Sie kennen das sicher: Da steht sie nun, Ihre neue 5-Achs-Fräsmaschine. Ein technisches Meisterwerk, das komplexe Bauteile in einer Aufspannung fertigen kann. Doch dann kommt der erste knifflige Auftrag – und plötzlich wird klar: Die beste Maschine ist nur so gut wie ihre Spanntechnik. Wenn das Werkstück so eingespannt ist, dass das Werkzeug nicht überall hinkommt, war die Investition in die 5-Achs-Technologie umsonst.
Die Wahl der richtigen Spannstrategie entscheidet über Erfolg oder Misserfolg in der modernen Zerspanung. Ob Sie nun Lohnfertiger mit ständig wechselnden Aufträgen sind oder im Sondermaschinenbau komplexe Einzelteile bearbeiten – die optimale Zugänglichkeit bei gleichzeitig kurzen Rüstzeiten ist der Schlüssel zu Ihrer Wettbewerbsfähigkeit. In diesem Artikel zeigen wir Ihnen, wie Sie mit durchdachten Spannsystemen beide Ziele erreichen.
Die 5-Achs-Technologie verspricht viel: Komplettbearbeitung in einer Aufspannung, höchste Präzision, kürzeste Durchlaufzeiten. Doch in der Praxis stoßen viele Betriebe schnell an Grenzen. Der Grund? Eine suboptimale Spanntechnik.
Stellen Sie sich vor, Sie spannen ein komplexes Gehäuseteil in einen konventionellen Schraubstock. Die massiven Backen und der hohe Grundkörper bilden eine regelrechte Mauer um Ihr Werkstück. Jetzt wollen Sie mit Ihrer 5-Achs-Maschine von allen Seiten an das Teil heran – und was passiert? Der Spindelkopf kollidiert mit dem Schraubstock, lange bevor das Werkzeug die gewünschte Position erreicht.
Die Folge dieser schlechten Zugänglichkeit ist fatal für Ihre Produktivität. Sie müssen auf überlange Werkzeuge ausweichen, die bei jedem Schnitt vibrieren wie eine Stimmgabel. Die Oberflächenqualität leidet, die Bearbeitungszeit explodiert, und der Werkzeugverschleiß steigt ins Unermessliche. Im schlimmsten Fall müssen Sie das Werkstück mehrfach umspannen – und schon ist der große Vorteil der 5-Achs-Bearbeitung dahin.
Die Herausforderung liegt also darin, eine Spannlösung zu finden, die zwei scheinbar widersprüchliche Anforderungen erfüllt: Sie muss das Werkstück bombenfest halten und gleichzeitig maximalen Freiraum für die Werkzeugbewegungen bieten. Genau hier kommen spezialisierte 5-Achs-Spannsysteme ins Spiel.
Der 5-Achs-Zentrischspanner ist die Antwort auf das Zugänglichkeitsproblem. Im Gegensatz zum herkömmlichen Schraubstock bewegen sich hier beide Backen synchron aufeinander zu. Das Werkstück wird exakt mittig gespannt – daher der Name.
Diese mittige Spannung bringt einen enormen Vorteil mit sich: Der Werkstücknullpunkt bleibt bei unterschiedlichen Bauteilgrößen immer gleich. Einmal programmiert, immer richtig. Das spart nicht nur Zeit beim Einrichten, sondern reduziert auch Fehlerquellen. Bei dünnwandigen oder empfindlichen Bauteilen ist jedoch Vorsicht geboten, da zu hohe Spannkräfte zu Verformungen führen können. Hier sollte die Spannkraft exakt auf das jeweilige Werkstück abgestimmt werden, um Qualitätsprobleme zu vermeiden.
Moderne Zentrischspanner sind wahre Kraftpakete. Mit Spannkräften von 25 bis über 50 Kilonewton halten sie selbst bei der Schwerzerspanung jedes Werkstück sicher fest. Dabei erreichen sie Wiederholgenauigkeiten von unter 0,02 Millimetern – manche Hochpräzisionsmodelle schaffen sogar 0,003 Millimeter.
