Paradigmenwechsel in der Spanntechnik

Warum ist die Idee innovativ und worin liegen die T¨¹cken?

Die Idee von Gressel besteht darin, kleine Bolzen an die Werkst¨¹cke anzuschweissen und die Werkst¨¹cke damit einzuspannen. Der Vorteil ist, dass die Bolzen unabh?ngig von der Werkst¨¹ck-Geometrie immer gleich aussehen und so ein universelles Handling-Interface darstellen. Die Herausforderung bestand nun darin, diese Idee rentabel und zuverl?ssig (d.h. mit einer Null-Fehler-Toleranz) umzusetzen. Dazu geh?rt die Dimensionierung der Bolzen, die Materialauswahl und die Evaluation des Schweissprozesses. Dar¨¹ber hinaus muss die gesamte Fertigung angeschaut werden: Wie ver?ndert diese Art des Spannens die Prozessabl?ufe? Unter welchen Bedingungen rentiert sich das?

Gressel hat sich f¨¹r eine Zusammenarbeit mit inspire entschieden, um das Problem ganzheitlich und wissenschaftlich fundiert zu betrachten.

Was war das Ergebnis dieser Zusammenarbeit?

In dem Projekt konnten wir zeigen, dass diese Spannmethode funktioniert und damit alle Nachteile des konventionellen Spannens umgangen werden. Besonders wichtig war der Nachweis der Zuverl?ssigkeit der Bolzenschweissung. Dieses Verfahren ist in der Blechverarbeitung zwar etabliert, aber bei diesem Projekt kamen verschiedene Werkstoffe zum Einsatz (St?hle, Alu-Legierungen). Die gefundene L?sung mit einer halbautomatischen CNC-Bolzenschweissstation garantiert eine hohe Massgenauigkeit und Qualit?t der Verbindung.

Ein weiteres wichtiges Ergebnis war die Simulation der Auswirkungen der Bolzenposition auf das Werkst¨¹ck sowie die Gestaltung der Klemmbacken. Alle Ergebnisse wurden in Praxistests validiert, mit Pilotanwendern getestet und zum Patent angemeldet.

Was sind die (zum Teil unerwarteten) Vorteile der neuen Methode?

Mit der Methode k?nnen unterschiedlichste Werkst¨¹cke reproduzierbar genau, prozesssicher und wirtschaftlich gespannt werden. Ein grosser Mehrwert ist die Ressourceneffizienz, da es keinen Spannverlust mehr gibt.

Dar¨¹ber hinaus haben wir einen weiteren Riesenvorteil identifiziert, den wir zu Beginn gar nicht im Visier hatten: Die neue Spanntechnik ist sehr attraktiv f¨¹r die Automatisierung. Dank der neuen Technik kann man bei der automatischen Teilefertigung mit Roboterunterst¨¹tzung einen universellen Greifer verwenden und es sind nur noch Standardtablare anstelle von vielen teilespezifischen Paletten erforderlich. Somit wird das Werkst¨¹ck-Handling einfacher und kosteng¨¹nstiger.

Wie geht es weiter?

Gressel hat die neue Spanntechnik bereits als Produkt auf dem Markt eingef¨¹hrt und damit einen Paradigmenwechsel in der Branche eingeleitet.

In Zusammenarbeit mit der ETH Z¨¹rich gibt es ein Nachfolgeprojekt mit Gressel im Bereich additive Fertigung. Das inspire-Team von Prof. Meboldt (pd|z Product Development Group Zurich) untersucht den Einsatz der neuen Spanntechnik f¨¹r additiv gefertigte Komponenten. Mit bisherigen Spannmethoden ist es schwierig, Freiformfl?chen einzuspannen und da k?nnte diese neue Methode eine zukunftsweisende L?sung sein.