Werkzeugperipherie

Meisterhaft gedämpft

Die Akustik im „Großen Saal“ der Hamburger Elbphilharmonie gilt als außergewöhnlich. 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 Millionen Laufmetern Fräsweg gefertigt wurde. Mit dabei: diamantbesetzte Schneiden des Werkzeugspezialisten Fiwec und elastomer-gedämpfte Sino-R Präzisionsspann-futter von Schunk.

Die Architekten Jacques Herzog und Pierre de Meuron (Herzog & de Meuron) haben in enger Zusammenarbeit mit dem japanischen Akustiker Yasuhisa Toyota, Nagata Acoustics, an der Architektur für den perfekten Klang gefeilt. (Bild: www.hasenkopf.de)

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, der präzise in jeden Winkel des Konzertsaals gestreut wird.

Schwer zu zerspanen

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

„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 das Unternehmen 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.

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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.

Das Zusammenspiel aus unterschiedlichen Materialkomponenten mit verschiedenen Elastizitäten und geometrischen Abmessungen gewährleistet bei Schunk Sino-R eine hohe Drehmomentübertragung und perfekte Schwingungsdämpfung. (Bild: Schunk)

Kombiniert wird dieser mit einem elastischen Hochleistungs-polymer 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 Drehmoment-übertragung 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.

Über 1.000 Diamantfräser verbraucht

Im Rahmen der Versuchsreihen hatte sich gezeigt, dass mit einem Spanndurchmesser von 32 mm optimale 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. kf

Schunk: EMO, Halle 3 Stand E55

Hasenkopf Industrie Manufaktur

Gegründet 1964 als kleiner Zulieferbetrieb mit zwei Beschäftigten, ist Hasenkopf mit Sitz im bayerischen Mehring heute entlang der gesamten Produkt-Wertschöpfungskette für seine bewährten handwerklichen Zulieferarbeiten bekannt und bietet erstklassige Produkte aus unterschiedlichsten Premiumwerkstoffen sowie maßgeschneiderte Schubladenlösungen. Mit über 220 Mitarbeitern und 22.000 m2 Produktionsfläche fertigt die Industrie Manufaktur europaweit Systemlösungen für Handwerk, Handel und Industrie. Seit mehr als 25 Jahren gilt Hasenkopf als Vorreiter in der Verarbeitung von Mineralwerkstoffen wie Corian, Hi-Macs, aber auch von Parapan und GIFAtec. Mit der neu entwickelten Gießtechnik, als weitere Technologie in der Mineralwerkstoffverarbeitung, hat Hasenkopf die fertigungstechnische Effizienz für die Serienproduktion nochmals deutlich erweitert. Für die 6.000 m2 große Wand- und Deckenverkleidung der Elbphilharmonie hat die Hasenkopf Industrie Manufaktur insgesamt 10.287 individuell präzisionsgefräste Mineralstoffplatten gefräst. (Bild: http://www.hasenkopf.de)

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