Wittes Spannsystem, in das man hineinfräsen kann

Die COHN Spiralfedern + Gerätebau GmbH in Göttingen setzt auf eine Vakuum-Spannlösung von Witte, bei der sich bis zu 70 Prozent des aufgespannten Materials herausfräsen lassen, ohne dass das Vakuum einbrechen oder herausgefräste Teile sich ungewollt lösen würden. Damit hat sich der mittelständische Betrieb eine Alleinstellung auch über den regionalen Markt hinaus erarbeitet.

Die Auftraggeber des Göttinger Lohnunternehmens kommen vorrangig aus den Bereichen Durchflussmesstechnik, Laserindustrie, Dentallabore, Wägetechnik, Optikindustrie, Garnierungsmaschinenbau und Medizintechnik. Eine durchaus anspruchsvolle Klientel also, die es mit hochqualitativen Fräs- und Dreharbeiten zu bedienen gilt. Grundlagen dafür sind zum einen die Erfahrung aus einer mittlerweile über 70-jährigen Firmenhistorie. Und zum anderen die erfolgreiche Lösung eines typischen Problems beim Werkstückspannen unter Einsatz von Vakuumspannplatten.

„Diese sind zwar äußerst vielfältig einsetzbar. Wenn es aber beispielsweise um das Fräsen von Durchbrüchen und Konturen oder das Bearbeiten feiner, dünner Materialien geht, stoßen sie an ihre Grenzen“, weiß Dirk Overkamp, geschäftsführender Gesellschafter der COHN Spiralfeder + Gerätebau GmbH. Eine bekannte Herausforderung in seinem Betrieb, der schwerpunktmäßig präzisionsgefräste, spannungsarme und folierte Aluminiumgussplatten dreiachsig bearbeitet. Dabei kommen Modulplatten mit Dimensionen bis zu 3.200 x 1.250 mm auf die Maschinen. Cohn setzt insgesamt 11 CNC-Fräsen ein, die fünfachsig Teile bis zu einer Größe von 2.000 x 400 x300 mm bearbeiten können. Hinzu kommen 7 CNC-Drehmaschinen für Bearbeitungsdurchmesser von zwei bis 320 mm.

Leistungs-Lücken beim Vakuumspannen

Bestätigt wird das Problem von Christoph van Nahl, Vakuum-Produktspezialist des deutschen Spannsystem-Anbieters Witte Barskamp GmbH & Co KG: „Gerade das Bearbeiten von Durchbrüchen erfordert besondere Aufmerksamkeit. Bei herkömmlichen Vakuum-Spannmethoden ist das Durchfräsen von Werkstücken oft nur schwer möglich. Abgetrennte Werkstückteile könnten sich lösen und dabei im schlimmsten Fall sogar Unfälle verursachen. Deshalb werden die herauszulösenden Bereiche meist nur angefräst. Das hat umständliche Nacharbeiten zur Folge, da das Restmaterial dann von Hand getrennt und entgratet werden muss.“ Für COHN ein Aufwand, der sich wirtschaftlich nicht rechnete und auch mit dem eigenen Qualitätsanspruch nicht in Deckung zu bringen war.

Es musste also eine überzeugende Lösung her – die seinerzeit zudem dringend gefunden werden musste. Denn einer der wichtigsten Kunden des Unternehmens, einer der Marktführer in der Laser- und laserbasierten Technologie, stellte im Rahmen seiner Weiterentwicklungen neu definierte, noch höhere Präzisionsanforderungen an die COHN-Zulieferteile.

Steigende Anforderungen machten Druck

„Es galt, noch diffizilere Ausfräsungen vorzunehmen, noch sensibler zu agieren und die verschieden großen Bauteile kratzerfrei und ohne jede Druckstelle zu bearbeiten. Das alles bei äußerst komplizierten Konturen, Durchbrüchen und Bohrungen“, erklärt Dirk Overkamp. „Herausforderung, die wir mit den uns damals zur Verfügung stehenden Spannverfahren kaum hätten bewältigen können.“

Die (Er)lösung fand sich schließlich im Spannmittel-Sortiment von Witte. Und zwar in einem auf den ersten Blick eher unscheinbaren, in seinen Möglichkeiten aber umso auffälligeren Material: VAC-MAT.

