Eine Publikation der Binkert Medien AG
Ausgabe 04/2016, 15.04.2016

AM verschiebt Grenzen in der Hydrodehntechnologie

Bei Mapal ermöglicht der Einsatz der additiven Fertigung in der Hydrodehntechnologie höhere Prozesssicherheit und ein deutlich breiteres Anwendungsspektrum. Die bei Hydrodehnspannfuttern vorhandene Lötverbindung fällt als limitierender Faktor für Temperaturbeständigkeit und Drehmomentübertragung weg.

(msc) Die beiden Hauptkomponenten eines Hydrodehnspannfutters, Grundkörper und Dehnbuchse, werden in der konventionellen Fertigung miteinander verlötet. Die Festigkeit der Lötstelle ist deutlich niedriger als die des Grundkörpers und der Dehnbuchse und bildet somit eine mögliche Schwachstelle.

Sie ist dafür verantwortlich, dass Hydrodehnspannfutter meist nur bis zu einer Betriebstemperatur von 50 °C eingesetzt werden können. Und das in Zeiten, wo in der spanenden Fertigung Einsparpotenziale durch Hochgeschwindigkeitsbearbeitung und Volumenzerspanung bis hin zur Trockenbearbeitung erschlossen werden. Diese Technologien können zu Betriebstemperaturen führen, die Grenzwerte von Hydrodehnspannfuttern klar übersteigen.

Der Grund: Bei höheren Temperaturen steigt der Druck im Futter, da das Öl im Inneren des Hydrodehnspannfutters den über 50-fachen Ausdehnungskoeffizienten im Vergleich zum Stahl des Grundkörpers hat. Dadurch kann die Lötverbindung zerstört werden, das Futter «platzt».

Einen grossen Fortschritt erreicht Mapal seit 2013 bei der Lösung dieses Problems durch den Einsatz der additiven Fertigung in Form des Selective Laser Melting (SLM). Dank SLM kann auf die Lötverbindung verzichtet werden.

Beim ersten in Serie additiv gefertigten Spannfutter, dem HTC mit schlanker Kontur und einer Verjüngung von drei Grad, wird auf den konventionell gefertigten Grundkörper per SLM schichtweise der Funktionsbereich aufgebracht. Das Alleinstellungsmerkmal des neuen Spannfutters ist, dass die Vorteile der Hydrodehntechnologie, wie einfaches Handling, mit allen Vorteilen der Weiterentwicklungen des HTCs, also Temperaturbeständigkeit und hoher Drehmomentübertragung, nun auch im störkonturkritischen Bereich eingesetzt werden können. Erst SLM machte es möglich, den Spannbereich sehr nah an der Futterspitze zu platzieren.

Eine weitere Möglichkeit, welche die additive Fertigung bietet, ist das «Eindrucken» eines Hydrodehnspannfutters direkt in Sonderkombinationswerkzeuge. So können die positiven Eigenschaften der Hydrodehntechnologie auch innerhalb eines Kombinationswerkzeugs als Schnittstelle genutzt werden.

Die additive Fertigung kommt bei Mapal gezielt dort zum Einsatz, wo fertigungsbedingte Einschränkungen Innovationen bisher gehemmt haben. Die etwas höheren Kosten bei der additiven Fertigung, im Vergleich zur konventionellen Fertigung, relativieren sich in Zukunft. Schon heute überwiegen die Vorteile, die die additive Fertigung bietet, klar die Restriktionen.

Mapal Dr. Kress KG 4588 Brittern, Tel. 032 661 01 80 andreas.mollet@ch.mapal.com

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Aufbau des von Mapal teilweise additiv gefertigten HTC mit schlanker Kontur, dessen Spannbereich so zur Futterspitze hin verschoben werden konnte. (Bild: Mapal)