Das Geheimnis liegt in der durchdachten Konstruktion. Der Grundkörper besteht aus hochfestem, oft gehärtetem Stahl oder Spezialguss. Diese massive Bauweise dämpft Vibrationen und sorgt für die nötige Steifigkeit. Gleichzeitig ist die äußere Form extrem schlank gehalten. Die Störkontur – also der Bereich, der eine Kollision verursachen könnte – ist auf ein Minimum reduziert.
Bei der Rohteilbearbeitung sind Grip-Backen mit gehärteten Zähnen erste Wahl. Sie graben sich förmlich ins Material ein und erzeugen einen bombenfesten Formschluss. Der Clou: Sie benötigen nur 2,5 bis 4 Millimeter Einspanntiefe. Das spart Material und macht in vielen Fällen eine separate Prägestation überflüssig.
Für die Fertigbearbeitung oder bei bereits vorbearbeiteten Flächen kommen glatte Backen oder Stufenbacken zum Einsatz. Sie spannen kraftschlüssig, ohne die Oberfläche zu beschädigen. Moderne Schnellwechselsysteme ermöglichen den Backenwechsel in Sekundenschnelle – ganz ohne Werkzeug.
Besonders hochwertige 5-Achs-Spanner verfügen über eine integrierte Niederzugfunktion. Beim Spannen wird das Werkstück nicht nur horizontal geklemmt, sondern gleichzeitig nach unten auf die Auflagefläche gezogen. Dieser Niederzug-Effekt eliminiert jeden Luftspalt und sorgt für maximale Stabilität.
Die Vorteile sind messbar: höhere Schnittparameter, bessere Oberflächen, längere Werkzeugstandzeiten. Gerade bei der Bearbeitung harter Materialien oder bei hohen Genauigkeitsanforderungen macht sich diese Funktion bezahlt.
Während der Zentrischspanner die Zugänglichkeit optimiert, revolutioniert das Nullpunktspannsystem (NPS) Ihre Rüstprozesse. Die Grundidee ist genial einfach: Schaffen Sie eine universelle Schnittstelle zwischen Maschine und Spannvorrichtung, die einen Wechsel in Sekunden ermöglicht.
Das System besteht aus zwei Hauptkomponenten: Spannmodule, die fest auf dem Maschinentisch montiert sind, und Spannbolzen an der Unterseite Ihrer Vorrichtungen. Beim Wechsel werden die Bolzen einfach in die Module eingeführt und verriegelt – fertig. Die Wiederholgenauigkeit liegt bei unter 0,005 Millimetern, oft sogar bei nur 0,0025 Millimetern.
Die Zeitersparnis ist dramatisch. Was früher eine Stunde oder länger dauerte – Vorrichtung ausrichten, festschrauben, Nullpunkt antasten – erledigen Sie jetzt in weniger als fünf Minuten. Das Beste daran: Die eigentliche Rüstvorbereitung findet hauptzeitparallel statt. Während Ihre Maschine noch den aktuellen Auftrag abarbeitet, bereiten Sie bereits die nächsten Paletten vor.
Für Lohnfertiger mit häufigen Auftragswechseln ist das der entscheidende Wettbewerbsvorteil. Statt stundenlanger Maschinenstillstände produzieren Sie durchgehend. Die Spindellaufzeit – und damit Ihr Umsatz – steigt drastisch.
Die Wahl des Betätigungssystems hängt von Ihren Anforderungen ab. Mechanische Systeme sind robust und ideal für den Einstieg. Sie benötigen keine Medienversorgung und sind wartungsarm.
