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Entgraten

Spezielle Verfahren rücken auch schwierigen Graten zu Leibe

| Autor / Redakteur: Stéphane Itasse / Stéphane Itasse

Gussteil nach dem thermischen Entgraten. Das Verfahren ist allerdings nicht für alle Werkstücke und Werkstoffe geeignet.
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Gussteil nach dem thermischen Entgraten. Das Verfahren ist allerdings nicht für alle Werkstücke und Werkstoffe geeignet. (Bild: ATL Luhden)

Sacklochbohrungen, Innengewinde, Bohrungsverschneidungen oder empfindliche Materialien stellen besondere Anforderungen an das Entgraten. Welche Verfahren zur Wahl stehen, wenn man mit Abbürsten oder Schleifen nicht mehr weiterkommt, wurde auf der 2. Fachtagung Entgraten & Reinigen dargelegt.

Ein Knopfdruck, ein Knall – und das Bauteil ist innerhalb von Millisekunden vollständig entgratet. Was sich wie ein Wunschtraum anhört, ist beim thermischen Entgraten Realität: Das Werkstück wird in eine Entgratkammer eingebracht, ein Gasgemisch wird eingeleitet und gezündet. Eine Flamme lässt die Grate oxidieren und erlischt, sobald sie das Muttermaterial erreicht. Das Ergebnis sind scharfkantige, aber gratfreie Werkstücke.

„Geeignet sind alle Werkstoffe, die ich oxidieren kann“, erläutert Jörn Struckmann, Geschäftsführer der ATL Anlagentechnik Luhden. In Frage kämen also beispielsweise Stahl, Grauguss, Messing, Zink und Zinkdruckguss sowie thermoplastische Kunststoffe. „Bei Aluminiumlegierungen sollten maximal 5 % Magnesium enthalten sein, sonst hört das nicht so gut auf zu brennen“, schränkt Struckmann allerdings ein. Auch sollte das Werkstück nicht zu dünnwandig sein.

Schwarzes Eisenoxid lässt sich leichter abreinigen

Das Werkstück wird laut Struckmann in einem ersten Schuss mit Sauerstoffüberschuss entgratet. Ein zweiter Schuss mit einem stöchiometrischen Gasgemisch sorge beispielsweise für die Umwandlung des roten Eisenoxids in schwarzes. „Das schwarze Eisenoxid lässt sich leichter abreinigen. Außerdem werden im zweiten Schuss die Oxidperlen entfernt, die beim ersten Schuss entstanden sind, und es entsteht kein Rostansatz“, sagt der ATL-Geschäftsführer weiter.

Als Vorteile dieses Verfahrens sieht Struckmann eine gleichmäßige Entgratung aller Außen- und Innengrate in einem Arbeitsgang bei hoher Prozesssicherheit. Der Prozess beeinflusse bei den meisten Werkstoffen zudem nicht die Oberflächenstruktur, nur bei Kunststoffteilen komme es zu einer Glättung der Oberfläche. „Je nach Werkstoff reicht das Ergebnis von scharfkantig-gratfrei bis zu einer leichten Kantenverrundung bei speziellen Gusswerkstoffen“, verrät Struckmann. Zudem biete das thermische Entgraten eine unerreichte Sauberkeit und schnelle Taktzeiten bei geringen Energiekosten. Dank einfacher Werkstückaufnahmen spiele die Bauteilgeometrie eine untergeordnete Rolle, das Verfahren ist nach Auskunft des ATL-Geschäftsführers auch für Schüttgut geeignet. Auch gebe es keine verschleißenden Werkzeuge.

Thermisches Entgraten eignet sich vor allem bei hohen Stückzahlen

Seine Vorteile kann das thermische Entgraten vor allem bei hohen Stückzahlen ausspielen, wie Struckmann berichtet. Dabei sei die Gratfreiheit dank des universellen Verfahrens auch bei einer Vielzahl unterschiedlicher Typen erreichbar. Bei kleineren Losgrößen würden hingegen die individuell anzufertigenden Vorrichtungen die Kosten in die Höhe treiben.

Für empfindlichere Teile empfahl Patrick Matt, Produktmanager ECM bei der Kennametal Extrude Hone GmbH, das Verfahren Abrasive Flow Machining (AMF), auch Strömungsschleifen oder Druckfließläpen genannt. Dabei wird eine Paste mit abrasiven Partikeln durch das Werkstück gedrückt und entfernt die Grate. „Wir verwenden dafür ein dilatantes Fluid, das heißt, bei einer Änderung der Schergeschwindigkeit ändert sich die Schubspannung“, erläutert Matt. Trifft die Paste also beispielsweise in einer Bohrung auf einen Grat, ändert sich das Fließverhalten und die abrasiven Partikel können den Grat abtragen. „Die Rückstände der Paste lassen sich ausblasen“, sagt Matt weiter, eine Teilereinigung sei aber nach dem AFM-Entgraten in jedem Fall notwendig.

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