Spanntechnik

Viel Neues an der exponierten Position

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Für Betreiber einer prozessoptimierten Fertigung entwickelt sich die Fachmesse EMO Hannover 2017 zu einer Fundgrube auch im Bereich der Spanntechnik. Die Aussteller beleuchten das Potenzial innovativer Spannmittel aus allen Blickwinkeln. Auch hier eröffnen additive Verfahren völlig neue Möglichkeiten.

Die Spanntechnik hat in der prozessoptimierten Fertigung vom Stellenwert her gleichgezogen mit schnelleren Werkzeugmaschinen und längeren Standzeiten der Schneidstoffe. Dabei spielt die Automatisierbarkeit eine große Rolle. Unterschiedliche Abfragemöglichkeiten und somit eine nahtlose Kommunikation mit der Werkzeugmaschine gehören heute zum Standard. Welchen Trends sich die Hersteller von Spanntechnik derzeit stellen müssen, zeigen sie im September auf der EMO.

„Als System- und Komplettanbieter unterschiedlicher Spannmedien“, sagt Jürgen Förster, Prokurist und Vertriebsleiter von AMF Andreas Maier, „sehen wir den Trend ganz stark in der Kombination der verschiedenen Spannmethoden. Nullpunktspanntechnik bildet oftmals die Basis und wird durch hydraulische, magnetische oder pneumatische Systeme als flexibles Baukastensystem ergänzt.“ Die nahtlose Vernetzung und Kommunikation der Spannmittel mit der Werkzeugmaschine sind entscheidende Faktoren für eine optimierte Fertigungslösung im Hinblick auf Industrie 4.0 und den dazugehörigen Komponenten. Die Aufgaben als Spannmittelhersteller sieht der Vertriebsleiter darin, „mit dem vorhandenen Istzustand in der Fertigung des Kunden zu planen und hier die Fertigungsprozesse zu optimieren“. So sei das Thema ‚kostengünstige Automatisierungslösungen vorhandener Werkzeugmaschinen‘ ein Kernthema. Förster: „Low-cost-Automatisierung inklusive Beladen, Greifen, Speichern, Spannen und Kennzeichnen ist hier der Leitgedanke.“
Wahl des richtigen Spannmittels
„Abhängig von den eingesetzten Zerspanwerkzeugen, erläutert Rolf Ehrler, Produktmanager von Gühring, „werden die Werkzeugspannmittel immer spezifischer. Das heißt, parallel zur Entwicklung von Präzisionswerkzeugen findet eine Diversifizierung der Spannmittel statt, die einander bedingen.“ Die Rolle ,smarter’ Spannmittel in der vernetzten Fertigung sieht er eher skeptisch: „Smarte Aufnahmen, also 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 zeigt Gühring ein Future Display, das sich ganz der Smart Factory widmet. „Dort wird es unter anderem auch durch Additive Manufacturing gefertigte Spannmittel zu sehen geben“, so Ehrler.
Additiv macht schlank
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. Hierfür sind Spannfutter notwendig, die ohne Leistungsverlust extrem schlank gebaut sind. Dieser Forderung kommt Mapal 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, 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 von bis zu 170 °C prozesssicher eingesetzt werden. „Durch die additive Fertigung“, so Mapal-Produktmanager Jochen Schmidt, „entstehen ganz neue Konzepte für die Spanntechnik, die einen Mehrwert für den Kunden in Sachen Prozesssicherheit und Kosten bieten. Seinem Unternehmen sei es auf diese Weise gelungen, Hydrodehnspannfutter mit schlanker Kontur für die Direktspannung von Werkzeugen ab 3 mm Durchmesser anzubieten.
Baukasten macht flexibel
Einen „Trend zu hochkompatiblen Baukastensystemen, mit denen sich jede einzelne Spannaufgabe intelligent und wirtschaftlich lösen lässt und die zugleich eine hohe Durchgängigkeit zwischen unterschiedlichen Maschinen gewährleisten“, konstatiert Markus Michelberger, Vertriebsleiter bei Schunk in Mengen. Die Faktoren Automatisierung, Flexibilisierung und Digitalisierung werden künftig zu maßgeblichen Erfolgskriterien in der Produktion: „Mithilfe von Sensoren werden Spannmittel schon bald in der Lage sein, permanent die Spannkraft zu überwachen. Fällt sie ab oder kommt es zu Vibrationen, werden die Zerspanungsparameter automatisch angepasst, um einen sicheren Prozess und eine maximale Effizienz zu gewährleisten.“ So werde beispielsweise das intelligente „Magnos Force Measuring System“, das als Technologiestudie auf der EMO Hannover zu sehen sein wird, bei Magnetspannlösungen eine kontinuierliche Spannkrafterfassung sowie eine darauf abgestimmte Anpassung der Prozessdaten ermöglichen. Überdies forciert Schunk mit dem weltweit ersten elektrisch gesteuerten 24V-Nullpunktspannmodul den Trend zur fluidfreien und hochvernetzten Werkzeugmaschine.
Künftige Fertigungssysteme, so das generelle Credo, sind vollständig vernetzt und erfassen auch mithilfe der Spannmittel und Greifsysteme permanent sowohl den eigenen Status als auch den ihrer Umwelt. „Unser Ziel ist es,“ so Michelberger, „die exponierte Position unserer Module ‚closest-to-the-part‘ zu nutzen, um künftig jeden einzelnen Prozessschritt detailliert zu überwachen und die Anlagensteuerung sowie das übergeordnete ERP-System permanent mit Prozessdaten zu versorgen.“ Zu den Schunk-EMO-Highlights zählen unter anderem ein weiterentwickelter Systembaukasten für die Werkstückdirektspannung sowie ein Systemprogramm für die stationäre Werkstückspannung, erweitert um Spannmittel mit intelligenten elektrischen Antrieben.

Walter Frick, Fachjournalist aus Weikersheim


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