„Bei VAC-MAT handelt es sich um eine Vakuumplatte, die mit elastischen Kunststoffmatten belegt wird, „erklärt Witte-Produktspezialist Christoph van Nahl. „Die dünnen, flexiblen Matten sind mit von Dichtlippen umgebenen Vakuumsauglöchern versehen. Durch diese wird die Luft zwischen Werkstück und Auflagefläche abgeleitet. Auf der Unterseite der Matten befinden sich Kunststoffzäpfchen zur Positionierung auf der Vakuumplatte.“

In das Material kann hineingebohrt und gefräst werden, ohne dass dies die Spannleistung beeinträchtig. Dadurch ermöglicht VAC-MAT das Fräsen von Durchbrüchen, Schlitzen und Ähnlichem. Auch das Bearbeiten von Konturen und Fasen – sonst nur mit Sonderfuttern möglich – gelingt mit dieser Methode.

60 Prozent sind genug

Ähnlich wie Rasterplatten eignen sich auch die Matten für unterschiedliche Bearbeitungsaufgaben und Materialien. Erleichtert wird das Arbeiten mit dem VAC-MAT-System zudem dadurch, dass nur 60 Prozent der Vakuumplatte mit einem Bauteil belegt werden müssen. Es ist nicht erforderlich, die ungenutzte Spannfläche abzudecken beziehungsweise abzugrenzen.

Für großformatige Spannplatten werden die VAC-MAT-Modulplatten mit einfachen Adaptern zusammengesteckt und so untereinander mit Vakuum versorgt.

„Diese Flexibilität ist geradezu genial“, zeigt sich Steffen Wittmeier, Industriemeister bei COHN und Praktiker an der Maschine, begeistert. „Sie erlaubt uns ein blitzschnelles und völlig unkompliziertes Umbauen der Spannvorrichtung beim Werkstückwechsel. Hinzu kommen die enormen Vorteile des randlosen Spannens, was uns eine problemlose Bearbeitung von fünf Seiten ermöglicht.“

Das präzise Arbeiten mit VAC-MAT wird durch die Genauigkeit der Matten unterstützt, deren Dickentoleranz bei 0,04 mm liegt. Aussparungen an den Außenbereichen der Matten ermöglichen das Verwenden von Anschlägen, sodass sich das Werkstück leichter ausrichten lässt.

Temperaturbeständig und wiederverwendbar

Und noch weitere Vorteile sieht Industriemeister Steffen Wittmeier: „Die Kunststoffmatten eignen sich auch für Nassarbeiten mit gängigen Kühlemulsionen und sind bis zu einer Temperatur von 40 Grad Celsius uneingeschränkt einsetzbar. Und sie sind wiederverwendbar – nur die durch den Bearbeitungsprozess beschädigten Matten müssen ausgetauscht werden.“

Wie breit man mittlerweile bei COHN auf den Einsatz der Witte-Spannmatten setzt, zeigt die Zahl von bis heute über 30.000 georderten Exemplaren. „In unserem Bestellsystem wird es auch in Zukunft für VAC-MAT grünes Licht geben“, sichert Dirk Overkamp zu. „Weil ich mir eine bessere Lösung schlicht nicht vorstellen kann.“

Von wegen grün: COHN verwendet ausschließlich grüne VAC-MAT. Warum, war selbst bei Witte lange ein ungeklärtes „Geheimnis“. Die alles andere als geheimnisvolle Antwort gibt lächelnd Steffen Wittmeier: „Das Grün ist einfach im Kontrast zu den Spänen unseres Materials die fürs Auge angenehmste Farbkombination. That’s it!“

Für Anwender, die andere Farbspiele bevorzugen, gibt es die Matten auch in Blau, Rot, Grau und Schwarz. Wobei sich die Varietäten dann auch in ihrer Auslegung unterscheiden, zum Beispiel beim nutzbaren Temperaturbereich oder der Materialhärte.