Gleitschleifen wird nachhaltig 10.01.2022, 11:45 Uhr

Glänzende Ergebnisse in der bauteilspezifischen Oberflächentechnik

Bei vielen Industrieprodukten sind eine besonders hohe Oberflächenqualität oder spezielle Geometrien gefragt. Wie lassen sich diese mit möglichst geringen Aufwand erzeugen? Gezeigt wird, wie Bearbeitungsqualität, Nachhaltigkeit und Effizienz einfach zu optimieren sind.

MultiShape-Keramikschleifkörper mit patentierter Form: Mit der Gleitschlifftechnik lassen sich viele Bearbeitungsaufgaben bei hohen Anforderungen an Qualität, Prozesssicherheit, Rückverfolgbarkeit und Wirtschaftlichkeit erfüllen. Foto: Rösler

MultiShape-Keramikschleifkörper mit patentierter Form: Mit der Gleitschlifftechnik lassen sich viele Bearbeitungsaufgaben bei hohen Anforderungen an Qualität, Prozesssicherheit, Rückverfolgbarkeit und Wirtschaftlichkeit erfüllen.

Foto: Rösler

Wenn es darum geht, die Qualität von Produkten durch eine bauteilspezifische Oberflächenbearbeitung zu sichern, kommt häufig die Gleitschlifftechnik zum Einsatz. Sie eignet sich für die unterschiedlichsten Aufgabenstellungen. Konsequente Forschung und Entwicklung adressiert bei führenden Anbietern nicht nur die Maschinentechnik, sondern auch die „Verfahrensmittel“.

Technologieunternehmen betrachtet den gesamten Prozess

Bei der Weiterentwicklung der Technologien setzt die Firma Rösler Oberflächentechnik immer wieder Benchmarks. Drei vor kurzem neu eingeführte Produkte machen es möglich, sowohl die Bearbeitungsqualität als auch die Reproduzierbarkeit, Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit von Gleitschliffprozessen zu erhöhen. Darüber hinaus lassen sich neue Anwendungen für komplexe Werkstücke realisieren. Das große Spektrum reicht vom Entgraten und Kantenverrunden über das Schleifen und Polieren bis zur Herstellung spezifischer Oberflächeneffekte. Darüber hinaus rücken immer häufiger zusätzliche Aspekte wie Ressourceneffizienz und Nachhaltigkeit ins Zentrum der Ausrichtung. Und nicht zuletzt erfordern die zunehmende Automatisierung und Digitalisierung von Produktionsprozessen auch in der Gleitschlifftechnik entsprechend angepasste Lösungen.

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Diese Herausforderungen beantworten die Untermerzbacher Spezialisten seit Jahrzehnten mit konsequenten Weiterentwicklungen – sowohl bei der Maschinen-, Prozess- und Automatisierungstechnik als auch bei den Verfahrensmitteln, die das Unternehmen ebenfalls selbst produziert. „Wir beschäftigen uns sehr intensiv mit den Trends und Anforderungen der verschiedenen Branchen und Märkte. Diese Erkenntnisse setzen wir in systematischer Entwicklungsarbeit in innovative Produkte um, die unseren Kunden einen spürbaren Mehrwert bieten und das Anwendungsspektrum der Gleitschlifftechnik erweitern“, berichtet Rüdiger Böhm, Global Manager R&D bei Rösler.

Passende Verfahrensmittel für jede Aufgabe

Für jedes Werkstück gibt es eine optimale Methode in Kombination mit dem idealen Verfahrensmittel. Dazu zählen generell Schleif- und Polierkörper, Compounds, Trennmittel, Trocknungsgranulate, Pulver und Pasten. Kunststoffgleitkörper zeichnen sich beispielsweise durch ein schonendes Schleifbild und ihre Splitterfreiheit aus. Sie werden vorwiegend für weiche Metalle wie Aluminium oder Zinkdruckguss eingesetzt. Keramikschleifkörper haben ein höheres Schüttgewicht und eine stärkere Schleifwirkung. Allerdings kann es materialbedingt zu einer Splitterwirkung kommen. Sie eignen sich zur Anwendung bei Stahl oder höher legierten Stählen. Stahlpolierkörper können zum Polieren und aufgrund des hohen Eigengewichtes auch zum Druckentgraten eingesetzt werden. Sie sind nahezu verschleißfrei, aber in der Anschaffung teurer.

