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Entmagnetisieren

Partikel mittels Entmagnetisierung entfernen

Eine Entmagnetisierung vor der Reinigung ist für das Entfernen von kleinsten Spänen sehr vorteilhaft. Für eine Feinstreinigung ist diese jedoch unerlässlich.

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Der Magnetfeldbetrachter über dem Bauteil visualisiert Restmagnetismus: Unter dem dunklen Feld ist er vorhanden, in den hellen Zonen heben sich Nord- und Südpole auf.
Der Magnetfeldbetrachter über dem Bauteil visualisiert Restmagnetismus: Unter dem dunklen Feld ist er vorhanden, in den hellen Zonen heben sich Nord- und Südpole auf.
( Bild: Maurer Magnetic AG )

Zulieferer können dank dem Einsatz der Maurer Magnetic AG Entmagnetisierungsanlagen die Restschmutz-Anforderungen aus dem Maschinenbau- und Automotive-Bereich erfüllen.

Partikel wirken als Störgrösse in Produktion, Montage und Betrieb von hochwertigen Produkten. Deshalb wird viel Zeit und Geld in Prozesse investiert, um die Partikelbelastung möglichst niedrig zu halten.

Hochlegierte Stahlteile können starken Magnetismus hervorbringen
Hochlegierte Stahlteile können starken Magnetismus hervorbringen
( Bild: Maurer Magnetic AG )

Bei der Restschmutz-Risikobeurteilung sind harte metallische Partikel besonders kritisch, weil sie das größte Störpotenzial in Fertigungsprozessen und Endprodukten darstellen. Hier nur einige von vielen Beispielen:

  • Reinigungsverfahren können metallische Partikel nicht prozesssicher entfernen
  • Oberflächenbeschichtungen haften schlecht oder platzen aufgrund von Verunreinigungen ab
  • Läpp- oder Hohnprozesse verursachen durch Anhaftung des Abriebs Schlieren und Kratzer an bearbeiteten Flächen
  • Ferromagnetische Partikel welche bei der Montage an Lagerteilen anhaften bleiben führen oft zu einem frühzeitigen Ausfall dessen
  • Benzin und Diesel-Einspritzsysteme werden im Betrieb durch Partikel beschädigt

Bei den oben genannten Beispielen ist oft der Bauteilwerkstoff ferromagnetisch. Während der Reinigung herausgelöste Partikel werden vom Bauteil-Restmagnetismus angezogen und lassen sich schon bei kleinen magnetischen Haftkräften durch Reinigungsverfahren nicht mehr prozesssicher entfernen.

Restmagnetismus kann durch verschiedenste Quellen entstehen, dabei ist der Ursprung entweder ein bereits magnetisiertes Werkzeug, welches damit das Bauteil magnetisiert oder ein Prüfverfahren welches ein magnetisches Feld erzeugt. Bei zerspanenden und umformenden Verfahren hinterlässt der Schneiddruck an Bauteilen Magnetismus durch Gefügeumformung. Im Direktkontakt mit magnetischen Spannzeugen können magnetische Abdrücke entstehen.

Auch Fertigungsverfahren wie Schweißen, Nieten, Erodieren sowie elektrochemische Prozesse erzeugen aufgrund elektrischer Ströme Restmagnetismus. Zerstörungsfreie NDT Prüfverfahren können Bauteile besonders stark aufmagnetisieren.

