Utvecklingen av skärande verktyg och hållare är en ständigt pågående process som i viss mån styrs av kraven på vad moderna verktygsmaskiner förväntas klara av. Både verktygsmaskiner och skärverktyg utvecklas dessutom för att hålla jämna steg med teknikutvecklingen i stort. Även om utvecklingen av hållare är långsammare än för skärverktygen så har den ändå stor betydelse för bearbetningsprocessen – hållaren utgör ju den fysiska länken mellan skärverktyget och maskinen – och därför behöver naturligtvis även dessa uppdateras för att fungera optimalt med ny teknik.

Den senaste utvecklingen
Utvecklingen just nu syftar till att förbättra verktygshållarnas prestanda och hela det mekaniska system de utgör, dvs funktionella egenskaper som hållfasthet, styvhet, gripkrafter, noggrannhet och vibrationsdämpning. Andra förbättringar syftar till att anpassa dem till allt mer avancerad bearbetningsteknik, till exempel höghastighetsbearbetning – HSM. För att klara de höga centrifugalkrafterna som uppstår vid höghastighetsbearbetning krävs verktygshållare som är välbalanserade och robusta. Här har krympchuckarna verkligen vunnit en plats i framkant inom bearbetningstekniken. Fokus ligger på balansering och det är viktigt att redan innan tillverkning göra teoretiska kalkyler med balansparametrarna. Genom att använda 3D-modellering i moderna CAD-system kan konstruktionen balanseras rätt. Eftersom balanseringen i konstruktionsstadiet avser virtuella objekt, återspeglar den inte exakt den "fysiska" balanseringen av en verklig verktygshållare. Möjligheten att virtuellt balansera potentiella produkter förbättrar dock massbalansen hos dem och gör att den "fysiska" balanseringen sedan går mycket enklare. Vid bearbetning förbättrar en effektiv kylvätsketillförsel både kylningen och smörjningen avsevärt. Högre skärdata kan användas och livslängden ökar på verktygen. Ytterligare ett område där det finns potential för vidareutveckling av hållaren är kylningen. Genom att kombinera additiv tillverkning (AM) med flödesmodellering skapas nya möjligheter att optimera kylvätsketillförseln. Dessutom finns det kylvätskedrivna varvtalshöjare som drivs av kylvattnet från maskinen. På detta sätt går det att uppgradera en maskin till att även klara höghastighetsbearbetning. Genom att använda moduler kan verktygshållaren med hjälp av ett begränsat antal standardkomponenter snabbt anpassas till behoven. På detta sätt behöver man inte hålla lika många verktyg i lager och man blir inte heller lika beroende av specialhållare. Vidareutvecklingen av mångsidiga och tillförlitliga modulära verktygssystem fortsätter därför. Alla delarna i ett bearbetningssystem – maskin, verktygshållare, fixtur och arbetsstycke – bidrar till systemets totala effektivitet och prestanda, så för att förbättra systemet som helhet måste alla delar tas i beaktande. I denna process spelar verktygshållarens vibrationsdämpande egenskaper en viktig roll, särskilt i tillämpningar med lång räckvidd. Ökade rotations- och skärhastigheter kräver att tillverkarna kommer med kreativa tekniska lösningar. Digitaliseringen inom modern tillverkning utgör grunden för morgondagens smarta fabriker och även verktygshållarna berörs av denna utveckling genom att de förväntas finnas i digitala versioner. De nya trenderna inom bearbetningsindustrin är inte begränsade till fysiska sensorer och enheter, utan omfattar även sakernas internet samt utvecklingen av digitala tvillingar för datormodellering som ingår i CAD/CAM och de virtuella tillverkningssystemen. Kraven från metallbearbetningsindustrin att förbättra bearbetningsprocesserna har därför tvingat tillverkarna att förnya sina produktportföljer genom att lägga till virtuella modeller av sina verktygshållare.

Hastighet, kylning och stabilitet
I ISCARs X-STREAM SHRINKIN-sortiment av verktygshållare finns nu även krympchucken SRX-CX som är försedd med kylmedelskanaler längs skafthålet. Hållaren (bild 1) är i första hand konstruerad för höghastighetsbearbetning och är den smalaste krympchucken som också har kanaler för direkttillförsel av kylvätska till skäreggen. Den här nya konstruktionen från ISCAR ger ett utökat användningsområden, särskilt för fräsning av djupa hål och ansatser. Att kylmedlet kan riktas direkt mot skäreggen bidrar till effektiv spånevakuering.

ISCAR har också, som en direkt fortsättning på sitt koncept med smala krympchuckar, introducerat krympchuckar för direkt montering i vanliga ER-spännhylschuckar och drivna enheter (bild 2). Dessa krympchuckar är konstruerade för fastspänning av verktyg med relativt liten diameter (3–12 mm). Skaftet är utformat så att det ger en stabil och tillförlitlig anslutning i chucken.

Verktygshållare som kombinerar fördelarna med termisk krympning, optimerat kylvätskeflöde och stadig och säker montering i en chuck säkerställer hög verktygsprestanda.

Den kylvätskedrivna Micro 90 Jet-spindeln är en liten kompakt varvtalshöjare som snabbar upp arbetet i svåråtkomliga områden. Den består av endast sex delar (bild 3) och möjliggör rotationshastigheter från 35000 till 53000 varv/min medan maskinens huvudspindel står stilla.

WHISPERLINE svarvbommar (bild 4) har en inbyggd dämpkropp som motverkar vibrationer med hjälp av olja som tar upp vibrationer. Dessa svarvbommar möjliggör stabil bearbetning vid långa överhäng. ISCAR har utökat sitt sortiment av vibrationsdämpade svarvbommar.

Ett par av ISCARs ”konventionella" verktygshållare har också förbättrats. ER11-chuckarna har försetts med ultraprecisa spännhylsor och de hydrauliska chuckarna har fått en ny design med tätade reduceringshylsor.

Virtuell montering
3D-modeller av ISCARs standardprodukter (t.ex. verktygshållare och diverse tillbehör som dragbultar, ställskruvar m.m.) finns i företagets elektroniska katalog där det även är möjligt att montera dem virtuellt.

Även om det inte går att beteckna de senaste tekniska framstegen för verktygshållare som några tekniska genombrott, kan man ändå med gott samvete påstå att tekniken på området systematiskt utvecklas för att klara de allt tuffare kraven från verkstadsindustrin. Tekniken för verktygshållare har stor utvecklingspotential och det ska bli mycket spännande att följa framstegen som definitivt väntar framöver. Med nya innovativa lösningar kommer vi att få se alltmer sofistikerade verktygshållare som uppfyller kraven från den moderna verkstadsindustrin.