Mit einem angepassten Adapter 
lassen sich auch geometrisch 
komplexere Teile wie dieser Prototyp für ein Tiefziehteil per Vakuumspannsystem prozesssicher fixieren.
Bild: werkzeug&formenbau

Mit einem angepassten Adapter lassen sich auch geometrisch komplexere Teile wie dieser Prototyp für ein Tiefziehteil per Vakuumspannsystem prozesssicher fixieren. Bild: werkzeug&formenbau

Neben der Fertigung von Prototypen, der Serienproduktion zerspanend gefertigter Teile und dem Aufbau von Funktionsbaugruppen finden sich im Portfolio der Ackermann CNC-Technik in Ditzingen-Heimerdingen Eigenprodukte wie ein Schraubstock-Teilapparat, verstellbare Winkelfräser und ein modular aufgebautes Vakuumspannsystem. Die Spannlösung wurde entwickelt, um in der eigenen Fertigung Werkstücke mit einem möglichst universellen System einfach und schnell, dabei aber präzise und prozesssicher zu spannen.

„Als wir vor mehr als zehn Jahren unser Vakuumspannsystem konzipierten, gab es nichts Vergleichbares am Markt“, erklärt Armin Ackermann, Geschäftsführer des Unternehmens. „Wir entwickelten eine

Ackermann Werkstueck

Die erste Seite des Prototypen kann Ackermann auf einem konventionellen Drei-Backen-Futter fräsen.
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Kombination aus Raster- und Vakuumspannplatte, die Basis für einen ganzen Baukasten geworden ist.“ Denn die Werkstücke, die bei Ackermann bearbeitet werden, sind höchst unterschiedlich. Und nicht selten schwierig zu spannen.

Zu einem hohen Anteil sind es Aufträge von Automobilherstellern oder deren Zulieferern, die den 20-Mann-Betrieb immer wieder vor neue Herausforderungen stellt. „Eine unserer Stärken ist, dass wir Prototypen in Losgröße 1 ebenso effizient fertigen können wie Serien in Stückzahlen von beispielsweise 8000 pro Woche – das hängt vom Bauteil ab“, betont Ackermann. „Unsere Kunden schätzen an uns, dass sie alles aus einer Hand bekommen und so ihr Know-how nicht unnötig streuen müssen.“

Das sagt die Redaktion

Technologie intelligent nutzen

Die Zerspaner bei Ackermann sind die eifrigsten Anwender ihres eigenen Spanntechniksystems: Aufgrund der großen Vielfalt der im Unternehmen zu zerspanenden Werkstücke verfügen sie inzwischen über fundiertes Know-how und einen reichen Erfahrungsschatz. Beides ist wichtig, denn gerade die Vakuumspanntechnik fordert einen intelligenten Einsatz. Wenn man indes die Grenzen der Technologie kennt, lassen sich mit viel Kreativität und wenig Aufwand auch „unmögliche“ Werkstücke schnell und prozesssicher spannen.
Richard Pergler

Ackermann Zerspanung

Intelligent kombiniert: Das als Systembaukasten konzipierte Vakuumspannsystem von Ackermann ist für unterschiedlichste Bearbeitungs­fälle geeignet.
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Beim Rüsten der Werkstücke haben die Mitarbeiter bei Ackermann CNC-Technik inzwischen langjährige Erfahrung und entsprechendes Know-how. Kreative Lösungen bestimmen die effiziente Bearbeitungsstrategie: „Es lohnt sich durchaus, wenn man ins Rüsten im Vorfeld Zeit für Überlegungen investiert“, ist sich Ackermann sicher. „Dabei ist es von Vorteil, die Stärken und Schwächen der einzelnen Spanntechnologien genau zu kennen und sie entsprechend einzusetzen.“

So auch bei einem Prototypen für ein späteres Tiefziehteil, mit dem der Kunde die Einbausituation und die Funktion verifizieren will. „Das Teil mit additiven Verfahren herzustellen ist rationell nicht möglich – für die Funktionsprüfung ist eine hohe Festigkeit notwendig“, erklärt Ackermann. „An dem Werkstück, das in seiner späteren Funktion rotiert, soll zudem die Drehzahl gemessen werden. Deshalb muss das Teil auch magnetisch aktiv sein.“

Die Wahl fiel auf den Werkstoff 16 MnCr 5, einen MnCr-legierten Einsatzstahl. Die Rohlinge werden vor der Fräsbearbeitung spannungsarm geglüht, um unerwünschten Verzug effizient zu minimieren.

