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Jenseits vom Mittelmaß

Rauf mit der Wertschöpfung: Wie eine Vakuumpresse gewinnbringend eingesetzt wird
Jenseits vom Mittelmaß

Spricht man heutzutage in der Holzbearbeitung von Wertschöpfung, so gehen die Gedanken häufig zuerst in Richtung Kostenoptimierung durch Verbesserung der Arbeitsabläufe, Digitalisierung oder auch Vernetzung. Der wichtigste Grundsatz sollte allerdings stets die Befriedigung von Kundenbedürfnissen sein. Eine Vakuumpresse bietet hierbei in vielerlei Hinsicht spannende Möglichkeiten, die Erwartungen des Kunden zu übertreffen. Wir erklären, was die Technik kann und wie sie funktioniert.

Stefan Katzer

Seit jeher begeistern Möbelbauer und holzbearbeitende Betriebe ihre Kunden mit ihrer Kreativität und dem meisterhaften Umgang mit verschiedensten Materialien. Die Optimierung aller Arbeitsabläufe und die durch Industrie 4.0 ständig fortschreitende Automatisierung ändert nichts am Grundgedanken dieser Berufszweige: „Den Kunden mit seinen Bedürfnissen in den Mittelpunkt stellen, ihm sowohl alltägliche als auch außergewöhnliche Wünsche erfüllen und ihm am Ende ein neues Lieblingsstück liefern.“ Denn egal ob Privat- oder Geschäftskunde, im Kern sind wir alle gleich: Wir erfreuen uns an außergewöhnlichen Meisterwerken und lieben das angenehme Gefühl einer schönen Form und einer perfekten Oberfläche.

Da bei der Realisierung der vielseitigen Kundenwünsche natürlich auch die wirtschaftlichen Aspekte eine große Rolle spielen, ist der Stellenwert der Vakuumpresse als sinnvolle Ergänzung im Maschinenpark in den letzten Jahren rapide gestiegen. Je nach Ausführung können Formteile aus Biegesperrholz oder Mineralwerkstoff hergestellt werden, ohne dass zur Schablone auch noch eine Gegenschablone gefertigt werden muss. Bauteile werden mit Furnier, Schichtstoffen, Leder, 3D-PVC-Folie und weiteren Materialien ummantelt und individualisiert. Das gilt auch für Kunststoffe und Faserverbundwerkstoffe aus der Composite-Industrie.

Bei einer Membranpresse mit 3000 x 1400 mm wirken bei maximalem Vakuum satte 42 Tonnen auf die gesamte Fläche, die auf jeden Quadratmillimeter exakt gleich drücken. Daher werden die Vakuumpressen auch immer beliebter, wenn es um das flächige Furnieren oder das Belegen mit Schichtstoff geht. Neben der perfekten Druckverteilung ist die Membran der Presse nämlich gleichzeitig sehr schonend im Umgang mit den Oberflächen. Erzeugt wird das Vakuum in der Regel mit einer Drehschieberpumpe. Man unterscheidet zwei Modelle:

  • Eine ölumlaufgeschmierte Vakuumpumpe evakuiert ca. 99,9 % des umgebenden Luftdrucks, gewährleistet einen maximalen Pressdruck von ca. 10 t/m² und senkt den Siedepunkt von Wasser auf unter 20 °C. Bei der Verwendung von Weißleim werden die Leimzeiten dadurch stark gesenkt, wodurch dieses Modell bei holzbearbeitenden Betrieben meist bevorzugt wird.
  • Eine trockenlaufende Vakuumpumpe erreicht ein Vakuum von 85 bis 90 %, was zu einem Pressdruck von ca. 8,5 bis 9 t/m² führt und den Siedepunkt von Wasser auf ca. 60 °C sinken lässt.

Auch bei der Membran stehen für die verschiedenen Anwendungen zwei sehr dehnfähige Varianten zur Auswahl:

  • Eine Membran aus Naturkautschuk hat eine hohe Rückstellfähigkeit und Kerbfestigkeit und ist bei der Holzbearbeitung erste Wahl.
  • Da Silikonmembranen eine Temperaturbeständigkeit von bis zu 230 °C haben, eignen sie sich optimal für die thermoplastische Verformung von Materialien wie Mineralwerkstoff und Kunststoff.

