Deburring Expo Wie globale Megatrends das Entgraten voranbringen

Autor / Redakteur: Stéphane Itasse / Stéphane Itasse

Politische Forderungen, wie Emissionsminderung oder Klimaschutz, wirken tief bis in die industrielle Produktion hinein. Dies hat nicht zuletzt auch Auswirkungen auf die Anforderungen an die Gratfreiheit, Sauberkeit und das Oberflächenfinish von Bauteilen. Wie sie sich bewältigen lassen, ist auf der Messe Deburring Expo 2019 zu sehen.

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Um höhere Anforderungen an die Entgrat- und Oberflächenqualität zu erfüllen, ist ein systematisches Technik-Monitoring entscheidend.
Um höhere Anforderungen an die Entgrat- und Oberflächenqualität zu erfüllen, ist ein systematisches Technik-Monitoring entscheidend.
(Bild: Benseler Entgratungen)
  • Neue Fahrzeugkonzepte in der Automobilindustrie bringen neue Anforderungen an gratfreie Bauteile mit sich.
  • Anbieter zeigen Werkzeuge für das Entgraten sich kreuzender Bohrungen oder von Hinterschneidungen.
  • Die Bedeutung des Entgratens von Blechen nimmt ebenfalls zu.
  • Neue Medizinprodukteverordnung ab 2020 bringt Anforderungen an das Entgraten mit sich.

Ob neue Fertigungsverfahren, veränderte Füge- und Beschichtungsprozesse beziehungsweise Werkstoffe, der Wandel in der Automobilindustrie, kürzere Produktlebenszyklen und kleinere Losgrößen bis zur Stückzahl 1, regulatorische Veränderungen, wie die neue Medizinprodukteverordnung (MDR – Medical Device Regulation), die digitale Transformation sowie nicht zuletzt strengere Energieeffizienz- und Klimaschutzziele: Fertigungsunternehmen werden in zahlreichen Branchen mit neuen oder veränderten Anforderungen konfrontiert. Auch wenn es auf den ersten Blick nicht offensichtlich ist, Fertigungsschritte wie das Entgraten, Reinigen und die Herstellung von Präzisionsoberflächen nehmen dabei eine qualitätsentscheidende Rolle ein. Damit steigt ihre Bedeutung als Qualitätsfaktoren, wie das Unternehmen Fairxperts als Organisator der Messe Deburring Expo vom 8. bis 10. Oktober in Karlsruhe mitteilt.

Deutlich wird dies beispielsweise an den Entwicklungen in der Automobilindustrie. Bei Elektrofahrzeugen beschäftigen sich die Hersteller mit verschiedenen Konzepten: Hybridfahrzeuge, reine Elektrofahrzeuge mit Batterien oder mit Brennstoffzellen und auch optimierte Verbrennungsmotoren, die beispielsweise mit alternativen Kraftstoffen betrieben werden. Bei jeder dieser Varianten ergeben sich unterschiedliche Anforderungen an die Oberflächengüte. Wege für emissionsärmere und sparsamere Ottomotoren, ob für den Einsatz in Hybridmodellen oder als alleiniger Antrieb, sind unter anderem das weitere Hubraum-Downsizing, Hochaufladung, selbstzündende Benziner, effektivere Steuerungssysteme sowie effiziente und intelligente Getriebe.

Neue Anwendungen erfordern bessere Oberflächenqualität

Verbunden damit sind höhere Ansprüche an die Oberfläche der Bauteile. So macht beispielsweise der höhere Leistungsgrad bei den Turboladern für die Hochaufladung eine präzisere Fertigung, absolute Gratfreiheit sowie Oberflächen mit minimalem Reibungswiderstand notwendig – und das in einem Ausmaß, wie es bisher nur im Motorsport gefordert wurde. Durch den Trend zu höherwertigen Werkstoffen wie geschmiedetem Edelstahl statt Stahl für Einspritz-Verteilerschienen steigen die Anforderungen an die Entgratung ebenfalls, besonders an den Bohrungsverschneidungen.

