Witte - Spannen mit Eis

November 2005 | Spannen mit Eis stellt oftmals die einzige Möglichkeit dar, um filigrane Werkstücke zu halten
Die Firma TKR Spezialwerkzeuge im Bergischen Land hat sich auf die Entwicklung, Dokumentation und Fertigung von feinmechanischen Sonderwerkzeugen, z. B. für die Kabelkonfektionstechnik, spezialisiert. Mit langjährigem Know-how und modernen Maschinen fertigt TKR, Gevelsberg, ein umfangreiches und anspruchsvolles Teilespektrum. Auch im Bereich der Prototypen-Entwicklung, Erstellung von Kleinserien und feinmechanischen Sonderteilen hat das 14-Personen-starke Unternehmen eine sichere Marktposition eingenommen.

Dass dabei auch sehr komplizierte Anwendungen mit aufwendigen Geometrien und geringen Wandstärken auf dem Programm stehen, ist längst nichts Besonderes mehr. „Die Bearbeitung ist nicht das Problem. Fräsen kann jeder aber das Spannen ist das Geheimnis“, erklärt Firmengründer und Geschäftsführer Torsten Kreischer, der auf seinen Fräsmaschinen kleinste Werkstücke mit einer Wanddicke von z.B. 0,6mm bearbeitet. Handelt es sich dabei um flache Teile, bedient man sich u.a. der Vakuumspanntechnik. Gilt es aber höhere Teile zu spannen, ist diese Methode nicht ausreichend und auch herkömmliche Spannmittel, wie z.B. Spannzangen, erwiesen sich für die filigranen Werkstücke als ungeeignet. Somit konnten die zum Teil winzigen 3D-Teile lange Zeit nur auf komplizierten, zeitaufwendigen Umwegen, wie z.B. durch Ausgießen, für die Fräsbearbeitung fixiert werden.

Dass diese Probleme inzwischen der Vergangenheit angehören, ist auf den Einsatz einer besonderen Spannmethode zurückzuführen. Durch Anfrieren können Werkstücke exakt und spannungsfrei für den Bearbeitungsvorgang gehalten werden. „Gefrierspannen ist die ideale Technik, um kleine, dünnwandige, filigrane Teile zu halten“, so Kreischer´, „denn die Werkstücke werden sicher gehalten und weder beim Spannen noch beim Lösen kommt es zu Beschädigungen.“

Das von Witte, Bleckede, angebotene System besteht aus einem Kühlaggregat und einer speziellen Spannplatte. Ein geschlossenes Kühlsystem innerhalb dieser beiden Komponenten steuert elektronisch die frei wählbare Temperatur mit einer Toleranz von +/- 2 C°. Für den Spannvorgang wird das Werkstück auf die bereits vorgekühlte Spannplatte gelegt; Werkstück und Spannfläche werden mit einem dünnen Wasserfilm benetzt. Innerhalb kürzester Zeit ist das Werkstück angefroren und liegt absolut fest im Eis.
Dabei hat sich eine Temperatur von -10 C° als ideal erwiesen. Da das Werkstück auch an den Seiten angefroren ist, entstehen während des Bearbeitungsvorganges keine Vibrationen so dass sehr hohe Genauigkeiten erzielt werden können. Nach Einstellung der Idealtemperatur können Fertigungsgenauigkeiten von ca. +/- 3 µm erreicht werden. Es entstehen Werkstücke mit absolut glatten, sauberen Oberflächen ohne Rattermarken.

Da bereits kleinste Schwingungen ein filigranes Werkstück völlig unbrauchbar machen können, eröffnet die Gefrierspanntechnik neue Möglichkeiten. Während früher bei TKR die kleinen Problemteile mit viel Geduld und Zeit vorbereitet werden mussten, wird heute lediglich die Spannplatte auf der Fräsmaschine fixiert, zur Erreichung der Planparallelität einmal übergefräst und schon kann der Spannvorgang beginnen.

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