Spannvorrichtungen / Fräsvorrichtungen
Nach dem Prozess der Formgebung sind Spannvorrichtungen / Fräsvorrichtungen ein essenzieller Bestandteil der automatisierten Fräsbearbeitung mittels CNC Maschine. Die Vorrichtung entspricht der Bauteilgeometrie und haltet das zu bearbeitende Teil meist mittels Vakuum.
Grundlegend kann zwischen zwei Arten von Spannvorrichtungen unterschieden werden:
Konventionelle Vakuumspannvorrichtungen – oft auch als Hardtools bezeichnet und universelle Spannvorrichtungen.
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Vergleich konventionell vs. universell
Die Genaue Positionierung der Bauteile auf der Vorrichtung ist äußerst wichtig für die Qualität der Bearbeitung. Meist sind Features auf dem Bauteil angebracht (Bohrungen, Vertiefungen, genaue Anschläge...) die dann ihr Gegenstück auf der Vorrichtung finden.
Konventionelle Spannvorrichtung
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Einfache Positionierung
-
Positionierungselement integraler Bestandteil der Vorrichtung
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Hohe Wiederholgenauigkeit
Universelle Spannvorrichtungen
-
Positionierung ist eine besondere Herausforderung
-
Saugerpositionen eignen sich nur begrenzt, da sie an fixen Rasterpunkten sind
-
Hilfselemente wie einstellbare Adapter oder Tools sind nötig
-
Ausnahme: MICADO OCTOPUS mit Individaulapositionen
Fazit:
Konventionelle Vorrichtungen sind dann unverzichtbar, wenn der Bearbeitungsprozess eine nahezu vollflächige Aufspannung erfordert und / oder die zu spannenden Geometrien sehr komplex sind.
Sofern dies jedoch nicht der Fall ist, können universelle Vorrichtungen essenzielle Vorteile bringen und die Wettbewerbsfähigkeit des produzierenden Unternehmens deutlich stärken!
Vergleich konventionell vs. universell
Die Genaue Positionierung der Bauteile auf der Vorrichtung ist äußerst wichtig für die Qualität der Bearbeitung. Meist sind Features auf dem Bauteil angebracht (Bohrungen, Vertiefungen, genaue Anschläge...) die dann ihr Gegenstück auf der Vorrichtung finden.
Konventionelle Spannvorrichtung
-
Einfache Positionierung
-
Positionierungselement integraler Bestandteil der Vorrichtung
-
Hohe Wiederholgenauigkeit
Universelle Spannvorrichtungen
-
Positionierung ist eine besondere Herausforderung
-
Saugerpositionen eignen sich nur begrenzt, da sie an fixen Rasterpunkten sind
-
Hilfselemente wie einstellbare Adapter oder Tools sind nötig
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Ausnahme: MICADO OCTOPUS mit Individualpositionen
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Die Fräsqualität hat sehr viele Einflussfaktoren. Vorranging sind Maschine und Fräswerkzeug sowie die verwendeten Schnittparameter entscheiden. Trotzdem hat auch die Spannvorrichtung einen nicht unerheblichen Einfluss.
Konventionelle Spannvorrichtung
-
Höchste Bearbeitungsgeschwindigkeiten möglich
-
Großflächige Aufspannung verhindert Vibration & Verformung
-
Spannfläche nahe an der Fräskante erforderlich
-
Auch Überstand muss mitgespannt werden
Universelle Spannvorrichtungen
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Vorrichtung stark prozessrelevant
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Wenige Spannpunkte / kleine Auflagefläche
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Risiko von Verformung & Vibration
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Rückfedern bei Bohrungen und Vibrationen führen zu Rattermarken oder Delaminationen
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Enge Abstimmung von Vorrichtung & Fräsparametern ist für einen gtuen und stabilen Prozess notwendig
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Als Nettofräszeiten werden die Zeiten eines gesamten Nachbearbeitungsprozesses von Faserverbundbauteilen genannt, in denen die Fräsmaschine in spanendem Eingriff ist. Zu beachten ist hier, dass vor allem in der Luftfahrtindustrie meist mit Losgröße 1 gearbeitet wird. Dies bedeutet, nie zwei gleiche Teile nacheinander befräst werden sondern immer in Shipsets gedacht wird. Ein Shipset beinhaltet alle Bauteile, die später für die Montage einer Baugruppe benötigt werden.
Konventionelle Spannvorrichtung
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Höchste Bearbeitungsgeschwindigkeiten möglich
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Großflächige Aufspannung verhindert Vibration & Verformung
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Spannfläche nahe an der Fräskante erforderlich
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Auch Überstand muss mitgespannt werden
Universelle Spannvorrichtungen
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Kein Vorrichtungswechsel nötig - nur automatische “Umkonfiguration”
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Konfigurationsdauer: wenige Sekunden bis ca. 20 Minuten (konzeptabhängig)
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Kein Handling schwerer Vorrichtungen nötig
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Kein Verbrauch von Lagerfläche
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Eine hohe Verfügbarkeit der Vorrichtung ist Voraussetzung für eine sichere Produktionsplanung. Dies ist stark von Komplexität und Qualität der Ausführung abhängig.
Konventionelle Spannvorrichtung
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Geringes Risiko für Produktionsausfall da individuelle Vorrichtungen für jedes Bauteil vorhanden sind
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Reparatur und Wartung oft intern möglich
Universelle Spannvorrichtungen
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Ausfallrisiko abhängig von Komplexität & Qualität
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Viele Servomotoren = hohes Risiko
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Passive Systeme sind deutlich ausfallsicherer
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Ersatzteilbevorratung dringend empfohlen
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Schnelle Reaktion bei Stillstand notwendig
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Kosten trennen sich in Investitions- und Betriebskosten auf. Erst die Betrachtung über eine bestimmte Lebensdauer lässt einen validen Vergleich zu.
Konventionelle Spannvorrichtung
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Höhere Anschaffungskosten / Bauteil
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Zusätzliche Kosten durch Lagerhaltung
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Manipulation und Handling erhöhen Aufwand
Universelle Spannvorrichtungen
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Meist geringere Anschaffungskosten je Bauteil vor allem bei großen Teilen
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Geringe Lagerkosten
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Deutlich beschleunigter Prozess
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Fazit:
Konventionelle Vorrichtungen sind dann unverzichtbar, wenn der Bearbeitungsprozess eine nahezu vollflächige Aufspannung erfordert und / oder die zu spannenden Geometrien sehr komplex sind.
Sofern dies jedoch nicht der Fall ist, können universelle Vorrichtungen essenzielle Vorteile bringen und die Wettbewerbsfähigkeit des produzierenden Unternehmens deutlich stärken!
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