Entgraten/Teilereinigung Bessere Ergebnisse mit weniger Aufwand

Autor: Stéphane Itasse

Mehr Sauberkeit, weniger Kosten – dieser Spagat der Anforderungen ist für die Hersteller von Anlagen zur Teilereinigung oder zum Entgraten Alltag. Doch auch wenn es unvereinbar klingt: Auf der AMB 2016 sind einige Neuerungen zu sehen, die diese scheinbaren Gegensätze zusammenbringen.

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Im Inneren viel Neues: Für seine Teilereinigungsanlagen hat Mafac ein neues System entwickelt, das schwer zugängliche Bauteilbereiche gezielt reinigt.
Im Inneren viel Neues: Für seine Teilereinigungsanlagen hat Mafac ein neues System entwickelt, das schwer zugängliche Bauteilbereiche gezielt reinigt.
(Bild: Mafac)

Um bei der Teilereinigung auch Hinterschneidungen, winklige Kanäle, Sacklochbohrungen oder andere schwierige Geometrien zu säubern, lassen die Anwender ihre Maschinen oft so lange laufen, bis auch der letzte Bauteilwinkel gereinigt ist. Betrachtet man die offen liegenden Bauteilflächen, ist das freilich eine Zeit- und Energieverschwendung, da sie wesentlich länger gereinigt werden als nötig. Hier setzt Mafac mit seiner Neuerung an: Ein neues Verfahren sorgt dafür, dass nur noch dort länger gereinigt und getrocknet wird, wo es nötig ist.

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Herzstück des Systems ist laut Hersteller ein spezielles Werkstück-Positioniersystem mit neu entwickelter Zentrallagerkinematik. Dabei sorgen Mediumdüsen im Werkstückträger für die gezielte Beaufschlagung der Funktionsgeometrien, während die flächigen Sekundärgeometrien weiterhin global bearbeitet werden. In Kombination mit der patentierten gegenläufigen Rotationsbewegung von Korbaufnahme- und Spritzsystem entstehen Verwirbelungen, die eine An- und Durchströmung schwer erreichbarer Konturen ermöglichen. Partikuläre und filmische Verunreinigungen werden dadurch effektiv und mit reproduzierbarem Ergebnis entfernt. Je nach Werkstück kann die Beaufschlagung individuell bestimmt und programmiert werden.

Gezielte Bauteilreinigung spart mindestens 20 % der Taktzeit ein

Mit dieser Neuerung lassen sich Prozesszeiten verkürzen und Durchsätze erhöhen. „Wir haben die Ergebnisse noch nicht genau validiert, aber wir sparen mindestens 20 bis 30 % an Taktzeit. Auch die Energieeinsparungen liegen deutlich im zweistelligen Prozentbereich“, sagte Mafac-Entwicklungsleiter Joachim Schwarz im Gespräch mit MM MaschinenMarkt. Somit kann der Reinigungsprozess mit weniger Temperatur und Chemie erfolgen. Dies spart nicht nur Energie, sondern schont auch Ressourcen. Zudem ermöglichen verschiedene Werkstück-Positioniersysteme, kombiniert mit der flexiblen Steuerung, die Reinigung unterschiedlicher Teile auf ein und derselben Maschine.

Geeignet ist das neue Verfahren für zahlreiche Werkstücke mit komplexen innen liegenden Geometrien verschiedener Branchen wie des Maschinenbaus, der Automobilindustrie, der Medizintechnik, der Druckgussindustrie oder der Hydraulik. Auch mittels 3D-Druck hergestellte Produkte lassen sich damit zuverlässig und sicher reinigen.

Pero zeigt besonders kompakte Vollvakuum-Teilereinigungsanlage auf der AMB 2016

Der Konkurrent Pero AG stellt auf der AMB 2016 erstmals seine Teilereinigungsanlage R0 vor, eine besonders kompakte Vollvakuumanlage. „Wir haben uns für dieses Modell entschieden, weil sich darin die gesamte Technologie aktueller Reinigungsanlagen für Nassverfahren mit gängigen Lösemitteln, modifizierten Alkoholen und Kohlenwasserstoffen wiederfindet“, sagt Michael Ickert, Assistent der Geschäftsleitung der Pero AG. Die Teilereinigungsanlage R0 ist laut Hersteller für die Zwischen- und Endreinigung sowie das Erreichen der technischen Sauberkeit bei kleinen Teilen konzipiert. Wird sie mit zwei Medientanks ausgeführt, erlaubt sie eine Auswahl der Prozesskombinationen Reinigen und Spülen beziehungsweise Reinigen und Konservieren.

Auch einen neuen Ansatz für mehr Effizienz in der Teilereinigung stellt BVL Oberflächentechnik auf der AMB vor. Unter dem Begriff Smart Cleaning hat der Anlagenhersteller sieben Apps für die Überwachung und automatisierte Steuerung der Reinigungsanlagen auf den Markt gebracht. Das Unternehmen bereitet so nach eigenen Angaben den Weg für Industrie 4.0: die digitale Vernetzung der Reinigungsanlage, um die gesamte Produktion zu optimieren.

Apps machen eine effiziente Teilereinigung für den Bediener einfacher

Mit der App Reinigermanagement zum Beispiel lässt sich die Reinigerkonzentration dauerhaft konstant auf dem gewünschten Niveau halten. Der Anlagenbediener wird entlastet, denn das manuelle Nachdosieren entfällt. Der geplante Badwechsel-Timer soll den optimalen Zeitpunkt für den Badwechsel in der Anlage vorhersagen.

Andere Apps, wie die Trocknungssteuerung oder das Abluftmanagement, regeln die Temperatur in der Trocknungszone oder dem Vakuumtrockner, um den Trockenvorgang zu optimieren. Die App reduziert Zeit und Energieeinsatz auf das nötige Minimum.

