Vakuumspannen - so gehts!

Grundprinzip des Vakuumspannens

Ausserhalb und innerhalb des Vakuumtisches herrscht zunächst der normale atmosphärische Luftdruck. Dieser beträgt etwa 1 Bar. Wird nun ein Werkstück auf der Vakuumplatte aufgelegt und die verbleibenden freien Bohrungen mit Hilfe von Abdeckmatten abgedeckt, so kann mit einer Vakuumpumpe die Luft im Innern des Vakuumtisches abgesaugt werden. Je nach Vakuumpumpe entsteht dadurch eine Druckdifferenz zwischen Innen und Außen von 100mbar bis etwa 950mbar, deren Grenzschicht das Werkstück darstellt.
Nimmt man zum Beispiel einen Druckunterschied von 500mbar an, so resultiert dabei, je nach Art der verwendeten Abdichtmethode bei einem Vakuumtisch mit 200 x 200mm ein Anpressdruck von maximal 200 kp bei vollständiger Bedeckung durch das Werkstück.
Da es bei der mechanischen Bearbeitung jedoch meistens darauf ankommt das Werkstück gegen Verrutschen zu sichern, ist es sinnvoll, zwischen Werkstück und Vakuumplatte eine Matte oder einen Werkstoff zu legen, der sowohl luftdurchlässig ist, als auch einen hohen Reibungswiderstand hat. Je nach Art des Spannens stehen hier teilweise sehr unterschiedliche Verfahren zur Verfügung, die je nach Aufgabenstellung eine optimale Lösung garantieren.

Der Rastervakuumtisch (RAL- / RAL-Pro- / R-Serie)

Die Oberfläche eines Rastervakuumtisches besteht lediglich aus Nuten, die über ganz wenige Bohrungen mit der Vakuumpumpe verbunden sind. Man kann nun durch Einlegen von Moosgummischnur in die Nuten ein Feld um die Absaugbohrungen herum abgrenzen. Dieses Feld sollte der gewünschten Werkstückgröße entsprechen. Nun kann direkt das Werkstück aufgelegt und Vakuum gezogen werden.

Vorteile des Rastervakuumtisches

Das Werkstück muß keine ebene Unterseite haben. Erhebliche Unebenheiten, teilweise bis zu mehr als einem Millimeter können durch die Moosgummischnur ausgeglichen werden. Für schwere Fälle stehen rechteckige Moosgummischnüre zur Verfügung.
Da das Werkstück hierbei die Moosgummischnur in die Nut hineindrückt, liegt seine Unterseite direkt auf der Aluminiumoberfläche des Vakuumtisches, wodurch sich die größtmögliche Genauigkeit ergibt.
Da das System während der ganzen Bearbeitung abgedichtet bleibt, muß man nur minimale Ansprüche an die Vakuumpumpe stellen. Sehr kleine Fördermengen bei 80-95% Vakuum sind völlig ausreichend. Daher ist dieses Verfahren sehr ökonomisch.
Gleichmäßige schwingungs- und verzugfreie Auflage der gesamten Werkstückunterseite.

Nachteil des Rastervakuumtisches

Dieses Verfahren kann nur angewendet werden, wenn keine Durchbrüche gefräst werden müssen, da Undichtigkeiten zum sofortigen Verlust der Haltekraft führen.

Wie trotzdem Durchbrüche gefräst werden können

Eine weitere Möglichkeit einen Rastervakuumtisch zu betreiben besteht darin, sich eine Adaptermatte passend zu dem jeweiligen Werkstück herzustellen. Diese kann aus unterschiedlichsten Materialien, wie z.B. Hartgummi, Gummi, Weich-PVC... hergestellt werden. Die Dicke hängt von den jeweiligen Nutabständen und Nutbreiten ab. Dieser Adapter hat überall dort Durchbrüche, wo Werkstückteile gehalten werden müssen und ist dort dicht, wo der Fräsweg verläuft.