Für Aufgaben dieser Art, insbesondere in der automatisierten Fertigung, zeigt Dr. Beier-Entgrattechnik auf der Messe in Halle 1, Stand 106, seine HSD-Entgratwerkzeuge. Der Vorteil liegt im Entgraten sämtlicher Querbohrungen bei dem Werkzeugeinsatz in der Hauptbohrung. HSD-Entgratwerkzeuge können bei Stufenbohrungen oder Bohrungen in verschiedenen Lagen kombiniert werden. Mehrere Verschneidungen werden so mit einem Werkzeug in einem Schritt entgratet. Solche HSD-Werkzeuge werden bei der Wellenfertigung im Dauerbetrieb eingesetzt. Es können Querbohrungen mit einem Durchmesser von bis zu 1 mm und darüber entgratet werden. Kommen mehrere Schneiden in einer Ebene zum Einsatz, kann schneller entgratet werden. Die einfach auswechselbaren Schneiden erreichen sehr hohe Standzeiten und werden optional beschichtet.

Entgraten einer Bohrung bleibt herausfordernd

Für das prozesssichere Entgraten von Bohrungen im Durchmesserbereich von 0,80 bis 16 mm hat auch GMO-Tools (Halle 1, Stand 124) einen Entgrater entwickelt. Der Aufbau des Werkzeugs ermöglicht eine stufenlose Anpassung an den jeweiligen Bohrungsdurchmesser mit nur wenigen Handgriffen. Er kann für die Entgratung gewölbter Kanten ebenso eingesetzt werden wie für die Außen- und Innenentgratung. Durch die Qualität der Hartmetallschneiden werden sowohl eine hohe Standzeit als auch ein konstant präzises Entgratergebnis erzielt.

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Deburring Expo widmet sich Entgrattechnik und mehr Mit welchen Verfahren lassen sich die höheren Anforderungen an die Entgratqualität und Oberflächengüte prozesssicher und wirtschaftlich erfüllen? Welche neuen Technologien stehen für die Fertigungsschritte Entgraten, Reinigen und Oberflächenfinish zur Verfügung? Was ist bei der Auswahl des optimal geeigneten Verfahrens zu beachten? Wie lassen sich Entgrat- und Oberflächenfinish-Prozesse automatisieren und verketten? Antworten auf diese und viele weitere Fragen bietet die Deburring Expo vom 8. bis 10. Oktober 2019 auf dem Messegelände Karlsruhe. Das Ausstellungsportfolio umfasst Anlagen, Systeme und Werkzeuge für das Bandschleifen, Bürsten, Strömungsschleifen (Druckfließläppen), Gleitschleifen, Strahlen mit festen und flüssigen Medien, Strahlspanen, magnetabrasive Feinentgraten, Ultraschallentgraten, chemische Badentgraten, elektrochemische Entgraten (ECM), Elektronenstrahlentgraten, thermisch-chemische Entgraten (TEM), mechanische Entgraten, Polierläppen, Polierhonen, elektrolytische Polieren, Plasmapolieren, Laserpolieren, Tauch- und Bürstpolieren, Systeme für die industrielle Bauteilreinigung, Mess-, Prüf- und Analysesysteme für die Qualitätskontrolle sowie Fachliteratur.

