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maschine+werkzeug 06/2010

Dem Grat auf die Pelle gerückt

Technik - Maschinen

Entgraten - Das Entgraten ist kein Kernprozess und wird als notwendiges Übel betrachtet. Die Emag ECM GmbH bietet nun als erstes Unternehmen den gesamten Zerspanungsprozess inklusive dem Entgraten aus einer Hand.

Werkstücke mit komplexer Formgebung weisen häufig schwer zugängliche Bearbeitungsstellen auf. Hinterschnitte, Taschen oder auch innen liegende Bohrungsverschneidungen stellen an die mechanische Bearbeitung meist keine große Herausforderung. Dies ändert sich jedoch häufig beim notwendigen Entgraten, denn hier muss auch an schwer zugänglichen Stellen der Grat sauber und ohne negative Beeinflussung des Materials entfernt werden.

Mit den bisher eingesetzten mechanischen, thermischen Verfahren oder auch der Wasserstrahltechnologie sind aber häufig weder die beabsichtigte Produktivität, noch die gewünschte Wirtschaftlichkeit und Reproduzierbarkeit zu erzielen. Speziell bei der Mittel- und Großserienfertigung wird auf höchste Qualität Wert gelegt, denn innen liegende Grate und Gratfahnen können die Funktion von Bauteilen erheblich beeinträchtigen.

Abtragen ohne Funkenbildung

Eine andere Schwierigkeit ist in der Praxis in den sogenannten ›Sekundärgraten‹ zu sehen. Das heißt, bei der Entfernung des Grates aus der normalen Bearbeitung mittels Zerspanungsprozess entsteht wiederum ein unerwünschter Folgegrat oder sogenannte ›umgeklappte‹ Grate und somit undefinierte Endbearbeitungszustände. Deshalb setzt die Emag ECM GmbH, ehemals Dorner GmbH, auf das elektrochemische Entgraten. ECM steht für ›Electro Chemical Machining‹ und ist im Gegensatz zum Erodieren ein sanftes elektrochemisches Abtragen, das ohne Funkenbildung arbeitet. Das Werkstück wird positiv als Anode und das Werkzeug negativ als Kathode über eine Gleichstrom- oder Pulsquelle polarisiert. Die Ladung zwischen Kathode und Anode im Arbeitsspalt fließt über eine Elektrolytlösung, meist Natriumnitrat oder Natriumchlorid. Dadurch werden Metallionen vom Werkstück abgelöst. Das abgetragene Material kann dann als Metallhydroxid aus der Elektrolytlösung ausgefiltert werden. Die Form der Werkzeugkathode wird an die Bearbeitungsaufgabe angepasst. So wird ohne mechanische oder thermische Belastung nur dort entgratet, wo wirklich ein Materialabtrag gewünscht wird. Speziell darin ist der große Vorteil des Verfahrens zu sehen. Durch diese eng definierte Bearbeitung lassen sich selbst filigrane Bauteile reproduzierbar und präzise entgraten.

Ein Beispiel einer anspruchsvollen Entgrataufgabe ist die Herstellung eines Pumpengehäuses für die Common-Rail-Technik. Die mechanische Bearbeitung des Pumpengehäuses sowie das nachfolgende Entgraten sind zunächst vermeintlich gängiger Stand der Technik. Voraussetzung dafür ist allerdings die Beherrschung des gesamten Prozesses. Im konkreten Fall kommen Zerspanung, Automation und das Entgraten aus dem mittlerweile durchgängig in der Emag-Gruppe angesiedelten Technologieangebot.

Das heißt, für die Zukunft ist nur ein Ansprechpartner für alle Schnittstellen verantwortlich. Bezogen auf das Entgraten ist dies von enormer Bedeutung, denn das zunächst kleine Problem ›Entgraten‹ kann sehr schnell zu einem großen werden. Um dem vorzubeugen, ist es von Beginn an wichtig, bei der Auslegung des Prozesses beziehungsweise der Bearbeitungsreihenfolge, die Spanrichtung zu bestimmen, denn nur so lässt sich der Grat später wirtschaftlich und präzise entfernen. In der Praxis lag die große Herausforderung in der Vergangenheit darin, dass das Entgraten als letzte Station im eigentlichen Zerspanungsprozess berücksichtigt wurde. So war ein kostenintensiver Aufwand für das mechanische Entgraten oder andere Entgratverfahren notwendig. Kam dagegen bereits ECM zum Einsatz, stiegen die Kosten für Vorrichtung und Kathoden wegen der erforderlichen Änderungen. In Fällen wie dem des Pumpengehäuses kann also zukünftig der gesamte Prozess sowie die Maschinenverkettung von Beginn an optimal ausgelegt werden.

Das gilt auch für den Zylinder des Einspritzsystems. Dieser Zylinder arbeitet mit über 2000 bar und musste an unterschiedlichen Bohrungen entgratet beziehungsweise auf definierte Rauigkeitswerte geglättet werden. Diesen hohen Ansprüchen kann die Emag ECM GmbH mit der entwickelten Leistungselektronik auf wirtschaftlichem Weg gerecht werden. Durch die Pulsform und Stromdichte lassen sich optimale Oberflächen erzielen.

  • Beim ECM-Verfahren wird nur dort entgratet, wo wirklich ein Materialabtrag gewünscht wird.

    Beim ECM-Verfahren wird nur dort entgratet, wo wirklich ein Materialabtrag gewünscht wird.

  • Emag ECM-Komplettsystem zum Entgraten von Bauteilen für die Einspritztechnik.

    Emag ECM-Komplettsystem zum Entgraten von Bauteilen für die Einspritztechnik.

  • Mit der Emag ECM-Entgrattechnologie lassen sich alle Entgrataufgaben realisieren.

    Mit der Emag ECM-Entgrattechnologie lassen sich alle Entgrataufgaben realisieren.

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Unternehmensinformation

EMAG Holding GmbH

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DE 73084 Salach
Tel.: 07162-17-0
Fax: 07162-17-199

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