Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG

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Ausgabe 06/2017, 16.06.2017

Das richtige Spannmittel – für den perfekten Klang

Die Hamburger Elbphilharmonie gehört seit ihrer Fertigstellung zu den Top-Ten-Konzertsälen weltweit. Ein Grund dafür ist die Akustik, die wiederum von der sogenannten «weissen Haut» geprägt ist. Diese spezielle Gipsfaserbetonverkleidung konnte nur mithilfe von speziellen Fräsern und der Spanntechnik von Schunk bearbeitet werden.

Die Akustik im «Grossen Saal» der Hamburger Elbphilharmonie gilt als aussergewöhnlich. Durch das perfekte Zusammenspiel von Raumgeometrie, Materialien und Oberflächenstruktur werden selbst feinste Klänge präzise in jeden Winkel des Konzertsaals gestreut. Ausschlaggebend für das besondere Klangerlebnis ist die vom Weltklasseakustiker Yasuhisa Toyota geschaffene weisse Haut, eine Innenverkleidung aus Gipsfaserbeton, die von der Hasenkopf Industrie Manufaktur in insgesamt 1,5 Mio. Laufmetern Fräsweg gefertigt wurde.

Das Unternehmen Hasenkopf mit Sitz im bayerischen Mehring ist ein renommierter Zulieferer für hochklassige Produkte aus Premiumwerkstoffen. Über einen Zeitraum von sieben Jahren hat der 220 Mitarbeiter grosse Betrieb für die Peuckert GmbH aus Mehring insgesamt 10 287 Mineralstoffplatten als individuelle Unikate für die 6000 m² grosse Wand- und Deckenverkleidung der Elbphilharmonie verarbeitet.

Keine Platte ist identisch, keine Wabenstruktur wiederholt sich. Der Premiumwerkstoff «Gifatec» von Knauf Integral erfüllt die Anforderung des neuen Konzerthauses perfekt: Der Gipsfaserbeton hat eine hohe Dichte und ist nicht brennbar. In Verbindung mit der muschelförmigen Struktur entsteht so ein einzigartiger Klang.

«Aufgrund der Fasern, der hohen Dichte und des mineralischen Anteils ist der Werkstoff extrem schwer zu zerspanen. Ein Hartmetallwerkzeug wäre nach fünf Meter Fräsweg stumpf», erläutert Martin Hübenthal, Geschäftsführer der Fiwec GmbH aus Buchen im Odenwald. In enger Zusammenarbeit mit Hasenkopf und in zahlreichen Testreihen entwickelte der Präzisionswerkzeughersteller die für die anspruchsvolle 5-Achsbearbeitung optimalen diamantbestückten Werkzeuge.

Da die Gipsfaserbetonplatten zum Teil extrem dick sind und die Fräser in der 5-achsigen Bearbeitung bis zu 90 mm tief eintauchen mussten, waren lang auskragende Werkzeuge erforderlich, die auch für die Spanntechnik eine Herausforderung darstellten. «Hasenkopf arbeitet mit bis zu 18 000 min-1. Wenn hier bei den langen Werkzeugen eine Unwucht auftritt oder der Fräser minimal abweicht, entstehen unheimliche Schwingungen», berichtet Hübenthal. «Bei einem steifen System würden in einem solchen Fall die Werkzeuge brechen oder die Spindel abschalten. Für diese Art der Bearbeitung sind daher die stark schwingungsdämpfenden Sino-R-Dehnspannfutter von Schunk ideal», betont der Werkzeugspezialist.

Die vom Spanntechnik- und Greiferspezialisten patentierte Dehntechnik, die in Sino-R zum Einsatz kommt, kombiniert eine hohe Radialsteifigkeit mit einer hohen Drehmomentübertragung und einer stark ausgeprägten Schwingungsdämpfung. Um die hohe Stabilität und Steifigkeit zu erzielen, ist der Grundkörper in Monoblockbauweise aus hochvergütetem, plasma­nitriertem Stahl (55 HRC) gefertigt.

Kombiniert wird dieser mit einem elastischen Hochleistungspolymer sowie einer Dehnbüchse aus Messing. Beide zusammen dienen als elastische Druckmedien und gewährleisten eine zentrische Spannung des Werkzeugs. Das Zusammenspiel der verschiedenen Werkstoffe mit ihren unterschiedlichen Elastizitäten und ungleichen geometrischen Abmessungen bewirkt laut Schunk eine am Markt einzigartige Kombination aus Drehmomentübertragung und radialer Steifigkeit. Zugleich verspricht das Hochleistungselastomer die bei der Bearbeitung entstehenden Schwingungen fast vollständig zu absorbieren, wodurch ein gleichmässiger Eingriff der Werkzeugschneide gewährleistet wird. Darüber hinaus verhindern Spannhülse, Elastomer und Dehnbüchse, dass Schmutz in die Werkzeugaufnahme eindringt.

Im Rahmen der Versuchsreihen hatte sich gezeigt, dass mit einem Spanndurchmesser von 32 mm optimale Ergebnisse zu erzielen waren. Rund 100 bis 150 m Fräsweg und sechs Schärfzyklen waren pro Werkzeug realisierbar. Zwei Spezialisten von Fiwec unterstützten Hasenkopf permanent bei der Entwicklung der optimalen Frässtrategie sowie bei der praktischen Umsetzung des Projekts. Die wiederum war ein logistischer Kraftakt: Insgesamt wurden über 1000 Diamantfräser verbraucht. (pi)

Fiwec GmbH Präzisionswerkzeuge
DE-74722 Buchen, Tel. +49 6281 52 81 20
info@fiwec.de
Hasenkopf Holz+Kunststoff GmbH & Co. KG
DE-84561 Mehring, Tel. +49 8677 98 47-0
info@hasenkopf.de
Schunk Intec AG
8307 Illnau-Effretikon, Tel. 052 354 31 31
info@ch.schunk.com
EPHJ/EPMT/SMT Stand C127



(Bild: hasenkopf.de)


Bei der anspruchsvollen Zerspanung des Gips­faserbetons zahlten sich die guten Spanneigenschaften des Dehnspannfutters Sino-R aus. (Bild: Christian Höhn)