So funktioniert eine Vakuumpresse

Die Funktionsweise einer Vakuumpresse ist schnell erklärt, mit den vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten hingegen könnte man Bücher füllen: Zwischen der Membran und der ebenen Arbeitsfläche wird ein dichter Pressraum geschaffen, der mithilfe der oben erwähnten Vakuumtechnik evakuiert wird. Je höher nun die Differenz zwischen dem Druck im Pressraum und dem umgebenden Luftdruck wird, desto stärker drückt die Atmosphäre auf das Werkstück. Vergleichen kann man dieses physikalische Gesetz mit einem U-Boot im Meer: Im U-Boot herrscht der Luftdruck wie auf Meereshöhe, die Differenz zum Wasserdruck steigt aber mit jedem Meter, den das U-Boot tiefer abtaucht. Einfach gesagt befinden wir uns auf dem Grund eines riesigen Luftmeeres, und von oben und von allen Seiten drückt eine enorme Luftsäule auf den Pressraum der Vakuumpresse, sobald der Druck im Pressraum verringert wird. Deswegen müssen ein U-Boot und eine Schablone für die Formverleimung ausreichend stabil gebaut werden.

Zeit sparen bei der Formverleimung

Die Formverleimung ist zweifelsfrei die Paradedisziplin der Vakuumpresse, da hier mit geringem Aufwand beeindruckende Endergebnisse erzielt werden können. Dabei kann auf den Einsatz einer Gegenschablone verzichtet werden, was Zeit und Material spart. Da immer 100 % der verfügbaren Leimfläche genutzt werden, ergeben sich auch bei der Leimwahl mehr Möglichkeiten als bei der klassischen Formverleimung.

Furnieren von Flächen und Belegung mit Schichtstoff

Bei herkömmlichen Furnierpressen muss viel Energie aufgewendet werden, um die Leimzeiten zu verkürzen. Da unter Vakuum die Siedetemperatur von Wasser gesenkt wird, kommt man dagegen mit ca. 150 W/h aus, was diese Technik schon allein aus Gründen der Nachhaltigkeit zu einer interessanten Alternative macht. Zudem ist die Vakuumpresse ohne jede Vorheizzeit sofort einsatzbereit, und sorgt auch bei Differenzen im Trägermaterial, der Furnierstärke und der Leimmenge für ein perfektes Endergebnis.

Ummantelungen mit Furnier und anderen Materialien

Gestaltung und Design machen Werkstücke einzigartig. Mit einer Vakuumpresse kann der Anwender seiner Kreativität freien Lauf lassen und das Trägermaterial mit verschiedensten Materialien ummanteln. Eine optische Harmonie wird zum Beispiel dann erreicht, wenn bei einem Werkstück für die Ummantelung von Profilen das gleiche Furnier wie für die Flächenverleimung verwendet wird.

Anleimen, Aufleimen, Verleimen

Da der atmosphärische Druck von allen Seiten absolut gleich wirkt, können auch Kanten und Glasleisten angeleimt werden. Dekorelemente und Intarsien lassen sich ohne viel Aufwand aufleimen und auch zwei Kanthölzer für einen Treppenpfosten sind schnell verleimt.

Thermoplastische Verformung

Mineralwerkstoffe und Kunststoffe lassen sich in der Vakuumpresse perfekt in Form bringen. Für die schonende Erwärmung finden entweder Heizplatten oder Heißluft-Systeme Verwendung. Bei den Crossflow-Vorheizstationen vom MSM-Partner Global werden die Werkstoffe von einem geschlossenen Luftkreislauf umgeben. Hohe Temperaturunterschiede werden somit vermieden und eine gleichmäßige Erwärmung von der Werkstückmitte bis in die Ecken gewährleistet.

Neue Disziplin: die Sublimation

Mit der Vakuumtechnik kann aus den Mineralwerkstoffen und Kunststoffen aber noch wesentlich mehr Potenzial herausgekitzelt werden. Bei der Sublimation werden Farbpigmente durch ein optimal abgestimmtes Zusammenwirken von Hitze und Unterdruck direkt in die Oberfläche des Werkstoffes übertragen. Die sublimierten Werkstücke können dann mit der Vakuumpresse auch noch thermoplastisch verformt werden. Durch eine Hinterleuchtung können zusätzliche Akzente gesetzt werden.

Ähnlich wie bei einer 5-Achs-CNC liegt es also auch bei der Vakuumpresse an der Kreativität des Anwenders, wie viel des vorhandenen Potenzials der Technik genutzt wird. Wertschöpfung entsteht, wenn Kundenanforderungen erfüllt werden. Wer die Kundenwünsche allerdings weit übertrifft, kann die Wertschöpfung enorm steigern, und zwar in einen Bereich jenseits vom Mittelmaß.


Der Autor

Stefan Katzer ist bei der MSM Maschinenbau GmbH mit Sitz in 97318 Kitzingen verantwortlich für Vertrieb und Marketing.

www.msm-maschinenbau.de

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