Neue Herausforderungen für die Spanntechnik

Damit das Einspannen nicht zum Zeitkiller wird

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Messmaschinen finden sich längst nicht mehr nur im klimatisierten Messraum, sondern zunehmend auch in der Fertigung. Hier stellen unter anderem Vibrationen und verölte Luft weit höhere Anforderungen an die Messtechnik, aber auch an die benötigten Spannvorrichtungen.

Die Anforderungen der Kunden an die Spannlösungen in der Messtechnik steigen permanent. Folgendes ist dabei zu beobachten:

  • Mehr und mehr komplexe, asymmetrische Teile müssen vermessen werden.
  • Die Präzision der Werkstücke nimmt zu.
  • Die Präzision beim Einspannen nimmt zu und gleichzeitig auch ab.
  • Die Werkstücke werden kleiner und gleichzeitig auch größer.
  • Die Nachfrage nach Sonderlösungen nimmt (wieder) zu.
  • Für das Vermessen steht immer weniger Zeit zur Verfügung.
Dies alles klingt widersprüchlich – und lässt sich doch erklärten: Dass Teile komplexer werden ist nur logisch. Mit 3D-Druck sowie besseren Fertigungsmethoden und -maschinen kann so manches kombiniert werden, was vor kurzem noch undenkbar war. So kann man heute komplexe Turbinenschaufeln drucken, inklusive der gesamten, äußerst filigranen Kühlbohrungen für den Einsatz bei 1200 °C. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an das Produkt stetig (im Beispiel Turbinenschaufeln die Verbrennungstemperatur), sodass die Produkte zwangsläufig auch genauer, die Toleranzen enger werden.
Zudem werden zunehmend nach Möglichkeit ganze Baugruppen eingespart, denn oft nur ein einziges Teil muss heute die Funktion von (früher) mehreren übernehmen. Auf der anderen Seite können viele Maschinen ungenaues Einspannen von Teilen durch verbesserte Maschinensoftware zumindest etwas kompensieren. So wie beispielsweise bei gewissen Messmaschinen. Das wiederum nützt aber alles nichts bei längeren Werkstücken und Wellen, die, unpräzise eingespannt, am losen Ende dann einen nicht tolerierbaren Taumel-Effekt aufzeigen.
Präzises Einspannen wird immer mehr zum Zeitkiller. Das Schlagwort der Stunde ist hier die Wiederholgenauigkeit. Das heißt, das Ein- und Wiederausspannen eines Werkstücks zweimal nacheinander sollte eine bis auf wenige Mikrometer minimale Positionsabweichung ergeben – ohne allzu große Feinjustierung. Am Ende wird immer noch einiges an Fingerspitzengefühl nötig sein, um das zu messende Werkstück sauber in der Messmaschinen-Spannvorrichtung zu platzieren.
Auch werden viele Teile immer kleiner, man denke nur an die vielen kleinen Motoren in unseren Autos, alle mit Mini-Zahnrädern etc. ausgestattet. Wie misst man das Zahnflankenspiel eines mit bloßem Auge kaum noch erkennbaren Zahnrädchens? Wie spannt man das irgendwo ein, ohne es schon vor der Messung gleich mal zu verbiegen? Auf der anderen Seite werden die Werkstücke größer, man sieht heute komplette Getriebewellen inklusive Zahnrädern. Alles wird auf die Messmaschine gewuchtet und in einem Zug vermessen.
Und schließlich stellen Sonderlösungen die Spanntechnik vor Herausforderungen. Oft ist grob nur das endgültige Teil bekannt und dann kommt der Anruf: „Wie spannen wir das, habt Ihr eine Idee? Ach ja, Lieferung übermorgen wäre auch gut.“
Aufgrund dieser Veränderungen muss ein Spannmittelhersteller heute sehr flexibel bei Sonderlösungen sein. Viele Kundenkontakte und die Bereitschaft zum Bau von Einzelanfertigungen sind nötig, um für den Kunden eine präzise und gleichzeitig alltagstaugliche Lösung zu erarbeiten. Gleichzeitig muss er sehr universelle und vor allem einfach zu bedienende Alleskönner-Spannlösungen für den Messbereich im Angebot haben – alles natürlich mit einer Wiederholgenauigkeit von 5 µm und besser.
Maprox (Halle 4, Stand 4416) trägt dieser Entwicklung mit einem breit gefächerten Produkt-Portfolio Rechnung. Dazu gehört zum Beispiel das neue, universelle Mess-Spanngerät 3D-Flex-Fix für den Messraum. Die meisten Produktdesigns können darauf aufgebaut werden, eventuell mit kleinen optionalen Anpassungen. Diese Spannvorrichtung kann als Schraubstock, Zwei- beziehungsweise Vier-Backenfutter sowie als Zentrumsspanner oder in Kombination mit einer Rasterplatten-Stifte-Fixierung verwendet werden – auch Drehmoment-überwacht. Auch das Spannen und Messen mehrerer gleicher Teile ist problemlos möglich.
Der Nutzen: In erster Linie spart der Kunde viel Zeit durch Umbauen von Spannlösungen auf der Koordinatenmessmaschine oder mit Warten auf neu bestellte Spannsysteme, weil die vorhandenen Geräte das Werkstück nicht richtig spannen können. Dazu muss man wissen: Ein Teil ist dann ideal gespannt, wenn es möglichst frei zugänglich ist für den Messtaster, und zwar von allen Seiten, in nur einem Durchgang ohne Umbau.
Auch das neue und rostfreie Minifutter mit einem Durchmesser von 33 mm sowie die Linie der Aluminium-Spannfutter werden der Miniaturisierung gerecht – und erlauben auch den Einsatz von Werkstücken deutlich über 500 kg. Zudem sind die Alufutter von Maprox bis Durchmessern von 600 mm etwa dreimal leichter als Stahl und können somit meist noch von einem Messtisch zum anderen getragen werden – ohne Kran. Auch dies spart wiederum Zeit. ■

Der Autor

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Adrian Zwirner
CEO
Maprox

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