Mapal: Effizient und sicher spannen Hydrodehnspannfutter sind nachhaltiger

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Um Werkzeuge sicher bei gutem Rundlauf zu spannen, bevorzugen Anwender Schrumpf- und Hydrodehnspannfutter. Beim Wählen des Spannsystems sind neben technischen inzwischen auch wirtschaftliche Kriterien speziell hinsichtlich des Energiebedarfs zu bedenken.

Als Hersteller von Schrumpf- und Hydrodehnspannfuttern stellt Mapal die beiden Verfahren unter dem Nachhaltigkeitsgedanken gegenüber. Im Ansatz stützt sich der Vergleich auf die Bereiche Technik, Wirtschaft und Soziales als klassische Säulen der Nachhaltigkeit. Im Detail gibt es dabei immer wieder Überschneidungen, zumal technischer Fortschritt oft Hand in Hand geht mit höherer Wirtschaftlichkeit.

Nachhaltigkeit an erster Stelle

Die Nachhaltigkeit kann als Entscheidungskriterium dienen, weil die unterschiedlichen Spannmittel bei vielen Zerspanungsaufgaben ohne Weiteres austauschbar sind. Anwendungsfälle, für die sich nur Schrumpffutter mit ihren von Haus aus kleineren Störkonturen eignen, werden seltener. Die neueste Generation der Hydrodehnspanntechnik Uniq von Mapal ermöglicht bereits einen Austausch der Technologien bei exakt gleicher, von der DIN vorgegebener Störkontur.

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Wesentlich längere Lebensdauer

Ein grosser Pluspunkt für das Hydrodehnspannfutter in Sachen Nachhaltigkeit aus technischer Sicht ist dessen wesentlich längere Lebensdauer. In Vergleichen kamen die Spezialisten des Herstellers zu dem Ergebnis, dass es mindestens zehnmal länger hält als ein Schrumpffutter. Hinzu kommt, dass es sich für die Wiederaufbereitung eignet. Werden beim Service die Einbauteile ersetzt und das Hydrauliköl neu aufgefüllt, läuft das Spannfutter wie neu und ist bereit für eine zweite Lebenszeit. Während ein Schrumpffutter etwa 500 Zyklen spannt, bringt es ein aktuelles Hydrodehnspannfutter Uniq auf 10 000 bis 15 000 Zyklen. Die etwa doppelt so hohe Investition für ein hydraulisches Spannfutter lohnt also. Dies gilt im Vergleich zu dem Aufwand beim Schrumpfen, den das erforderliche Schrumpfgerät verursacht. Bei einem Schrumpffutter erfolgt die Spannung des Werkzeugs durch Erhitzen und Abkühlen der Aufnahme. Dabei verändert sich jedes Mal die Struktur des Werkstoffs, was Ermüdung zur Folge hat. Mit jedem Schrumpfprozess wird die Qualität der Spannung schlechter, Rundlauf und radiale Steifigkeit lassen von der ersten Benutzung an immer weiter nach. Im Gegensatz dazu reduziert die Spannung mit Öl Mikroschwingungen in der Bearbeitung. Werkzeugstandzeit und Oberflächenqualität werden somit verbessert. Hydrodehnspannfutter erzeugen über ihre gesamte Lebensdauer prozesssicher eine bessere Oberflächengüte.

Schrumpfgeräte «fressen» Energie

Ein starkes Argument für einen Wechsel zum hydraulischen Spannen ist der hohe Energieaufwand beim Schrumpfen. Ein Schrumpfgerät, das in der Fertigung täglich im Dreischichtbetrieb im Einsatz ist, verbraucht jährlich 10 000 bis 12 000 Kilowattstunden Strom. Das entspricht in etwa dem Strombedarf fünf sparsamer Zweipersonen-Haushalte. Mit dem Energiebedarf gehen nicht nur hohe Kosten, sondern auch eine grosse Menge an erzeugtem CO₂ einher. Beim aktuellen deutschen Energiemix entsteht laut Statista pro Kilowattstunde 366 Gramm CO₂. Damit belastet ein Schrumpfgerät die Atmosphäre mit 3,6 t CO₂ pro Jahr. Das zeigt inzwischen Auswirkungen auf die ganze Supply Chain, in der Nachhaltigkeit in der Produktion zunehmend an Bedeutung gewinnt. Viele Tier-1- und Tier-2-Kunden wollen nur noch von Anbietern beliefert werden, die eine Verkleinerung ihres CO₂-Fussabdrucks nachweisen können. Beim Berechnen der Wirtschaftlichkeit spielt neben der Lebensdauer der Spannfutter und dem Energiebedarf der Geräte auch der Faktor Zeit eine Rolle. Der Wechsel eines Hydrodehnspannfutters dauert maximal 2 Minuten. Für ein Schrumpffutter werden je nach Abmessungen 6 bis 8 Minuten benötigt. Bei vielen Werkzeugwechseln in der Fertigung summiert sich das über die Arbeitskosten auf beträchtliche Summen. Im Einstellraum spart man sich zudem den Platz für das Schrumpfgerät.

Einfacher und sicherer

Die sozialen Aspekte der Nachhaltigkeit beleuchten das Thema vor allem aus der Sicht des Benutzers. Für ihn ist der Umgang mit einem Produkt, das die Performance auch optisch erkennen lässt, sicherlich angenehmer als der mit einer angerosteten Hülse. Dass ein durch Materialermüdung verschlissenes Schrumpffutter die Ursache für zunehmenden Werkzeugverschleiss oder schlechter werdende Oberflächenqualität sein kann, wird in der Praxis durchaus nicht immer sofort erkannt. Was Handling und Sicherheit betrifft, spricht noch wesentlich mehr für den Übergang zur Hydrodehnspanntechnik. Ein Schrumpfgerät ist nicht nur umständlich in der Bedienung, sondern stellt auch eine potenzielle Gefahrenquelle dar. Fast jeder Bediener hat sich im hektischen Arbeitsalltag schon mal die Finger an einem heissen Spannfutter verbrannt. Beim hydraulischen Spannmittel besteht keine Verbrennungsgefahr. Überhaupt ist es sehr einfach und unproblematisch in der Handhabung, das Werkzeug muss nur eingesteckt und festgeschraubt werden. Dem Mitarbeiter kommt auch zugute, dass die Prozesse stabiler laufen und weniger Nacharbeit anfällt. Bei Neuanschaffungen sind Hydrodehn­spannfutter aus der Sicht der Nachhaltigkeit erste Wahl. - kmu - SMM

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