Die Rohteile, die als Ringe ausgeführt sind, werden zunächst auf einer Mazak-3-Achs-Maschine von Hand in ein 3-Backen-Futter eingelegt, dort

Ackermann Manometer

Wichtig ist ein konstanter Unterdruck. Eine Venturi-Düse gibt Druckschwankungen aus dem Druckluftsystem direkt ans Spannsystem weiter.
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überfräst und auf einer Seite fertigbearbeitet. Beim Bearbeiten der zweiten Seite ist die Herausforderung, dass das Teil relativ dünnwandig ist und dabei hohe Ansprüche an die Oberflächen gestellt werden. „Das 3-Backen-Futter kommt dafür nicht in Frage“, erläutert Ackermann. Stattdessen setzen die versierten Zerspaner auf eine Lösung, die auf dem Baukasten des eigenen Vakuumspannsystems basiert.

Intelligent per Adapter spannen

Da die fertig bearbeitete erste Seite des Teils keineswegs eben ist, fertigten die Fräsexperten einen auf der Rasterplatte festzupratzenden Adapter, der sich der 3D-Geometrie anpasst und es erlaubt, per Dichtschnur unter dem Werkstück einen Raum abzuschließen, der prozesssicher evakuiert werden kann. Mit solchen Lösungen lässt sich das Vakuumspannsystem mit relativ geringem Aufwand an immer wieder neue Werkstückanforderungen anpassen, die Investition ist also zukunftssicher.

Trends µ-genau

Druck konstant halten

Das Werkstückspannverfahren arbeitet mit dem atmosphärischen Druck, der das Werkstück gegenüber einem evakuierten Volumen mit Unterdruck auf die Spannplatte oder einen entsprechend geformten Adapter drückt. Von Vorteil ist, dass sich Störkonturen aufgrund der Spannung intelligent minimieren lassen und dass die Spannung auf dem Werkstück keine Spuren – Kerben oder Kratzer – hinterlässt. Nachteil ist die unter Umständen hohe Anfälligkeit gegen seitliche Verschiebekräfte, die jedoch mit einer pfiffigen Kombination mit mechanisch wirkenden Elementen deutlich reduziert werden kann. Zudem wirken sich Druckschwankungen im System oft direkt auf die Werkstückqualität aus: Den Unterdruck per Venturi-Düse aus dem allgemeinen Druckluftsystem zu erzeugen, in dem der Druck je nach Maschinenauslastung schwankt, ist nicht optimal.

„Das war uns bei der Entwicklung des Spannsystems sehr wichtig – schließlich wollen wir auch unsere eigene Fertigung schnell und flexibel an neue Bearbeitungsaufgaben anpassen“, versichert Ackermann. „Der Adapter ist schnell gefräst,

Ackermann Exzenter

Mit kleinen Zubehörteilen wie diesem Exzenter lassen sich kritische Bearbeitungskräfte zuverlässig aufnehmen.
Bild: werkzeug&formenbau

und alle anderen Teile sind aus unserem standardisierten Baukasten. So lassen sich unterschiedlichste Werkstücke schnell und prozesssicher rüsten.“

Die robusten Vakuum-Rasterplatten können fest auf der Maschine montiert bleiben, es lassen sich aber auch beispielsweise Bohrungen für ein Nullpunktspannsystem als Schnittstelle zur Maschine einbringen. Auf Schleifmaschinen können vorhandene Magnetspannsysteme zur Fixierung genutzt werden.