Magnetische Anziehungskraft auf Partikel

Wegen der steigenden Sauberkeitsanforderungen versieht die Industrie ferromagnetische Bauteile zunehmend mit Restmagnetismus-Grenzwerten. Der Restmagnetismus kann sehr gut mit einem Hallelement-Messgerät, wie z.B. dem M-Test LL von Maurer Magnetic AG, gemessen werden. Um dabei mit ausreichender Genauigkeit messen zu können, müssen drei Punkte erfüllt sein:

  • Der Abstand des Messelementes zur Bauteil-Oberfläche soll 0.5 mm betragen, da bei grösseren Abständen kleine feinpolige Felder nicht mehr gemessen werden können. Diese Felder können aber einen erheblichen Einfluss auf das Anhaften von kleinsten Partikel haben.
  • Das Erdmagnetfeld induziert in ferromagnetischen Bauteilen ein Feld, das den Restmagnetismus des Bauteils überlagern kann. Die Messung kann so erheblich verfälscht und unbrauchbar gemacht werden. Eine Null-Gauss-Kammer schirmt das Bauteil gegen das Erdmagnetfeld sehr gut ab und so dessen Einfluss.
  • Da Restmagnetismus auf Oberflächen von Bauteilen punktuell auftreten kann, ist die Messung eines einzelnen Punktes auf einer Oberfläche nicht aussagekräftig genug. Es muss der gesamte relevante Bereich eines Bauteils mit einem Hallelement abgescannt werden um feststellen zu können ob eine Restmagnetismus-Grenze eingehalten wird oder nicht.

Die magnetische Anziehung hängt nicht nur allein von der Feldstärke ab, sondern auch von der Partikelform und vom Feldgradienten. Schlanke Partikel werden stärker angezogen als kugelförmige. Ecken und vorspringende Kanten, etwa von Gewinden, erzeugen aufgrund der Feldkonzentration höhere Feldstärken und Feldgradienten, dadurch werden magnetisierbare Partikel stärker angezogen. Solche Stellen müssen deshalb verstärkt auf Restmagnetismus hin überprüft werden.

Hochleistungsentmagnetisierer Typ HLE mit Leistungsmodul DM
Hochleistungsentmagnetisierer Typ HLE mit Leistungsmodul DM
( Bild: Maurer Magnetic AG )

Die industriell bevorzugte Entmagnetisierungsmethode ist das Verfahren mit niederfrequentem Wechselfeld. Prozesstechnisch relevant sind die Parameter wie die Feldstärke, Anzahl der Schwingungen, die Frequenz, die Präzision der Pulskurve und der Auslauf auf das Nullfeld. Der erfahrungsgemäß wichtigste Parameter ist die Feldstärke.

Die benötigten Prozessparameter werden in Vorversuchen im Technologiezentrum der Maurer Magnetic AG ermittelt. Mittels den festgelegten Prozessparametern wird in Abhängigkeit der Randbedingungen wie Wirkbereich der Spule, Taktrate und Handling eine optimal passende Entmagnetisiermaschine ausgelegt.

In den meisten Anwendungen kommt die sehr energieeffiziente patentierte Puls-Entmagnetisierung zum Einsatz. Die Puls-Entmagnetisierung eignet sich besonders, um komplette Waschkörbe gefüllt mit Schütt-, Setz- oder Schichtgut auf Zuführbändern vor Reinigungsanlagen zu entmagnetisieren. Der Puls wird dabei so ausgelegt dass dieser alle Bauteile gleichermassen entmagnetisiert. Die Taktzeit kann entsprechend der Produktion ausgelegt werden, dabei wird mindestens eine Pulszeit von ungefähr sieben Sekunden benötigt.

Die Maurer Magnetic AG ist weltweiter Technologieführer wenn es darum geht Bauteile vollständig prozesssicher zu entmagnetisieren. Ein Aufmagnetisieren des Bauteils ist daher nicht mehr ohne eine Fremdeinwirkung möglich.

Die Entmagnetisierungsanlagen sind sehr benutzerfreundlich ausgelegt, der Puls kann mittels einem Drucktaster ausgelöst werden. Eine Integration einer Maurer Magnetic AG Entmagnetisierungsanlage in einer automatisierten Produktion ist dank einem breiten Sortiment an Anbindungsmöglichkeiten einfach realisierbar. Zum einen gibt es die Möglichkeit eine Feldbusanbindung (WAGO oder Beckhoff) zu realisieren oder alternativ kann eine potenzialgetrennte PNP-Logik Anbindung verwendet werden.

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