Weitere Apps unterstützen den Bediener dadurch, dass sie rechtzeitig eine erforderliche Wartung oder die Lebensdauer von Verbrauchsmaterial anzeigen. Der Produktionsablauf kann somit geplant und eine Anlagenstörung vermieden werden. Das Risiko eines Produktionsstillstandes und damit verbundener Kosten werden reduziert.

Teilereinigungsanlagen können einzelne Funktionen jetzt selbst steuern

Eine eigens entwickelte Software befähigt die Anlage zur Selbststeuerung einzelner Funktionen, sodass für jeden Reinigungsvorgang optimale Einstellungen genutzt werden. Damit wird der Betrieb optimiert, vorausschauende Diagnosen und Wartungen werden möglich.

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Um die steigenden Sauberkeitsanforderungen der Automotive-Branche zu erfüllen, ist BVL als Hersteller von Teilereinigungsanlagen jetzt auch in das Entgraten eingestiegen. Ein Beispiel dafür ist eine Anlage für die Reinigung von Getriebeteilen für einen großen deutschen Automobilhersteller bei der LTH Castings d.o.o. in Slowenien.

Hersteller von Teilereinigungsanlagen bietet jetzt auch Wasserstrahlentgraten

Dazu lieferte BVL eine Hochdruck-Entgratanlage Geyser mit integriertem Robotersystem. Der Geyser entfernt Späne, Grate und selbst stark anhaftende Verunreinigungen mit einem Hochdruck-Wasserstrahl durch rotierende Mehrfachdüsen oder Einzellanzen. Durch dessen kinetische Energie verformt sich der Grat, bricht und löst sich vom Bauteil. So können Späne, Grate und sonstige Verunreinigungen selbst bei schwer zugänglichen Entgratstellen wie Bohrungen, Sacklöchern und Hinterschneidungen problemlos und sicher entfernt werden.

Spritzwassergeschützte Roboter gewährleisten das effiziente und sichere Bauteilhandling. Die Robotertechnik ermöglicht maximale Flexibilität bei Bewegungsradius, Umrüstung auf sich ändernde Bearbeitungsfolgen und neuen Geometrien.

Das Verfahren der Anlage ist umweltschonend und wurde speziell für Bauteile mit komplexen Geometrien konzipiert, wie es heißt. Dadurch eignet sich der Geyser für Werkstücke mit hohen Ansprüchen an Sicherheit und Sauberkeit. Dank kurzer Taktzeiten ist die Anlage effizient und für die Serienfertigung bei mittleren und großen Stückzahlen geeignet.

Roboter übernimmt das Handling beim Gleitschleifen

Für das Entgraten, Schleifen, Glätten, Verrunden und Polieren von Präzisionsbauteilen präsentiert Rösler Oberflächentechnik eine Neuheit erstmals auf der AMB: Roboter ermöglichen die Handhabung der Werkstücke während des berührungsfreien, vollautomatischen Gleitschliffprozesses. Dadurch können geometrisch komplexe Bauteile nicht nur vollflächig, sondern prozesssicher und effizient auch selektiv bearbeitet werden.

Die Oberflächen geometrisch komplexer Präzisionsteile müssen häufig strenge Spezifikationen, beispielsweise hinsichtlich Entgratung, Oberflächenrauigkeit und Glanzgrad, aufweisen. Eine Aufgabe, die bisher mit nicht reproduzierbarer Handarbeit oder aufwendigen Automatisierungskonzepten gelöst wird. Beides geht zulasten der Wirtschaftlichkeit und damit der Wettbewerbsfähigkeit. Das Surffinishing von Rösler eröffnet hingegen neue Perspektiven für die berührungsfreie Trocken- und Nassbearbeitung.

Jedes Werkstück kann eine eigene Gleitschliff-Bearbeitung erhalten

Bei der auf dem bewährten Schleppfinishen basierenden Gleitschlifftechnik erfolgt das Teilehandling durch einen Sechs-Achs-Knickarmroboter. Er entnimmt die Werkstücke mit einem teileangepassten Greifsystem und taucht sie in den mit Schleifmedium gefüllten, rotierenden Arbeitsbehälter ein. Anschließend bewegt er das Bauteil durch das Medium. Der Roboter kann das Werkstück dabei neigen, rotieren sowie stationär führen. Auf diese Weise lässt sich eine selektive Bearbeitung realisieren. Je nach Größe des Arbeitsbehälters und Werkstücks kann ein Surffinisher mit bis zu drei Robotern eingesetzt werden.

Während des Entgrat-, Schleif- oder Verrundungsprozesses rotiert der Arbeitsbehälter mit der im Programm festgelegten Geschwindigkeit von maximal 80 min–1. Zusammen mit der Werkstückbewegung entsteht ein hoher Druck zwischen Bauteil und Schleifmedium, durch den das gewünschte Ergebnis reproduzierbar in vergleichsweise sehr kurzen Zykluszeiten erzielt wird. Die Möglichkeit, Bearbeitungsprogramme in der Anlagensteuerung zu hinterlegen, macht das Surffinishing flexibel. Abhängig von der Auswahl des Bearbeitungsmediums, der Prozessart (Trocken- oder Nassbearbeitung), der Rotationsgeschwindigkeit des Arbeitsbehälters und der Bewegung sowie dem Eintauchwinkel des Werkstücks reicht das Anwendungsspektrum von aggressivem Entgraten und Verrunden über das Schleifen bis hin zum Hochglanzpolieren, wobei Ra-Werte von kleiner 0,04 µm erzielt werden können – und das automatisch auch an definierten Bauteilbereichen.

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