Beim thermischen Entgraten werden die Chargen größer

Die Entgrat-Anlage öffnet dem thermischen Entgraten den Zugang zu größeren Chargen und Bauteilen, ohne dass Kompromisse bei den Entgrat-Ergebnissen nötig sind.

Oft genug befindet sich der Grat nach einer spanenden Bearbeitung an schwer zugänglichen Stellen. Das führt meist zu nicht optimalen Ergebnissen bei Anwendung mechanischer Entrat-Verfahren. Anders sieht es beim thermischen Entgraten aus. Doch auch mit dem thermischen Entgraten ist der Lohn-Entgrater BENSELER in Marbach an Grenzen gestoßen.

Größte Arbeitskammer der Entgrat-Anlage als Limit
Der Grund dafür lag in der Größe der Arbeitskammer der Entgrat-Anlage. Ab 320 mm Chargengröße war Schluss. Seit kurzem ist daher eine Entgrat-Anlage mit 400 mm Kammerdurchmesser in Betrieb: die erste Großanlage zum Entgraten der Bauart Item 400 des Anlagenherstellers ATL, Luhden (Bild 1).

Das eröffnet der BENSELER Entgratungen GmbH in Marbach die Möglichkeit, das Bauteilespektrum zu erweitern. Mit neun thermischen Entgrat-Anlagen in Marbach und 15 Entgrat-Anlagen konzernweit sieht man sich als größten Lohnentgrater in Europa - auch weil man mit weiteren Anlagen Verfahren wie das Hochdruckwasserstrahl-Entgraten und das elektrochemische Entgraten besetzt.

Der Grat verbrennt
Beim thermischen Entgraten handelt es sich um ein sogenanntes abtragendes Fertigungsverfahren. Das Verbrennungsprinzip wird dazu genutzt, um den dünnen überstehenden Grat an metallischen und nichtmetallischen Werkstücken durch das Zünden eines Gasgemisches bei hohen Temperaturen zu entgraten. Daher ist auch eine Gratentfernung an schwer zugänglichen Werkstückstellen möglich.

In die hermetisch geschlossene Entgratkammer der Großanlage Item 400 wird ein Gemisch aus Sauerstoff und Gas eingeführt und anschließend elektrisch gezündet. Die dabei kurzzeitig vorherrschenden Temperaturen von 2.500 bis 3.000 °C leiten mit dem übrig gebliebenen Sauerstoff die Verbrennung des Grates ein. Weil die Gratoberfläche im Verhältnis zum Gratvolumen sehr groß ist, kann die eingebrachte Wärme nur schlecht in das Werkstückinnere abgeleitet werden.

Die zur Verbrennung nötige Temperatur des Werkstoffs wird erreicht - allerdings nur im Grat. Der Entgratprozess wird durch das Mischverhältnis des Gases, durch den Fülldruck und zum Großteil durch die Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffs beeinflusst.

Entgrat-Anlage mit vergrößertem Kammerdurchmesser stieß auf starkes Interesse
Gearbeitet wird für die Automobilindustrie. Sie benötigt feinstentgratete Bauteile, für hydraulische und pneumatische Komponenten. Weitere Auftragsarbeiten kommen aus dem Maschinenbau, der Kunststoffverarbeitung und der Medizintechnik. Entsprechend groß, stellte der Anlagenhersteller fest, war das Interesse an der Entgrat-Anlage mit vergrößertem Kammerdurchmesser - nicht nur weil die Testergebnisse überzeugten, sondern auch aufgrund der erreichbaren Wirtschaftlichkeit. Beides macht das thermische Entgraten nun für Massenteile attraktiver, für die es bishlang als zu teuer galt.

Anfang dieses Jahres wurde die Entgrat-Anlage geliefert. Innerhalb eines Tages war sie betriebsbereit. Sie arbeitet seitdem zuverlässig. Als Beleg dafür werden von BENSELER Entgratergebnisse angeführt, die man zuvor beim thermischen Entgraten in einer derart großen Arbeitskammer für nicht möglich gehalten hatte. Das verschiebe die Anwendungsgrenzen des Verfahrens, heißt es - in Richtung größerer Bauteile und Chargenvolumina, weshalb der Lohnentgrater die Chance der Erstinbetriebnahme auch dazu nutzt, die Anlage in einem Demonstrations- und Vorführzentrum in Betrieb zu zeigen.

Rund 70 Mio. Bauteile im Jahr werden entgratet
Dabei hätten manche Bauteile, die man nicht unbedingt dem thermischen Entgraten zuordnen würde, für eine gewisse Überraschung gesorgt. Dass man als Erster mit einer Entgrat-Anlage arbeitet, stellt einen Wettbewerbsvorteil dar, heißt es in Marbach, wo im 2-Schicht-Betrieb rund 70 Mio. Bauteile im Jahr entgratet werden. Immer wieder seien dabei Herausforderungen zu meistern.

So gilt BENSELER am Markt als Spezialist für schwierige Entgrat-Aufgaben, zum Beispiel bei Bauteilen mit innenliegendem Grat. In der Automobilindustrie konnte man sich unter anderem aufgrund einer belastungsschonenden Behandlung bei dünnwandigen Teilen wie Kraftstoffinjektoren etablieren.

Basis dafür ist die Vorrichtungstechnik, die generell auf das jeweilige Teil abgestimmt sein muss, um qualitativ und wirtschaftlich das Optimum beim thermischen Entgraten herauszuholen, bei dem durch Zünden eines Gasgemischs der Grat "abgebrannt" - sprich beseitigt - wird.

Automatisierung und hohe Anlagenverfügbarkeit sind Trumpf
Dabei herrschen kurzzeitig Temperaturen von 2.500 bis 3.000 °C, die mit dem im Gemisch enthaltenen Sauerstoff die Verbrennung des Grates einleiten. Als qualitativ entscheidende Größe werden daher das Mischungsverhältnis des Gases, der Fülldruck sowie die Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffs hervorgehoben.

Wirtschaftlich setzt der Lohn-Entgrater auf Automatisierung und hohe Anlagenverfügbarkeit. So übernehmen seit dem vergangenen Jahr Roboter das Vorrichtungshandling bei zwei thermischen Entgrat-Anlagen für Großserienteile. Dagegen wird die Verfügbarkeit durch Reduzierung der Wartungszeiten erhöht.

Design der Entgrat-Anlage verbessert Zugänglichkeit
Das Ergebnis ist bei der Großanlage nicht nur im Innern, sondern auch im äußeren Design zu sehen, das sich von herkömmlichen Konzeptionen laut Anlagenhersteller unterscheidet. Ziel der Designänderung sei eine verbesserte Zugänglichkeit der Entgrat-Anlage. Daraus resultiere eine bessere und vor allem schnellere Wartung und damit stark verkürzte Ausfallzeiten der Anlage zum thermichen Entgraten.

Bild 1:
Diese Entgrat-Anlage erweitert das Bauteilespektrum für das thermische Entgraten. Grund ist die größere Arbeitskammer.

Bild 2:
ATL-Geschäftsführer Jörn Struktmann (links) und BENSELER-Geschäftsführer, Günter Gölz, nach der Inbetriebnahme der Entgrat-Anlage Item 400 beim Marbacher Lohnentgrater.

Bild 3:
Gussteil nach dem thermischen Entgraten. Nur der Grat wird "abgebrannt", sprich beseitigt.


Bilder ATL
Quelle: MM Industrie-Portal vom 13.05.2009 - Josef-Martin Kraus