Paste schleift Kanten und Oberflächen glatt

Klaus Vollrath ist freier Journalist in Herne

Unsere Verfahren setzen dort an, wo herkömmliche Entgrattechniken an ihre Grenzen stoßen“, erläutert Ralf Krieger, Vertriebsleiter bei der Remscheider Extrude Hone GmbH. „Dabei decken wir mit verschiedenen Verfahren eine große Bandbreite von Anwendungen ab.“ Zu den unterschiedlichen Aufgabenstellungen gehören unter anderem das Entgraten ineinander laufender Bohrungen in Hydrauliksystemen oder das Innenbearbeiten von Bohrungen in Hochdruck-Dieseleinspritzdüsen. Auch Flittergrate lassen sich aus den filigranen Schlitzen in den Zylindern von Sicherheitsschlössern beseitigen. Besonders interessant sei für Anwender, dass zwei dieser Verfahren zusätzlich die Möglichkeit bieten, gezielt Kanten zu verrunden oder Kanäle zu polieren. Das trägt dazu bei, dass Motoren, Hydraulik-Systeme und Anlagen der Energietechnik den Anforderungen moderner Energiespar- und Schadstoffvermeidungskonzepte gerecht werden. Damit sich Kraftstoffe optimal vermischen und verbrennen, müssen die Innenkonturen der Aufbereitungs- und Mischaggregate strömungsgünstig ausgebildet sein. Sie dürfen weder Grate noch raue Oberflächen oder scharfe Kanten aufweisen.

„In Europa kommt unsere Technologie inzwischen bei nahezu allen modernen Diesel-Einspritzsystemen zum Einsatz“, freut sich Krieger. „Weil es bei Entgrataufgaben kein Patentrezept gibt, setzen wir aus einem Pool verschiedener Techniken immer diejenige ein, die für die jeweilige Anwendung am besten geeignet ist.“

Auf der Anlage, vor der Vertriebsleiter Krieger gerade steht, wird ein massiver Verteiler für eine Höchstdruck-Hydraulik bearbeitet. Dabei kommt ein Verfahren zum Einsatz, das ursprünglich in den USA für die Innenbearbeitung höchstbeanspruchter Bauteile von Hydraulik- und Kraftstoff-Zuführsystemen in der Luft- und Raumfahrt entwickelt wurde: das Druckfließ-Läppen. Bearbeitungsmedium ist eine zähflüssige Substanz, die sich normalerweise wie Knetgummi verhält. Ihre Festigkeit nimmt jedoch abrupt zu, wenn sie beim Fließen behindert wird. An solchen Stellen wirken die beigemischten Schleifmittelkörnchen besonders intensiv. Sie tragen so lange Material ab, bis die Strömungsbehinderung beseitigt ist. Ähnlich wirkt das Medium bei rauen Oberflächen, die dadurch eingeebnet werden. Auch scharfe Übergänge oder Kanten lassen sich damit abrunden. Das Material kann sowohl bezüglich seiner viskoplastischen Eigenschaften als auch bezüglich Typ und Korngröße des Schleifmediums gezielt auf die jeweiligen Anforderungen eingestellt werden. Je nach Bearbeitungsaufgabe gibt es zudem Anlagenvarianten mit unterschiedlichen Medienflusskonzepten. Die Einsatzbandbreite ist groß. Sie umfasst sowohl Großserienfertigung als auch Einzelanwendungen wie etwa das Glattpolieren der Einlasskanäle von Rennmotoren. Weitere wichtige Einsatzgebiete sind unter anderem der Formenbau, die Medizintechnik, die Pharmakologie oder die Lebensmitteltechnik.

Ergänzend zum Druckfließ-Läppen beschäftigt sich Extrude Hone seit einiger Zeit mit einer weiteren Technik: der elektrochemischen Metallbearbeitung (ECM). Damit sollen sich enge Bohrungen bis herab zu einem Durchmesser von 0,2 mm gezielt bearbeiten lassen. Mit Hilfe des Verfahrens werden beispielsweise die birnenförmigen Druck-Wirbelkammern im Inneren der Einspritzdüsen von Common-Rail- oder Pumpe-Düse-Dieselaggregaten erzeugt. Dabei trägt eine formangepasste Kathode Schichten vom Werkstück ab. Dort, wo keine Bearbeitung gewünscht ist, wird die Elektrode umhüllt und so isoliert. Das abgetragene Material wird durch den zirkulierenden Elektrolyten aus dem Arbeitsbereich gespült. Mit ECM lassen sich Hohlräume herstellen, die mit konventionellen spanabhebenden Verfahren nicht zu realisieren sind. Zusätzlich entstehen glatte, nahezu polierte Oberflächen.

