Die Werkzeug-Schrumpftechnik bewährt sich seit vielen Jahren im Formenbau sowie zunehmend in der Präzisionszerspanung für die Automotive-, Luft- und Raumfahrt- und Maschinenbau-Branche. Insbesondere im High-end-Bereich der Metallzerspanung wissen die Anwender heutzutage die hervorragende radiale Rundlaufgenauigkeit sowie den einfachen, schnellen Werkzeugwechsel zu schätzen. Zudem überzeugen Schrumpffutter durch ihre vielfältige Kontur- und Geometrieauswahl. In der Bearbeitung tragen sie zu einer hohen Präzision und Oberflächenqualität der Werkstücke bei und sind in der Regel ökonomischer als herkömmliche Werkzeugaufnahmen.

Doch dies war bis vor einigen Jahren anders: Werkzeugmaschine, Spindel und Schneidwerkzeug wurden als die entscheidenden Faktoren beim Fräsen angesehen, die Werkzeugaufnahme blieb weitgehend unbeachtet. Ein Fehler, denn wenn die Rundlaufgenauigkeit einer Werkzeugaufnahme nicht stimmt, wirkt sich das unmittelbar auf das Bearbeitungsergebnis aus: Genauigkeit und Oberflächenqualität leiden. Werkzeug und Spindel verschleißen deutlich schneller, und letzten Endes sinkt die Prozesssicherheit. So entstehen beträchtliche Nachteile, die auf Kostenseite unangenehm zu Buche schlagen.

Dabei sind die Aufwendungen für Werkzeugaufnahmen – selbst für qualitativ hochwertige – gering: In der Regel werden die Spannfutter zusammen mit der Erstausstattung der Werkzeugmaschine gekauft und bleiben sehr lange in der Maschine. Studien haben gezeigt, dass die Ausgaben für Werkzeugaufnahmen weniger als 1% der Gesamtbearbeitungskosten betragen. Warum an dieser Stelle sparen, wo doch Nachteile in Qualität, Produktivität und Verschleiß drohen?

Angesichts des minimalen Kostenanteils eines Schrumpffutters an den Fertigungskosten und der daraus resultierenden Vorteile lohnt es sich in hohe Qualität zu investieren, wie sie sich in allen Haimer-Schrumpffuttern bemerkbar macht – vom Standard Schrumpffutter über das Power Shrink Chuck für High Speed Anwendungen zum Heavy Duty Chuck für die Bearbeitung hochwarmfester Werkstoffe.

Innovative Unternehmen haben sich diese Frage gestellt und suchen seit einigen Jahren die beste Technik zur Aufnahme ihrer Werkzeuge. Auch der Markt hat reagiert und bietet verschiedene Systeme an, die den permanent steigenden Anforderungen des Fräsprozesses bezüglich Präzision, Oberflächengüte, Zeitspanvolumen und Prozesssicherheit gerecht werden sollen.

Besonders große Erfolge verbucht die Schrumpftechnik, die inzwischen die meisten großen Werkzeughersteller im Programm haben. Wer einen Blick in Produktionshallen in Deutschland, Europa oder Nordamerika wirft, kann das bestätigen. In den meisten hochwertigen Bearbeitungszentren sieht man Fräswerkzeuge, die in Schrumpffuttern gespannt sind. Doch auch bei diesen, auf den ersten Blick sehr einheitlich erscheinenden Werkzeugaufnahmen gibt es erhebliche Unterschiede.

Haimer Power Clamp NG ist die Schrumpfmaschine für hohe Ansprüche. Wie mit allen Power Clamp Geräten können HSS und HM Werkzeuge in Rekordzeit ohne Einschränkungen von Durchmesser 3 bis 32 mm geschrumpft werden.

Haimer hat über Jahre hinweg die Bandbreite seiner Schrumpffutter derart erweitert, dass dem Einsatz kaum Grenzen gesetzt sind. Schon die Schrumpffutter in Standardausführung sind feingewuchtet (auf G2.5 bei 25.000 U/min bzw. <1gmm Restunwucht) und aus hochwarmfestem Spezialstahl gefertigt. Alle funktionalen Oberflächen sind extrem präzise verarbeitet, und die Kegeltoleranzen sind weit präziser gefertigt als von den einschlägigen Normen gefordert.

Als Weiterentwicklung der Standard Schrumpffutter wurden die Haimer Power Shrink Chucks speziell für Hochgeschwindigkeits- oder Hochpräzisionsfräsanwendungen entwickelt. Das patentierte Design kombiniert eine geringe Neigung zu Vibrationen mit einer hohen Steifigkeit und schlankem Design an der Spitze. Diese besondere Konstruktion ermöglicht es dem Bearbeiter, die Schnitttiefe und die Vorschübe zu erhöhen und so ein höheres Zeitspanvolumen zu erreichen. Optional lässt sich jedes Power Shrink Chuck mit der patentierten Auszugsicherung Safe-Lock ausstatten.

