Was ist eine Vakuum-Spannvorrichtungen?
Eine Vakuum-Spannvorrichtung ist eine Vorrichtung, die aufgrund des durch ein Vakuum erzeugten Unterdrucks Gegenstände ansaugt.
Sie wird manchmal auch als Vakuumspannvorrichtung bezeichnet. Die meisten Vakuum-Spannvorrichtungen für Werkstücke sind tischförmig. Die Oberfläche hat eine Reihe von kleinen Löchern, die mit dem internen Vakuum verbunden sind, und der Unterdruck in diesen kleinen Löchern saugt den Gegenstand an.
Da jedes Objekt mit einer flachen, luftundurchlässigen Oberfläche angesaugt werden kann, können Vakuumspannvorrichtungen für viel mehr Materialarten verwendet werden als Spannvorrichtungen mit Magneten, die nur magnetische Materialien spannen können.
Einsatzmöglichkeiten von Vakuum-Spannvorrichtungen
Vakuum-Spannvorrichtungen werden verwendet, um Materialien und Produkte zu fixieren, z. B. beim Schleifen und Verpacken. Sie werden insbesondere zur Aufnahme von empfindlichen Präzisionsteilen verwendet, die nicht physisch fixiert werden können, von Lebensmittelbehältern, bei denen die Einhaltung von Hygienevorschriften wichtig ist, von nichtmagnetischen Materialien wie Edelstahl und Aluminium, für die magnetische Spannvorrichtungen nicht verwendet werden können, und von elektrischen Bauteilen, die durch Magnetfelder beschädigt werden können.
Vakuum-Spannvorrichtungen sind vor allem bei der Bearbeitung und Beschichtung von Halbleitermaterialien unverzichtbar, die bei Krafteinwirkung leicht beschädigt werden, in Reinräumen gehandhabt werden, um das Anhaften von Staub zu verhindern, und anfällig für Störungen durch Magnetfelder sind. Die Vakuum-Spannvorrichtung kann auch als Trägerplattform für schwebende Werkstücke verwendet werden, indem Luft aus dem Inneren der Vakuum-Spannvorrichtung unter Überdruck statt unter Unterdruck in die kleinen Löcher geleitet wird.
Prinzip der Vakuum-Spannvorrichtungen
Eine Vakuum-Spannvorrichtung ist ein System, bei dem der Raum im Inneren des Tisches vakuumiert wird und das Objekt durch Unterdruck durch die kleinen Löcher in der Tischoberfläche angesaugt wird. Wenn die Unterseite des Objekts mit dem Vakuumraum im Inneren des Tisches in Berührung kommt, wird das Objekt durch den atmosphärischen Druck von anderen Oberflächen als der Unterseite relativ stark unter Druck gesetzt und somit durch die Kraft, die ausgeübt wird, um das Objekt auf den Tisch zu drücken, auf den Tisch gesaugt.
Wenn das Vakuum aufgehoben wird, wird auch die Saugkraft aufgehoben. Das Vakuum kann entweder mit einer Vakuumpumpe oder mit einem Gerät erzeugt werden, das mit Hilfe eines Vakuumejektors und werkseitig gelieferter Druckluft ein Vakuum erzeugt.
Die erforderliche Leistung der Vakuumpumpe oder des Vakuumejektors hängt von der Grundfläche und dem Material des zu vakuumierenden Objekts sowie von der erforderlichen Saugkraft ab, so dass die Größe des Systems von dem zu vakuumierenden Objekt abhängt.
Aufbau der Vakuum-Spannvorrichtungen
Vakuum-Spannvorrichtungen fixieren das zu bearbeitende Werkstück durch Unterdruck. Je nach Anordnung und Größe der kleinen Löcher in der Spannvorrichtung kann es jedoch sein, dass das Werkstück aufgrund seiner Struktur nicht fixiert werden kann.
Wenn der Unterschied zwischen der Größe des Spannfutters und der Größe des flachen Fixierbereichs des Werkstücks gering ist, wird der Druck im Unterdruckbereich wahrscheinlich nicht hoch sein, da es nur wenige kleine Löcher gibt, durch die Luft strömen kann. Wenn jedoch die flache Befestigungsfläche des Werkstücks im Vergleich zur Größe des Futters relativ schmal ist, neigt die Luft dazu, durch die kleinen Löcher zu strömen, und es ist notwendig, Maßnahmen zu ergreifen, um eine sichere Befestigung zu gewährleisten.
Wenn das Werkstück dünn ist, wird nur der Teil in der Nähe des kleinen Lochs weitgehend durch den atmosphärischen Druck festgehalten, so dass es zu Beulen und Verformungen kommen kann.
Arten von Vakuum-Spannvorrichtungen
Vakuum-Spannvorrichtungen aus Keramik können den Nachteil der partiellen Ansaugung durch ihre hochpräzisen kleinen Bohrungen ausgleichen. Die hochpräzise Anordnung der kleinen Löcher von wenigen Mikrometern ermöglicht die Aufrechterhaltung des Unterdrucks auch in Bereichen, in denen sich kein Werkstück befindet. Außerdem lassen sich dünne Gegenstände aufgrund des geringeren Abstands zwischen den kleinen Löchern und der sehr kleinen Poren leichter handhaben.
Je nach Produkt können diese keramischen Hochpräzisions-Vakuum-Spannvorrichtungen auch auf bestehende Vakuum-Spannvorrichtungen aufgesetzt werden, um eine Teilabsaugung zu ermöglichen. Die Vakuum-Spannvorrichtungen haben hauptsächlich die Form von flachen Tischen, können aber auch als zylindrische Saugwalzen mit ähnlicher Funktion ausgeführt werden.
Auf einer zylindrischen Vakuum-Spannvorrichtung können folienartige Gegenstände für den Transport angesaugt werden. Umgekehrt kann man auch Luft ausstoßen, um sie schweben zu lassen. Neben der Kontrollfunktion der Vakuum-Spannvorrichtungen gibt es auch Produkte mit einer Funktion zur Erleichterung der Bewegung von Gegenständen durch Luftblasen und einer Funktion zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern in die kleinen Löcher durch kontinuierliches Ausstoßen eines kleinen Luftstroms.