linearachsen, konnte das Unternehmen ohne wesentliche Kostenerhöhung die Oberflächengüte für einen Kunden erhöhen. Die Forderung bestand darin, bei nahezu gleichen Fertigungskosten eine erheblich bessere Oberfläche herzustellen (besser Rz = 4). Ziel war ein höherer funktioneller Dichtheitsgrad.

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Ablagerungen an der Oberfläche werden zudem verhindert

Ein positiver Nebeneffekt ist, dass unerwünschte Anhaftungen und Ablagerungen an der Oberfläche verhindert werden. Die bessere Oberflächengüte führt zu einer verbesserten Abdichtung, wobei ein zusätzlicher Schleifprozess vermieden wird (Bild 2).

Das Problem wurde mithilfe von fest bestückten PKD-Werkzeugen und der Trockenzerspanung gelöst. Dabei kam erstmals eine Technik zum Einsatz, die sich im Bereich der Leichtbaustoffe schon etabliert hat und 2013 mit dem JEC Composite Award für Werkzeuge ausgezeichnet wurde: das Cruing Aerotech System (Bild 3).

Luftstrom mit 80 m/s wird direkt über dem Fräser erzeugt

Dieses Werkzeugsystem erlaubt es, luftgekühlt, trocken und spänegeführt zu fräsen (Bild 1). Ein einfacher physikalischer Zusammenhang erklärt die Wirksamkeit dieses Systems: V ist proportional zu p2. Würde man die Luftgeschwindigkeit, die der Werkzeughalter mit Turbine erzeugt, in einem Sauggebläse neben der Maschine erzeugen und zur Maschine leiten, wäre dies durch die Druckverluste und damit die Energieverluste unwirtschaftlich. Alternativen mit Druckluft führen zu höheren Betriebskosten und sind nicht spänegeführt.

Das Cruing Aerotech System ist ein Werkzeughalter, der einen Luftstrom mit 80 m/s direkt über dem Fräser erzeugt. Die Späne werden von der Turbine erfasst und durch die Flügel der Turbine vom Werkstück weggeleitet. Der Unterdruck wird genau dort erzeugt, wo er benötigt wird – das bedeuted: kein Saugkraftverlust.

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