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Sören Just, Inhaber der Dentallabor Just GmbH im erzgebirgischen Schwarzenberg, erschließt mit dem hochpräzisen Werkzeughaltersystem vollkommen neue Potenziale: Mit TRIBOS Polygonspannfuttern von SCHUNK kann er nun sogar die Lithium- Disilikat-Glaskeramik e.max auf seinem Highspeed Bearbeitungszentrum schleifen (Abb. 2). Mit Warmschrumpfaufnahmen war dies nicht möglich. „Konventionelle Warmschrumpffutter sind schlichtweg nicht geeignet, um HSE Schäfte von diamantbestückten Schleifstiften zu schrumpfen“, so der Zahntechnikmeister. Und genau diese Schleifstifte seien nötig, um Glaskeramiken in Form zu bringen. „Mit TRIBOS lässt sich jetzt auch e.max umfassend maschinell bearbeiten, was langfristig sehr wirtschaftlich ist.“

Eine Maschine für alles

Vor rund einem Jahr hat Sören Just in ein Bearbeitungszentrum des Highspeed-Spezialisten Röders investiert und damit seine Fertigungskapazität deutlich erweitert. Eine zentrale Rolle spielten dabei die Spannmittel. Seit Einführung der TRIBOS Polygonspannfutter bearbeitet Just auf der RÖDERS HSC-Maschine nun alle relevanten Materialien außer Titan. Just zählt zu den wenigen Laboren in Deutschland, die auch Katana-Zirkon verarbeiten. Speziell dafür hat das Unternehmen ein Werkstückspannmittel entwickelt, in dem die rechteckigen Zirkon-Rohlinge exakt mittig gespannt und optimal bearbeitet werden können (Abb. 3 bis 5).

Hochpräzises Spannsystem

Das Geheimnis für die konstant hohe Rundlaufgenauigkeit der TRIBOS Polygonspanntechnik liegt im Spannprinzip: Das Werkzeughaltersystem hat statt einer runden eine polygonförmige Aufnahmebohrung für das Werkzeug (Abb. 6).

Mit einer Spannvorrichtung wird von außen ein definierter Druck beaufschlagt, der die Aufnahmebohrung innerhalb des dauerelastischen Bereichs zu einem Zylinder verformt. Dieser Vorgang bewegt sich unterhalb der Rp-0,2-%-Dehngrenze, sodass Gefügeänderungen im Stahl ausgeschlossen sind. In diesem Zustand kann das Werkzeug spielend leicht in den Halter gefügt werden. Anschließend wird der äußere Druck reduziert, der Innendurchmesser bewegt sich aufgrund seiner Materialelastizität in die ursprüngliche, polygonale Form zurück und das Werkzeug wird über die Eigenspannung des Stahls kraftschlüssig gespannt. Das gilt selbst für kleinste Werkzeugdurchmesser ab 0,3 mm (Abb. 7). Mit einer Rundlauf- und Wiederholgenauigkeit < 0,003 mm bei einer Ausspannlänge von 2,5 x D und einer Wuchtgüte G 2.5 bei 25.000 min-1 erfüllen die Werkzeughalter höchste Anforderungen. Weil TRIBOS ohne bewegliche Teile arbeitet, ist das Spannsystem mechanisch unempfindlich. Es gewährleistet eine nahezu wartungs- und verschleißfreie Spannung. Dauertests zeigen, dass auch bei tausendfach wiederholten Spannvorgängen keinerlei Materialermüdung auftritt. Damit ist das System anderen Spanntechnologien, die mit der Zeit an Rundlaufgenauigkeit verlieren, deutlich überlegen.

Spezialist für Highspeed-Anwendungen

Entwickelt und patentiert wurde die TRIBOS Polygonspanntechnik vor über zehn Jahren von SCHUNK. Das baden-württembergische Familienunternehmen gilt weltweit als Kompetenzführer für Spanntechnik und Greifsysteme. Als in den 90er Jahre die Maschinenschnittstellen immer genauer wurden, die Leistung der Maschinen stetig zunahm und die Qualität der Werkzeuge stieg, war der Weg frei für immer komplexere Werkstücke. Das Ziel für die SCHUNK-Entwickler war deshalb klar definiert: ein schlanker, störkonturoptimierter Werkzeughalter, der selbst kleine Werkzeuge sicher und präzise spannt.

Mittlerweile wurde TRIBOS zu einer umfassenden Präzisionswerkzeughalterfamilie ausgebaut. Die HSCtauglichen Aufnahmen sind für alle Werkzeugschäfte in h6-Qualität geeignet und je nach Typ mit bis zu 205.000 min-1 getestet. Bis heute werden sie ausschließlich am SCHUNK-Stammsitz in Lauffen am Neckar gefertigt.

Einfach, schnell und präzise

„Das Spannsystem funktioniert einfach, schnell und präzise“, fasst Sören Just die Vorzüge von TRIBOS zusammen (Abb. 8). Auf seinem Bearbeitungszentrum Röders Tec RXD setzt er zwei Varianten der Aufnahme ein: TRIBOS-Mini für Werkzeuge mit Schaftdurchmesser 3 und 4 mm sowie TRIBOS-S für 6-mm-Schäfte. Die darin gespannten Kugelfräser und Schleistifte haben in der Regel Schneidendurchmessern zwischen 3 und 1 mm.

Mit 23 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern ist das Dentallabor Just ein Betrieb mittlerer Größe. Seinen Tätigkeitsschwerpunkt sieht Sören Just im qualitativ hochwertigen Zahnersatz zu fairen Preisen. Auf diese Weise behauptet er sich insbesondere auch gegenüber dem Wettbewerb aus Osteuropa.

Verständlich, dass dabei Präzision eine entscheidende Rolle spielt: „Je genauer die Krone, je besser der Rand abdichtet, desto langlebiger ist der Ersatz“, so der Zahntechnikermeister. Entscheidend sei die präzise Passgenauigkeit zum vorhandenen Zahnstumpf. So lasse sich vermeiden, dass Bakterien eindringen und den Zahn schädigen. Das hochpräzise Bearbeitungszentrum von Röders sorgt dafür, dass die Krone rings um den Stumpf extrem genau anliegt. Insbesondere an den filigranen Übergangsbereichen ist maximale Präzision gefragt. Dort beträgt die minimale Wandstärke bei Zirkon 0,6 mm, bei NE-Metallen gerade einmal 0,3 mm. Nach der maschinellen Fertigung der Gerüste werden die Teile anschließend von erfahrenen Zahntechnikern in handwerklicher Feinarbeit manuell verblendet (Abb. 9 u. 10).

Speziell abgedichtet

Speziell für den Einsatz auf Bearbeitungszentren von Röders bietet SCHUNK die TRIBOS Polygonspannfutter in einer verlängerten und komplett abgedichteten Version an. Eine Kegelgeometrie sorgt dabei für eine besonders schlanke Störkontur. Die ist auch nötig, um die bis zu 25 mm hohen Rohlinge umfassend dreidimensional zu bearbeiten. Zudem ermöglicht sie die präzise Längenvermessung direkt in der Maschine. Um zu verhindern, dass Späne oder Schleifstaub in die Aufnahme beziehungsweise in die Spindel eindringen, sind die Schlitze an der Vorderseite der Aufnahme vulkanisiert und die Kühlmittelöffnung an der Rückseite verharzt. Die abgedichteten Sonderaufnahmen gibt es für die Schnittstellen HSK-E 25 und HSK-E 40.