Warum Hydrodehnspannfutter nachhaltiger sind

Als Hersteller von sowohl Schrumpf- als auch Hydrodehnspannfuttern stellt MAPAL die beiden Verfahren unter dem Nachhaltigkeitsgedanken gegenüber. Im Ansatz stützt sich der Vergleich auf die Bereiche Technik, Wirtschaft und Soziales als klassische Säulen der Nachhaltigkeit. Im Detail gibt es dabei immer wieder Überschneidungen, zumal technischer Fortschritt oft Hand in Hand geht mit höherer Wirtschaftlichkeit.

Die Nachhaltigkeit kann als Entscheidungskriterium dienen, weil die verschiedenen Spannmittel bei vielen Zerspanungsaufgaben ohne Weiteres austauschbar sind. Anwendungsfälle, für die sich nur Schrumpffutter mit ihren von Haus aus kleineren Störkonturen eignen, werden seltener. Die neueste Generation der MAPAL Hydrodehnspanntechnik unter der Marke UNIQ ermöglicht bereits einen Austausch der Technologien bei exakt gleicher, von der DIN vorgegebener Störkontur.
 

Ein großer Pluspunkt für das Hydrodehnspannfutter in Sachen Nachhaltigkeit aus technischer Sicht ist dessen wesentlich höhere Lebensdauer. In Vergleichen kam MAPAL zu dem Ergebnis, dass es mindestens zehnmal länger hält als ein Schrumpffutter. Hinzu kommt, dass es sich für die Wiederaufbereitung eignet. Werden beim Service die Einbauteile ersetzt und das Hydrauliköl neu aufgefüllt, läuft das Spannfutter wie neu und ist bereit für eine zweite Lebenszeit. Während ein Schrumpffutter etwa 500 Zyklen spannt, bringt es ein aktuelles UNIQ Hydrodehnspannfutter von MAPAL auf 10.000 bis 15.000 Zyklen. Der etwa doppelt so hohe Preis eines hydraulischen Futters macht sich also bezahlt, zumal bei der Schrumpftechnik die Kosten für ein Gerät hinzukommen.

Bei einem Schrumpffutter erfolgt die Spannung des Werkzeugs durch Erhitzen und Abkühlen der Aufnahme. Dabei verändert sich jedes Mal die Struktur des Materials, was Ermüdung zur Folge hat. Mit jedem Schrumpfprozess wird die Qualität der Spannung schlechter, Rundlauf und radiale Steifigkeit lassen von der ersten Benutzung an immer weiter nach. Im Gegensatz dazu reduziert die Spannung mit Öl Mikroschwingungen in der Bearbeitung. Werkzeugstandzeit und Oberflächenqualität werden somit verbessert: Hydrodehnspannfutter erzeugen über ihre gesamte Lebensdauer prozesssicher eine bessere Oberflächengüte.
 

A strong argument for switching to hydraulic clamping is the high energy requirements for shrinking. In its own factory, MAPAL ascertained that a shrink unit that is used in three shifts per day can consume between 10,000 and 12,000 kilowatt hours per year. This corresponds to the electricity consumption of five energy-conscious two-person households. 

This energy consumption not only entails high energy costs but also emits a large amount of CO₂. According to the statistical analysts at Statista, the current energy mix in Germany results in approximately 366 grams of CO₂ being emitted for each kilowatt hour. Each shrink unit therefore emits 3.6 tons of CO₂ into the atmosphere every year. Nowadays, this has an impact on the entire supply chain, where the sustainability of manufacturing is becoming increasingly important. Many first- and second-tier customers only want to source from suppliers that can prove that they are reducing their carbon footprint.

In addition to the tool life of a chuck and energy requirements of the device, time is also a factor when calculating return on investment. It takes at most two minutes to swap a hydraulic chuck, whereas six to eight minutes are needed for shrink chucks, depending on the size. If tools are changed often in manufacturing, this results in considerable labour costs. The space required in the tool-setting area for the shrink unit would also no longer be needed.
 

The social aspects of sustainability shed light on the topic from the user’s perspective most of all. A product where the performance is obvious to the naked eye is likely more agreeable to users than one with a rusted sleeve. When it comes to handling and safety, there are even more arguments for switching to the hydraulic clamping technology.

A shrink unit is not only cumbersome to handle but also a safety hazard. Almost every user has burned their finger once on a hot chuck during a busy workday. There is no such risk with hydraulic chucks. In general, they are very simple and straightforward to use – the tool only needs to be inserted and tightened. The workers benefit from processes that run more smoothly and require less reworking. The fact that a shrink chuck subject to material fatigue might be the cause for increasing tool wear or deteriorating surface quality is not always immediately obvious in practice.

The comparison result is clear: If you want to manufacture responsibly, then you should consider switching to hydraulic clamping technology. For new purchases, hydraulic chucks are the first choice from a sustainability perspective.