Weitere Informationen finden Sie unter: www.deburring-expo.de

Die Kempf GmbH (Halle 1, Stand 106 und 216/315) zeigt auf der Messe ein breites Spektrum an Entgratwerkzeugen. So ist das HSD-Werkzeug in der Lage, sich kreuzende Bohrungen und Kanten schnell und prozesssicher zu bearbeiten. Die Burr-Off-, Burraway- und GMO-Werkzeuge sind wirtschaftlich, um Vorder- und Rückseiten von Bohrungen zu entgraten. Das Highlight bei der Entgratbearbeitung von 3D-gekrümmten Kanten ist das Xebec-Entgratsystem Back-Burr Cutter and Path, das laut Hersteller als bisher einziges Werkzeug auf dem Markt während der Bearbeitung den Fräserschnittpunkt versetzen kann und mit dem nie da gewesene Standzeiten erreicht werden. Für Grate, die schwer zu erreichen sind, bietet Lessmann (Halle 1, Stand 102) Innenbürsten an. Sie eignen sich, um Bohrungen, Querbohrungen oder O-Ring-Einstiche in komplexen Werkstücken zu entgraten. Die Ausführung der Bürsten richtet sich nach dem Material des Werkstücks und der Größe des Grates. Je nach gewünschtem Bürstergebnis kommen als Besatzmaterial Drähte oder Schleifnylon zum Einsatz.

Ohne Werkzeug lassen sich schwer zugängliche Grate thermisch entfernen, sofern der Werkstoff nicht zu leicht brennbar ist: Beim thermischen Entgraten, auf der Messe vorgestellt von ATL Anlagentechnik Luhden (Halle 1, Stand 301), wird der abzutragende Grat verbrannt. Dazu werden die Werkstücke in eine Entgratkammer gelegt und diese dicht verschlossen. Über ein Gasdosiersystem wird ein definiertes Gemisch aus Brenngas und Sauerstoff in die Entgratkammer geleitet und gezündet. Bei der anschließenden Verbrennung entstehen Temperaturen von 2500 bis 3300 °C; der Grat verbrennt.

Elektromobilität braucht gratfreie Bauteile

Andere Herausforderungen ergeben sich bei der Herstellung von Komponenten für die Elektromobilität. Hier werden mehr Stanzbiegeteile verbaut, beispielsweise Lamellenpakete für Elektromotoren, Brennstoffzellenstapel aus umgeformten Blechteilen oder auch elektrische Leiter und Kontakte. Eine saubere Entgratung dieser Teile ist elementar für die Funktionsfähigkeit und Sicherheit der Fahrzeuge. Entgraten lassen sich solche Bauteile zum Beispiel mittels Gleitschleifen. Dafür bietet Avatec (Halle 1, Stand 312) seine neue Anlage TE 60R mit integrierter Separierung und Schleifkörper-Rückförderung. Forplan (Halle 1, Stand 504/605) zeigt mit der FPW 60 Liter Turbo-Automat eine besonders kompakte Tellerfliehkraftanlage, die auf 4 m² das Reinigen, Separieren und Trocknen von Bauteilen ermöglicht. Ein breites Spektrum an Maschinen für das Gleitschleifen zeigen zudem Rösler Oberflächentechnik (Halle 1, Stand 116/219 und 318/421), Gostol (Halle 1, Stand 713) und Vibromak (Halle 1, Stand 708).

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Eine andere Möglichkeit bietet das Abschleifen der Grate. Zum beidseitigen Entgraten und Kantenverrunden von gestanzten, laser- und feinplasmageschnittenen Platinen in einem Arbeitsgang hat Lissmac (Halle 1, Stand 118/221) die Schleif- und Entgratmaschinen SBM-L 1000 G1S2 und SBM-L 1500 G1S2 entwickelt. Die Platinen treffen in der Maschine zunächst auf ein oben und unten angeordnetes Schleifbandaggregat. Diese Aggregate befreien die Platinen von Schneidspritzern und starken Graten an den Schneidkanten. Anschließend durchlaufen die Platinen jeweils zwei oben und zwei unten installierte Schleiflamellenaggregate, welche die Schnittkanten verrunden. Die Schleiflamellenaggregate arbeiten ebenfalls gegenläufig.