Verschiebekräfte sicher aufnehmen

Auf Werkstückseite sorgt der atmosphärische Druck in Kombination mit dem Unterdruck im Vakuumspannsystem für hohe Haltekräfte. Und mit Adaptern, aber etwa auch mit in die Rasterplatte eingeschraubten Exzenterspannern oder anderen kleinen Zubehörteilen können die bei Vakuumspannsystemen oft kritischen seitlichen Verschiebekräfte effizient kompensiert werden. Hier ist ein standardisierter Baukasten entstanden, der einen Großteil der Bearbeitungen abdeckt.

„Damit erreichen wir eine sehr prozesssichere Spannung, die Verschiebekräften von mehreren Tonnen standhält“, versichert Ackermann. „Ein Werkstück auf die Platte zu ziehen kann jedes Vakuumspannsystem. Es prozesssicher halten – das ist schon ein andere Herausforderung. Deshalb sollte man nicht an der falschen Stelle sparen: Eine pressluftbetriebene Venturidüse ist zwar in der Anschaffung billig, sie wird indes die von unterschiedlichen Maschinenauslastungen verursachten Schwankungen im Druckluftsystem direkt ans Unterdrucksystem der Vakuumspanntechnik weitergeben. Mit möglicherweise fatalen Folgen für Maße und Oberflächen.“ Zudem ist Druckluft die mit Abstand teuerste Energieform in der Werkstatt.

Profil

Ackermann CNC-Technik GmbH

Das Unternehmen in Ditzingen-Heimerdingen, das vor rund 20 Jahren gegründet wurde, bietet von der Prototypen- und Einzelteilfertigung über Serienproduktion bis zur Erstellung kompletter einbaufertiger Funktionskomponenten ein breites Leistungszentrum. Zum Portfolio zählen unter anderem auch als Eigenprodukte ein Schraubstock-Teilapparat, ein verstellbarer Fasfräser und das modular aufgebaute Vakuumspannsystem. Die 20 Mitarbeiter haben sich inzwischen einen sehr guten Ruf als Problemlöser auch bei der Bearbeitung sehr komplexer, dünnwandiger und filigraner Werkstücke erworben.

Besser – und nicht viel teurer – ist eine verlässliche Vakuumpumpe, die mit geringem Energieaufwand den Unterdruck konstant hält. Ein ständiger Volumenstrom ist bei dichten Materialien wie Metallen, Glas, Kunststoff oder Graphit nicht

Ackermann Leisten

Simple Ergänzung: Da das Vakuumspannen systembedingt gegen seitliche Verschiebekräfte empfindlich ist, fixiert Ackermann in vielen
Fällen die Werkstücke zusätzlich mit Leisten. Bild: werkzeug&formenbau

otwendig. „Inzwischen wagen wir uns mit der Vakuumspanntechnik auch auf Drehmaschinen“, verrät Ackermann. „Eine spezielle Platte bezieht ihren Unterdruck über die Drehdurchführung. So lassen sich auch Drehteile prozesssicher fixieren.“

Problemlöser für schwierige Teile

Armin Ackermann,  Ackermann CNC-Technik

„Wir testen die Anwendung beim Anwender vor Ort – mit dessen Werkstücken, Maschinen und Mitarbeitern.“
Armin Ackermann,
Geschäftsführer
Ackermann CNC-Technik
Bild: werkzeug&formenbau

Ackermann CNC-Technik hat sich einen Ruf als Problemlöser erworben. Der Vertrieb der Spannsysteme erfolgt über Fachhändler. Wenn es jedoch um konkrete Projekte geht, setzt Geschäftsführer Ackermann auf individuelle Praxistests: „Wir testen die Anwendung beim Anwender vor Ort – mit dessen Werkstücken, Maschinen und Mitarbeitern“, betont er. „Das macht unser System zwar etwas teurer, aber so können wir sicher sein, dass unsere Anwender eine Spannlösung bekommen, die ihre aktuellen Anforderungen optimal abdeckt und die zukunftssicher ist.“

Kontakt: Ackermann CNC-Technik GmbH, www.ackermann-cnc.de

Weitere interessante Videos finden Sie auf dem Youtube-Kanal der werkzeug&formenbau.