Vorteile dieses Verfahrens

Durchbrüche führen nicht zu Leckage und sind somit kein Problem.
Maximale Haltekraft bei minimalen Anforderungen an die Vakuumpumpe.
Keine Nachbearbeitung an den Werkstücken nötig, da diese ohne Ansatz entlang der vollständigen Kontur rundherum bearbeitet werden können.
Es müssen keine Stege stehen bleiben.
Das best geeignete Verfahren zur Serienfertigung kleiner Einzelteile.
Gleichmäßige schwingungs- und verzugfreie Auflage der gesamten Werkstückunterseite.

Nachteil dieses Verfahrens

Die Herstellung einer Adaptermatte ist zusätzlicher Aufwand, der sich oft erst innerhalb einer Serienfertigung amortisiert. Trotzdem kann die Adaptermatte teilweise mit sehr einfachen Mitteln schnell gefertigt werden, (Skalpell oder Bohrmaschine), da es nicht nötig ist dem genauen Verlauf der Werkstückkontur zu folgen.

Videos zum arbeiten auf Rastervakuumtischen

Der Lochrastervakuumtisch (GAL-/ GR-/ smart-/ ST-/ SEAL-Serie)

Hier ist ein Gitter aus Bohrungen in einem relativ geringen Abstand über die gesamte Oberfläche der Vakuumplatte verteilt. Diese Bohrungen sind als Kombi-Bohrungen ausgeführt ( außer AL – Serie ) und bestehen aus einem 5mm Sackloch und einem sehr viel kleineren Saugloch. Durch diese Lösung lässt sich jedes Loch in der Oberfläche als Passbohrung für 5mm Passstifte verwenden. So hat man die Möglichkeit, bei ausgerichtetem Vakuumtisch seine Werkstücke 100% gerade zu spannen und hat gleichzeitig eine einwandfreie Repositionierung der Werkstücke bei Serienprodukten.

Nachteilig wirkt sich die Technik der Kombi-Bohrungen lediglich beim Spannen von besonders dünnwandigen oder labilen Werkstücken aus, da diese oberhalb der Sacklöcher im Vakuum eindellen. In dem Fall lässt sich leicht eine Adapterplatte- oder Matte herstellen, welche entweder nur sehr kleine Bohrungen aufweist, oder aus gesintertem Material, welches ganzflächig luftdurchlässig ist, besteht. In dem Fall bieten wir Vakuumtische speziel für Papier und Folienbearbeitung an. Diese können natürlich auch für andere dünne Werkstücke verwendet werden.

Zur Erhöhung des Reibungswiderstandes und zum Schutz des Vakuumtisches beim durchfräsen, wird eine Durchfräsmatte zwischen Werkstück und Vakuumtisch gelegt. Hier bieten wir ein breit aufgestelltes Sortiment an. Idealerweise wird eine Lochgummimatte verwendet, da diese zum einen 100% abdichtend zu den Seiten hin wirkt und zum anderen eine ebene Oberfläche gewährleistet. Bei größeren Teilen, wo es nicht 100% auf die Z-Achsen Genauigkeit und hohen Unterdruck ankommt, verwendet man besser eine Sintergummimatte, da diese kostengünstiger ist.

Selbstverständlich kann auch bei diesem Verfahren eine Adaptermatte eingesetzt werden. Um jedoch dabei vollständig in gleicher Weise wie mit einem Rastervakuumtisch arbeiten zu können, ist eine Vakuumpumpe mit hohem Differenzdruck nötig. Sollte diese jedoch auch für andere Spanntechniken als mittels Adaptermatte in Verbindung mit einem Lochrastervakuumtisch eingesetzt werden, so muß sie eben, wie bereits erwähnt über ein großes Saugvolumen verfügen. Wenn Sie sich nicht sicher sind, welche Vakuumpumpe für Sie die geeignete ist, können Sie uns jederzeit persönlich ansprechen.