Über die Antriebsart hinaus existieren in der Automobilindustrie noch weitere Trends, die zu höheren Anforderungen bei der Entgratqualität und dem Oberflächenfinish führen. Dazu zählen Assistenzsysteme: Ob Kamerasystem oder Sensor, diese Detektoren funktionieren nur dann einwandfrei, wenn kein Grat ihre Eigenschaften beeinflusst. Darüber hinaus spielen optische und dekorative Faktoren eine zunehmende Rolle. Fahrzeugscheinwerfer beispielsweise werden durch ihre klaren Frontscheiben zu wichtigen Designelementen, sodass auch hier Wert auf gratfreie und ausgearbeitete Oberflächen gelegt wird. Für solche Aufgaben bietet der Spezialist für CO2-Schneestrahlreinigung ACP Systems (Halle 1, Stand 333 und 318/421) sein Verfahren auch zum Entgraten harter und spröder Kunststoffe wie PEEK oder PPS an. Dabei wird flüssiges CO2 durch eine Düse geleitet, mithilfe von Druckluft gebündelt und beschleunigt. Trifft der –78,5 °C kalte Strahl auf die Teileoberfläche, wirken mehrere Effekte: So kommt es zu einer lokalen Versprödung der Grate. Durch die schlagartige Volumenvervielfachung bei der Sublimation des CO2-Schnees entstehen Mikrodruckwellen. Die Kraft bei deren Ausbreitung löst die Grate ab. Gleichzeitig entfernen die Wirkmechanismen partikuläre und filmische Verunreinigungen.

Medizintechnik muss auf Partikelfreiheit achten

Ein weiteres wichtiges Verfahren auf der Deburring Expo ist das elektrochemische Entgraten (ECM). Dafür stellt Extrude Hone (Halle 1, Stand 212/311 und 318/421) die neue Eco+ vor. Auch der Dienstleister Benseler Entgratungen (Halle 1, Stand 202 und 318/421) hat mit einer neuen ECM-Anlage sein Angebot ausgebaut. Ihre Zwillingsfunktion erlaubt schnelle Auftragswechsel und ein Maximum an Durchsatzleistung.

Auch bei den medizintechnischen Produkten verändern sich die Prioritäten: Lag der Fokus bisher hauptsächlich auf der Biokompatibilität, nimmt die neue MDR, die nach bisherigem Stand ab 20. Mai 2020 verpflichtend wird, erstmals auch Partikel ins Visier. Darin heißt es in Anhang 2 unter anderem: Die Produkte werden so ausgelegt und hergestellt, dass die Risiken durch Stoffe oder Partikel, die aus dem Produkt freigesetzt werden können, einschließlich Abrieb, Abbauprodukten und Verarbeitungsrückständen, so weit wie möglich verringert werden. Dies betrifft die Entgratung, denn es soll verhindert werden, dass beispielsweise ein Schleifgrat einer Kanüle oder ein Fertigungsrest an einer Pedikelschraube oder einem Implantat in den Körper des Patienten gelangt und ihn schädigt.

Unter anderem für die Medizintechnik hat Perfect Finish (Halle 1, Stand 501 und 318/421) die Maschinen des Typs PFM Vario entwickelt. Ein Vorteil dieser Strömungsschleifanlagen ist, dass auch Bauteile bis zu einem Durchmesser von 650 mm und einer Bauhöhe von 800 mm bearbeitet werden können. Durch ihre variable Bauweise ist es möglich, die Strömungsschleifanlagen in kurzer Zeit auf andere Bauteilgrößen umzurüsten.

In nahezu allen Industriebereichen sind Spezifikationen zur technischen Sauberkeit heute eine Selbstverständlichkeit. Je strenger diese sind, desto höher ist der Reinigungsaufwand, um die Vorgaben zu erfüllen. Und trotzdem: Häufig zeigt die Sauberkeitskontrolle nach der Reinigung, dass noch unzulässige Partikel vorhanden sind. Dabei handelt es sich oft um Grate, die sich während der Prüfung abgelöst haben. Eine zuverlässige Entgratung, bei der je nach geforderter Sauberkeit auch Feinstgrate entfernt werden, wird dadurch zur Voraussetzung, um die Sauberkeitsspezifikationen zu erreichen.

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