Pneumatische und hydraulische Systeme bieten den Vorteil der Automatisierung. Die Ver- und Entriegelung erfolgt auf Knopfdruck oder direkt über die Maschinensteuerung. Das ist die Voraussetzung für eine automatisierte Fertigung mit Robotersystemen wie POSrobo, die Ihre Maschine auch nachts und am Wochenende produktiv hält.
Hydraulische Systeme punkten mit den höchsten Haltekräften – bis zu 75 Kilonewton pro Modul. Sie sind erste Wahl bei der Schwerzerspanung oder wenn maximale Steifigkeit gefragt ist. Allerdings erfordern pneumatische und hydraulische Systeme eine zuverlässige Medienversorgung (Druckluft oder Hydrauliköl) sowie regelmäßige Wartung, um Leckagen und Druckverlust vorzubeugen.
Jetzt kommt der entscheidende Punkt: Zentrischspanner und Nullpunktspannsystem sind keine Konkurrenten, sondern perfekte Partner. Die fortschrittlichste Lösung kombiniert beide Systeme zu einer unschlagbaren Einheit.
So funktioniert’s: Sie montieren Ihre 5-Achs-Zentrischspanner auf standardisierte Paletten, die mit Spannbolzen für das Nullpunktspannsystem ausgestattet sind. Diese Kombination vereint das Beste aus beiden Welten. Der Zentrischspanner sorgt für optimale Zugänglichkeit und präzise Werkstückspannung. Das Nullpunktspannsystem ermöglicht blitzschnelle Wechsel der kompletten Einheit.
Mit dieser Kombination können Sie eine ganze Bibliothek von vorgerüsteten Paletten aufbauen. Verschiedene Spannergrößen, unterschiedliche Backentypen, spezielle Vorrichtungen – alles ist in Sekunden einsatzbereit. Die Flexibilität ist enorm, die Rüstzeiten minimal.
Ein praktisches Beispiel: Ein praxiserprobte KippflexX-Spannsysteme bei einem mittelständischen Maschinenbauer zeigt eindrucksvoll, wie diese Kombination in der Realität funktioniert. Durch die modulare Bauweise und die schnellen Wechselmöglichkeiten konnte der Betrieb seine Durchlaufzeiten drastisch reduzieren.
Allerdings – und das ist entscheidend – entfaltet die beste Spanntechnik ihr Potenzial nur auf einer geeigneten Maschinenbasis. Hier kommen die spezifischen Stärken von POSmill 5-Achs-Bearbeitungszentren mit ihrer massiven Bauweise und hohen Steifigkeit voll zum Tragen.
Die bis zu 35% höhere Masse und die um 60% gesteigerte Steifigkeit gegenüber Wettbewerbsmodellen sind kein Selbstzweck. Sie bilden das stabile Fundament, das die hohen Spannkräfte moderner Spannsysteme in Zerspanleistung umsetzt. Vibrationen werden gedämpft, bevor sie entstehen. Das Ergebnis: höhere Schnittparameter, bessere Oberflächen, längere Werkzeugstandzeiten. Auch die Maschinenkinematik spielt dabei eine Rolle: Tisch-Tisch-Kinematiken profitieren besonders von schlanken Spannsystemen, während Kopf-Kopf-Kinematiken größere oder robustere Spannsysteme gut aufnehmen können.
Ebenso wichtig ist die Präzision. Die serienmäßigen Glasmaßstäbe in allen Linearachsen garantieren Genauigkeiten im Mikrometerbereich. In Verbindung mit modernen Steuerungsfunktionen können Sie die volumetrische Kompensation die Genauigkeit Ihrer Maschine um bis zu 90% steigern. So kommt die Präzision Ihrer Spanntechnik auch wirklich am Werkstück an.
Jetzt zur Gretchenfrage: Rechnet sich die Investition? Die Antwort ist ein klares Ja – und zwar schneller, als Sie denken.
Nehmen wir einen typischen Lohnfertigungsbetrieb mit einem 5-Achs-BAZ im 2-Schicht-Betrieb. Pro Tag fallen vier Rüstvorgänge an, das macht 880 pro Jahr. Die Investition in eine Nullpunktspannsystem-Grundausstattung liegt bei etwa 10.000 Euro.