Da die Abtragungscharakteristik einebnend ist, kann die Technik gleichzeitig zum Entgraten und definierten Verrunden vorhandener Bohrungsverschneidungen eingesetzt werden. Das Verfahren soll hochproduktiv sein: Eine Anlage kann pro Tag 8000 Einspritzdüsen bearbeiten. Zudem lässt sich der Prozess so stabil führen, dass er auch den hohen Anforderungen von Abnehmern aus der Kfz-Industrie genügt. Durch Variation verschiedener Parameter kann das Verfahren auf den jeweiligen Prozess hin optimiert werden. Zu den wichtigsten dieser Parameter gehören die chemische Zusammensetzung des Elektrolyten, die Form der Elektrode, die Art der Stromführung und die Ausbildung des Strömungsprofils des Elektrolyten.

„Jüngstes Kind in der Palette unserer Verfahren ist – soweit es Europa betrifft – das thermische Entgraten (TEM)“, weiß Axel Kulessa vom Vertriebsteam der Extrude Hone-Niederlassung in Remscheid. Mit diesem Verfahren, das sich vor allem zum Entfernen dünner, flächiger Grate sowohl im Innen- als auch im Außenbereich eignet, hat das Unternehmen sein Portfolio an Entgrat-Techniken um ein weiteres Segment erweitert. Das entsprechende Know-how holte sich Extrude Hone durch die Übernahme der US-amerikanischen Bosch-Tochtergesellschaft Surftran, die in den USA bisher rund 250 dieser Systeme bei industriellen Anwendern installiert hat. Im Unterschied zu den beiden anderen Prozessen werden beim TEM-Prozess lediglich die Grate abgetragen, ohne dass eine Einebnung oder gar Verrundung der Gratwurzel erfolgt. Das Verfahren eignet sich vor allem für gleichmäßige Grate, die sich auf Grund ihrer Lage nicht durch Stanzen entfernt lassen. Der besondere Vorteil liegt in der hohe Produktivität bei kleineren Teilen, die der Anwender einfach als Schüttgut in die Reaktionskammer dosieren kann. Die eigentliche Behandlung dauert nur Sekunden. Anschließend kann der Bediener die Teile sofort aus der Anlage nehmen. Bei Ausführung als Rundtaktautomat mit mehreren Kammern lässt sich auf diese Weise ein hoher Durchsatz erreichen. Auch beim TEM-Verfahren werden die Parameter des Prozesses genau auf die jeweiligen Erfordernisse eingestellt.

„Wenn Sie wollen, können Sie natürlich einfach eine unserer Anlagen kaufen und loslegen, aber die Praxis sieht eher so aus, dass unsere Kunden schon dann zu uns kommen, wenn das neue Produkt noch auf dem Reißbrett entsteht“, verrät Ralf Krieger. Gemeinsam mit der Konstruktionsabteilung erarbeiten die Remscheider dann einen Prozess, der zu definierten Kosten und definierter Produktivität zu genau festgelegten Ergebnissen führt. Ein erheblicher Teil der Aufgaben von Extrude Hone betreffe daher das Engineering und die Optimierung von produktspezifischen Prozessadaptierungen. „Unser Kunde bekommt von uns einen funktionierenden Prozess, den wir in unserem Technikum im Rahmen von Pilotserien bis zur stabilen Maschinen- und Prozessfähigkeit hochfahren und bezüglich seiner Parameter optimieren“, bekräftigt Krieger. Zum Lieferumfang gehört die Prozessadaptierung inklusive Aufnahmevorrichtungen und Handlingsystemen. Bei Bedarf werden auch vor- oder nachgeschaltete Arbeitsschritte bereitgestellt. Dazu gehören etwa das Vereinzeln vor und Reinigen nach der Bearbeitung.

Sowohl in Remscheid als auch in der Niederlassung Buxheim verfügt das Unternehmen über je ein gut ausgestattetes Technikum, das nicht nur für Prozessanbahnungen genutzt wird. Auch für Versuche bei auftretenden Problemen oder für die Lohnfertigung im Falle von Engpässen beim Kunden steht es zur Verfügung. „Wir sind davon überzeugt, dass nur zufriedene Kunden wiederkommen. Deshalb endet die Verantwortung für unsere Anlagen nicht mit dem Tag der Abnahme“, sagt Axel Kulessa. Ein System, das nicht die Erwartungen des Kunden erfülle, sei eine Hypothek für die eigene wirtschaftliche Zukunft. Deshalb verfüge man nicht nur in Remscheid und Buxheim über eine gut trainierte und motivierte Servicemannschaft, sondern baue auch in anderen Ländern so frühzeitig wie möglich einen eigenen Stamm von Servicemitarbeitern auf.

„Wir fassen eine Geschäftsbeziehung als Partnerschaft auf, die schon mit der Voranfrage beginnt und sich über den gesamten Lebenszyklus der von uns gelieferten Anlage erstreckt“, nennt Axel Kulessa die Gründe für dieses Vorgehen.