Wirtschaftlich und präzise spannen

Mit Vorteilen wie hoher Rundlaufgenauigkeit, einfachem und schnellen Spannvorgang und schlanken Konturen haben sich Schrumpffutter immer mehr Freunde in der Hightech-Szene der Metallzerspanung gemacht. Sie tragen zu hoher Präzision und Oberflächengüte an den Werkstücken bei und sind dabei meist wirtschaftlicher als alternative Werkzeughalter.

Geht man durch die Fertigungshallen innovativer Unternehmen, so fällt auf: An vielen hochwertigen Bearbeitungszentren sitzen Fräswerkzeuge fast ausschließlich in Schrumpfaufnahmen. Die fortschreitende Verbreitung von Schrumpffuttern hat vielfältige Gründe: Eine besondere Stärke dieser Spanntechnik ist zum Beispiel die konturbedingt hohe Rundlaufgenauigkeit, die sich im Bereich von 3 µm bewegt – bei einem Schrumpffutter mit einem Werkzeug, dessen Länge etwa den dreifachen Werkzeugdurchmesser beträgt. Sie resultiert aus dem rotationssymmetrischen Spannkörper, der ohne zusätzliche Elemente wie Nuten und Spannschrauben auskommt. Die Spannkraft wird ausschließlich über die anliegende Fläche übertragen, die sich nach dem Schrumpfvorgang rund um den Werkzeugschaft zusammenzieht.

Universell einsetzbar mit hoher Haltekraft

Durch die Schrumpftechnik werden Haltemomente erzeugt, welche die herkömmlicher Spannverfahren deutlich überragen. Bei einem Werkzeugdurchmesser von 20 mm garantiert Haimer zum Beispiel ein Haltemoment von 450 bis 800 Nm.

Dank ihrer einfachen Bauweise können Schrumpffutter nahezu mit beliebigen Geometrien angefertigt werden: Vom extra schlanken Futter für die Bearbeitung tiefer Kavitäten im Formenbau bis hin zum dickwandigen Futter mit extremer Steifigkeit und Haltekraft für die Schwerzerspanung. Ob Hochgeschwindigkeits- (HSC) oder Hochleistungszerspanung (HPC) – Schrumpffutter decken das gesamte Spektrum ab.

Die hohe Spanngenauigkeit erlaubt zudem die Verwendung von Schrumpfverlängerungen. Der Anwender kann sich aus einem Baukasten das ideale Futter für seinen Zweck zusammenbauen. Mit Teleskopverlängerungen kann immer die optimale Länge eingestellt werden.

Die Vorzüge von Schrumpffuttern sind vielfältig: Nichts schlägt zum Beispiel die Werkzeugwechselzeiten eines Schrumpffutters – vorausgesetzt, der Vorgang wird mit einem modernen, induktiven Schrumpfgerät durchgeführt. Dann lassen sich Werkzeugwechsel innerhalb von 30 Sekunden durchführen: Futter erwärmen – altes Werkzeug herausnehmen – neues Werkzeug einsetzen – abkühlen – fertig. Das funktioniert mit gleich bleibender Präzision, auch wenn der Werker in der 3. Schicht kein „Händchen“ für die Werkzeugmontage hat.

Mit dem Erfolg der Schrumpffutter ist die Zahl der Anbieter gewachsen. Wer in qualitativ hochwertige Werkzeughalter investieren will, sollte darauf achten, dass der Anbieter seine Produkte selbst fertigt und sich auf die Produktion von Werkzeugaufnahmen spezialisiert hat. Solche Unternehmen haben das Know-how, um für die verschiedenen Anwendungsfälle genau abgestimmte Werkzeugaufnahmen anbieten zu können.

Mittels Schrumpftechnik können Werkzeugmaschinen bis an ihre Leistungsgrenzen ausgelastet werden. Dafür muss sich der Anwender aber auf die gleich bleibende hohe Qualität der Zubehörteile verlassen können. Ein Prozess, der einmal mit großem Aufwand optimiert wurde, muss auch nach längerer Zeit noch zuverlässig laufen, auch mit Ersatz- oder Schwesterwerkzeugen.

In diesem Zusammenhang verweisen die Spezialisten der Haimer GmbH auf konstruktive Unterschiede, die ihren Schrumpffuttern einen Leistungsvorsprung verschafften: Wichtig ist danach zum Beispiel eine enge Passbohrung, die das Werkzeug in einem möglichst langen Bereich umfasst. Dabei spielt die Einführfase beim Fräsereingang eine wesentliche Rolle. Hier entscheidet sich, wie groß die Auskraglänge und damit die Steifigkeit des Werkzeuges ist.

Bei Schrumpffuttern, die der Einführfase nur fünf bis zehn Millimeter Länge einräumen, kommt es an dieser Stelle zu keiner Spannung, und es entsteht keine Haltekraft. Die Auskraglänge des Werkzeuges wird unnötig erhöht. Ähnlich verhält es sich am hinteren Ende der Passung, wo das Futter oft großzügig frei gedreht wird. Auch hier kann keine Spannung zustande kommen, die das Werkzeug hält. In Folge ist der Passungsbereich relativ kurz. Dazu kommt noch der Durchmesser der Passbohrung. Diesen hält Haimer ein klein wenig enger als andere Hersteller, was wiederum die Haltekräfte verstärkt.

Vibrationshemmend ausgelegt

Mit den Power Shrink Chucks hat Haimer konstruktiv besonders vibrationshemmend ausgelegte Schrumpffutter entwickelt. Durch ihre hohe Steifigkeit helfen sie, bei Schruppvorgängen auftretende Vibrationen zu minimieren oder gar nicht erst entstehen zu lassen. Das Safelock-System ergänzt die Vorteile der Schrumpftechnik durch formschlüssige Mitnehmer.

Enge Bohrungen und lange Passungen erfordern auch eine optimierte Schrumpftechnik. Einfache Geräte sind oft nur in der Lage, die Mitte der Spannbohrung zu erwärmen. Der breite Anwendungsbereich der Schrumpffutter lässt sich damit nicht erschließen. Power Clamp New Generation ist ein induktives Schrumpfgerät mit neuentwickelter Spule, die sich in Länge und Durchmesser dem Futter anpasst. Es wird nur der Spannbereich des Futters erwärmt, was unter anderem die Abkühlzeit deutlich verkürzt. Auswechselbare Anschlagscheiben sind somit überflüssig. Mit dem Gerät lassen sich sowohl Hartmetall- als auch HSS-Werkzeuge im Durchmesser von 3 bis 32 mm schrumpfen. Die Leistung der Spule beträgt bis zu 13 kW. Die Software erkennt automatisch die Futtergröße und stellt die richtigen Schrumpfparameter ein.

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