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Sonderteil D+A+CH

Berührungslos in neue Dimensionen

25.08.2010

Zerspanungsprozesse sind heute meist aufeinander abgestimmt. Beim Entgraten sinkt jedoch die Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems, da dieser Prozess oft nicht von Anfang an in der Prozesskette berücksichtigt wurde. Mit der Emag ECM GmbH bietet die Emag Gruppe den gesamten Zerspanungsprozess inklusive dem Entgraten aus einer Hand.

Werkstücke mit komplexer Formgebung beinhalten häufig schwer zugängliche Bearbeitungsstellen. 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 bei 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 beeinträchtigen. 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 entstehen wiederum ein Folgegrat oder auch 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 ohne Funkenbildung. Dabei wird das Werkstück 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. Hierbei werden Metall-ionen vom Werkstück gelöst.

Anspruchsvolle Entgrataufgabe
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 auch der 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 und dem Zylinder des Einspritzsystems. Der beschriebene Zylinder des Pumpengehäuses wurde mit der Emag-Technik in der Vergangenheit sowohl mit einer 4- als auch 6-fach-Technik ausgeführt. Je nach Bauteil wurden schon Parallelisierungen bis 20 Teile gleichzeitig realisiert.

Den Punkt Qualitätssicherung beim Entgraten beantwortet Emag ECM durch die gut skalierbare Leistungselektronik, mittels der in jedem Bearbeitungsnest selektiv jede einzelne Kathode separat überwacht werden kann. Damit lässt sich die geflossene Ladungsmenge und somit der Materialabtrag auf jeder Kathode monitoren.