Die Einsparungen setzen sich wie folgt zusammen:
Die Amortisationszeit? Gerade mal einen Monat! Selbst bei vorsichtiger Kalkulation liegt sie unter zwei Monaten. Kein Wunder, dass erfolgreiche Betriebe auf diese Technologie setzen.
Im Sondermaschinenbau sieht die Rechnung anders aus, ist aber nicht weniger überzeugend. Hier geht es oft um Einzelteile mit komplexen Geometrien. Ein hochwertiger 5-Achs-Zentrischspanner für 4.000 Euro erspart Ihnen teure Sonderspannvorrichtungen.
Schon beim ersten Bauteil, für das Sie keine 2.500-Euro-Sondervorrichtung bauen müssen, haben Sie mehr als die Hälfte der Investition wieder drin. Dazu kommen Zeiteinsparungen durch wegfallende Umspannvorgänge und höhere Bearbeitungsgeschwindigkeiten. Nach drei bis vier Projekten ist der Spanner bezahlt – ab dann ist es reiner Gewinn.
Die Entwicklung geht weiter. Der VDW-Branchenverband über die Zukunft intelligenter Spannsysteme mit integrierter Sensorik zeigt, wohin die Reise geht. Spannsysteme werden intelligent, messen Kräfte und Vibrationen in Echtzeit und optimieren den Prozess automatisch.
Für KMU bedeutet das: Eine Investition in moderne Spanntechnik ist auch eine Investition in die Zukunft. Wer heute auf flexible, präzise Systeme setzt, ist morgen bereit für die nächste Stufe der Digitalisierung. Besonders wenn Sie sich für maßgeschneiderte Lösungen für die effiziente Teilefertigung interessieren, ist die richtige Spanntechnik der Schlüssel zum Erfolg.
Die richtige 5-Achs-Spanntechnik ist kein Nice-to-have, sondern ein entscheidender Wettbewerbsfaktor. Ob Zentrischspanner für optimale Zugänglichkeit, Nullpunktspannsystem für minimale Rüstzeiten oder die intelligente Kombination beider Systeme – moderne Spannlösungen amortisieren sich in kürzester Zeit und steigern Ihre Produktivität nachhaltig.
Der Schlüssel zum Erfolg liegt in der ganzheitlichen Betrachtung: Hochwertige Spanntechnik entfaltet ihr Potenzial nur auf einer stabilen, präzisen Maschinenbasis. Wenn Sie das nächste Mal vor der Entscheidung stehen, in Ihre Fertigung zu investieren, denken Sie daran: Die beste Maschine ist nur so gut wie ihre Spanntechnik – und die beste Spanntechnik braucht eine Maschine, die mithalten kann.
Analysieren Sie Ihre aktuellen Engpässe, kalkulieren Sie Ihr Einsparpotenzial und treffen Sie eine fundierte Entscheidung. Die Zahlen sprechen für sich: Mit der richtigen Spannstrategie produzieren Sie nicht nur besser, sondern vor allem wirtschaftlicher.
Viel Erfolg und heiße Späne!
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Mein Name ist Michael Helle, begeisterter Maschinenbauer und Inhaber von POS. In unserem Blog gibt es wertvolle Tipps für mittelständische CNC Anwender. Von Lohnfertigung bis Sondermaschinenbau: Für jeden ist etwas dabei – egal, ob Sie auf einer POS oder einem anderen CNC Bearbeitungszentrum arbeiten.
Wir sind POS. CNC Fräsmaschinen Hersteller und Produzent leistungsfähiger Bearbeitungszentren engineered in Germany.
Vollausstattung ist unsere Grundausstattung: Wir haben fast alle denkbaren Optionen bereits in der Standardausstattung unserer CNC Bearbeitungszentren.
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