Die Heavy Duty Shrink Chucks zeichnen sich durch eine verstärkte Wandstärke im Spannbereich aus, einer extrem steifen Außenkontur und patentierten Dehnungsnuten in der Spannbohrung. So kommen hohe Spannkräfte zustande, die sich durchaus mit denen von Kraftspannfuttern vergleichen lassen.

Optional lässt sich jedes Power Shrink Chuck mit der Auszugsicherung Safe-Lock ausstatten.

Das Portfolio an Schrumpffuttern wird durch die Mini Shrink Chucks abgerundet. Das sind einteilige Schrumpffutter mit einem extrem schlanken Design und einer 3-Grad-Außenkontur – konstruiert für den Formenbau. Als Variante gibt es die Power Mini Shrink Chucks. Sie sind an der Spitze schlank wie ein Mini Shrink Chuck, verfügen aber über eine verstärkte Basis, um Vibrationen abzudämpfen und eine bessere Drehmomentübertragung zu erzeugen. Da für die Hochpräzisionsbearbeitung die richtige Verbindung zwischen Werkzeugaufnahme und Spindel ebenfalls von großer Bedeutung ist, bietet das Unternehmen alle Schrumpffutter mit Spindelschnittstellen in Premiumqualität an: Das Unternehmen bearbeitet alle Funktionsflächen fein und garantiert für seine Steilkegel eine Kegeltoleranz besser als AT3. Es hat auch HSK-A/E/F-Kegel im Programm, die große Vorteile gegenüber den Standardsteilkegeln aufweisen, wie beispielsweise eine hohe Wiederholgenauigkeit, eine fixe axiale Positionierung durch Plananlage und eine Nachhaltigkeit im Hochgeschwindigkeitsfräsen. Außerdem bietet Haimer die erfolgreichen Spindelsysteme Capto (in Lizenz von Sandvik Coromant) und Kennametals KM4X an. Um Werkzeug und Schrumpffutter miteinander zu verbinden, wird eine passende Schrumpfmaschine benötigt. Das Unternehmen bietet ein breites Portfolio, das nach eigenen Angbaen jede Anforderung berücksichtigt:

Power Clamp Nano ist eine horizontale Schrumpfmaschine für kleine Schnittstellen wie HSK-E25 bis HSK-A63 oder SK/BT30 bis SK/BT40und für kleinere Werkzeuge bis zu einem Durchmesser von 16 mm.

Positives Feedback aus dem Hause Baker Hughes: Andreas Landmann (links), in der NC Programmierung u.a. für die Schrumpftechnik zuständig, und Eike Schaper, Teamleiter NC-Programmierung zeigen sich zufrieden.

Power Clamp Comfort NG ist die Schrumpfmaschine für hohe Ansprüche. Mit allen Power Clamp Geräten kann man alle HSS- und Hartmetall-Werkzeuge mit Schafttoleranz h6 von Durchmesser 3 mm bis zu 32 mm in kürzester Zeit ein- und ausschrumpfen. Power Clamp Comfort NG ist mit einer patentierten und revolutionären Doppelspulentechnologie und einer Kontaktkühlung ausgestattet. Die Spule passt sich der Länge und dem Durchmesser des Schrumpffutters an. Nur der Schrumpfbereich wird erhitzt, was die Kühlzeit deutlich absenkt. Austauschbare Anschlagscheiben oder der Austausch von Spulen sind nicht mehr nötig. Die Leistung der Spule geht bis 13 kW, wodurch die Heizzeit minimiert wird. Die Software erkennt automatisch die Größe des Schrumpffutters und stellt die richtigen Schrumpfparameter ein. Für die Power Clamp Comfort NG wurde jüngst ein Aufrüstsatz ins Programm genommen, der mit einer Heavy Duty Spule zuverlässiges Schrumpfen von Heavy Duty Aufnahmen bis Durchmesser 50 Millimeter gewährleistet.

Die Power Clamp Premium Baureihe ist die High-End Lösung für professionelles Schrumpfen und Kühlen. Sie bietet viel Arbeitsfläche, eine perfekte Bedienung und linear geführte Kühlkörper mit Temperaturüberwachung für maximale Sicherheit. Optional kann auch die Längenvoreinstellung auf 0,02 Millimeter genau (zum Beispiel für Schwesterwerkzeuge) bei dieser Baureihe integriert werden. ee