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27.04.2017

Sino-R-Präzisionsspannfutter von Schunk im Dauereinsatz

Schwer zerspanbare Werkstoffe stellen hohe Ansprüche an Werkzeuge und Spanntechnik

Die Hamburger Elbphilharmonie zählt zur Top Ten der Konzerthäuser weltweit. Vor allem die Akustik im „Großen Saal“ 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 Weltklasse-Akustiker Yasuhisa Toyota geschaffene weiße Haut, eine Innenverkleidung aus Gipsfaserbeton, die von der Hasenkopf Industrie Manufaktur in insgesamt 1,5 Mio. Laufmetern Fräsweg gefertigt wurde. Ganz vorne mit dabei: Diamantbesetzte Schneiden des Werkzeugspezialisten Fiwec sowie elastomergedämpfte Sino-R Präzisionsspannfutter von Schunk.

  •  (© Christian Höhn)

    Bei der Zerspanung des Gipsfaserbetons für die Elbphilharmonie haben sich die Steifigkeit, die Schwingungsdämpfung und die Schmutzresistenz von Schunk Sino-R ausgezahlt. (© Christian Höhn)

  •  (© www.hasenkopf.de)

    Die Frästiefe der Struktur lag zwischen 5 mm und 90 mm. (© www.hasenkopf.de)

  • (© www.hasenkopf.de)

    Für über 1,5 Mio. Laufmeter Fräsweg wurden mehr als 1.000 diamantbesetzte Fräswerkzeuge verbraucht. (© www.hasenkopf.de)

  • (© www.hasenkopf.de)

    Die 3D-CAD-Daten wurden bei Hasenkopf in maschinenfähige CNC-Programme umgewandelt. Die erstellten Makros umfassten insgesamt 352 Mio. Zeilen. (© www.hasenkopf.de)

  • (© www.hasenkopf.de)

    Für die 6.000 m2 große Wand- und Deckenverkleidung hat Hasenkopf insgesamt 10.287 individuelle Mineralstoffplatten gefräst. (© www.hasenkopf.de)

  • (© www.hasenkopf.de)

    Großer Saal: Das renommierte Architekturbüro Herzog & de Meuron hat in enger Zusammenarbeit mit dem japanischen Akustiker Yasuhisa Toyota an der Architektur für den perfekten Klang gefeilt. (© www.hasenkopf.de)

  •  (© Josander Schück)

    Ein neuer Stern am Konzerthimmel: Die Elbphilharmonie zählt zu den zehn besten Konzerthäusern der Welt. (© Josander Schück)

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Die Hasenkopf Industrie Manufaktur 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 6.000 m² große Wand- und Deckenverkleidung 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.

Extrem schwer zu zerspanen

„Aufgrund der Fasern, der hohen Dichte und des mineralischen Anteils ist der Werkstoff extrem schwer zu zerspanen. Ein Hartmetallwerkzeug wäre nach 5 m Fräsweg stumpf“, erläutert Martin Hübenthal, Geschäftsführer der Fiwec GmbH Präzisionswerkzeuge aus Buchen im Odenwald. In enger Zusammenarbeit mit Hasenkopf und in zahlreichen Testreihen entwickelte Fiwec die für die anspruchsvolle 5-Achs-Bearbeitung optimalen, diamantbestückten Werkzeuge. Da die Gipsfaserbetonplatten zum Teil extrem dick sind und die Frästiefe in der 3D-Bearbeitung bei bis zu 90 mm lag, waren lang auskragende Werkzeuge erforderlich, die auch für die Spanntechnik eine Herausforderung darstellte. „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.

Optimale Kombination aus Drehmomentübertragung und Schwingungsdämpfung

Die von Schunk 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 eine am Markt einzigartige Kombination aus Drehmomentübertragung und radialer Steifigkeit. Zugleich absorbiert das Hochleistungselastomer die bei der Bearbeitung entstehenden Schwingungen fast vollständig, wodurch ein besonders gleichmäßiger Eingriff der Werkzeugschneide gewährleistet wird. Darüber hinaus verhindern die Spannhülse, das Elastomer und die Dehnbüchse, dass Schmutz in die Werkzeugaufnahme eindringt.

Bis zu 150 m Fräsweg und sechs Schärfzyklen pro Werkzeug

Im Rahmen der Versuchsreihen hatte sich gezeigt, dass mit einem Spanndurchmesser von 32 mm die besten Ergebnisse zu erzielen waren. Hier zahlt sich die hohe Steifigkeit des Sino-R und dessen Spannkraft von bis zu 800 Nm aus. Rund 100 m 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: Über 1.000 Diamantfräser wurden bei dem hochklassigen Projekt verbraucht und waren von Fiwec jeweils pünktlich in ausreichender Anzahl zur Verfügung gestellt worden.

Unternehmensinformation

Schunk GmbH & Co. KG Spann- und Greiftechnik

Bahnhofstr. 106-134
DE 74348 Lauffen (am Neckar)
Tel.: 07133 103-0
Fax: 07133 103-2160

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