Rösler produziert kunststoffgebundene Schleifkörper, chemische Behandlungsmittel (Compounds), Prozesswasser- sowie Abwasserreiniger und verfügt über 60 Jahre Erfahrung in der Herstellung keramischer Schleifkörper. Um die Prozesskonstanz in der Fertigung zu garantieren, wird die Qualität der Verfahrensmittel-Herstellung durch Qualitätskontrollen nach DIN EN ISO 9001 und 50001 überwacht. Die Palette an Verfahrensmitteln umfasst rund 15.000 Produkte. Jährlich kommen rund 150 Neuheiten zum Sortiment hinzu. Zu den Highlights gehört beispielsweise auch das sehr aktuelle Thema der Nachbearbeitung additiv gefertigter Bauteile – sei es das Entfernen von Stützstrukturen, Kantenverrunden, Hochglanzpolieren, das Glätten der Oberflächen oder die Vorbereitung für eine anschließende Beschichtung.

Einzigartige Formgebung macht bisher Unmögliches jetzt möglich

Eine aktuelle Innovation im Sortiment ist der „MultiShape“-Keramikschleifkörper. Er unterscheidet sich von allen bisher auf dem Markt verfügbaren Schleifkörpern und hat eine patentierte Form ohne planparallele Flächen. Das besondere Design wirkt einerseits Verklemmungen entgegen. Diese beeinträchtigen ansonsten insbesondere bei komplex geformten Werkstücken die Bearbeitung. Häufig lassen sie sich nur manuell wieder entfernen, was zeit- und kostenaufwendig wäre.

Andererseits ermöglicht die Form mit allseitig gerundeten Flächen, dass auch die bisher nicht (oder nur sehr aufwendig) in Gleitschliffverfahren zu bearbeitenden Werkstücke prozesssicher und effizient entgratet, kantenverrundet und geschliffen werden können. Dazu zählen Bauteile mit schwer zugänglichen Bereichen, beispielsweise Radien, Hinterschneidungen, Einkerbungen und Schlitzen. Diese Merkmale sind unter anderem bei Stanz-Biegeteilen zu finden. Eine ebenso effektive wie homogene Außen- und Innenbearbeitung lässt sich mit dem ungewöhnlichen Keramikschleifkörper auch bei Rohrabschnitten und bei Komponenten mit „schöpfenden Geometrien“ wie Gehäusen und Tiefziehteilen realisieren.

Form optimiert die Funktion

Hervorzuheben ist – im Vergleich zu klassischen Keramikschleifkörpern – das jetzt mögliche schnellere Umwälzverhalten. Es sorgt für eine höhere Bewegungsaktivität und einen optimierten Materialabtrag. Dies ermöglicht bis zu zehn Prozent kürzere Bearbeitungszeiten und leistet einen wichtigen Beitrag zur Erhöhung der Produktivität sowie der Wirtschaftlichkeit. Im Einsatz überzeugt MultiShape außerdem durch eine gleichmäßige Abnutzung. Diese sehr gute Formbeständigkeit der Schleifkörper erlaubt eine längere Nutzungsdauer, was sich positiv auf die Betriebskosten auswirkt. Die Schleifintensität lässt sich durch verschiedene Keramikqualitäten an die Anwendung anpassen.

Schaumfrei gleitschleifen – prozesssicher und nachhaltig

Schaumbildung ist eine Begleiterscheinung, die bei Gleitschliffprozessen mit Kunststoffschleifkörpern (sogar bei sogenannten schaumreduzierten Varianten) immer wieder auftritt. Problematisch ist der Schaum, da er wie ein Puffer zwischen den Bauteilen und den Schleifkörpern wirkt und dadurch die Abtrags- beziehungsweise Schleifwirkung vermindert. Dies führt zu einer eingeschränkten Prozesssicherheit. Das geforderte Ergebnis kann in der definierten Bearbeitungszeit nicht mehr gewährleistet werden. Darüber hinaus legt sich der mit Abrieb und Feinstpartikeln angereicherte Schaum auf den Teilen ab, was zu Verunreinigungen auf den bearbeiteten Werkstücken führt. Hinzu kommt, dass Schaum die Aufbereitungsqualität des Prozesswassers verschlechtert, sodass mehr Compound eingesetzt und das Wasser früher ausgetauscht werden muss. Und nicht zuletzt verschmutzt der aus den Anlagen austretende Schaum das Arbeitsumfeld. Bisher wurde versucht, der Schaumbildung durch Additive entgegenzuwirken. Dies hatte allerdings nur mäßigem Erfolg bei zusätzlichen Kosten und verringerter Nachhaltigkeit.

Gleiche Leistung bei stabilerem Prozess

Dieses Problem hat die Entwicklungsabteilung von Rösler mit einer schaumfrei arbeitenden Rezeptur gelöst: der sogenannten „N-Variante“. Vor der Produkteinführung wurden umfangreiche Feldversuche mit verschiedenen Pilotanwendern durchgeführt. „Diese zeigen, dass die schaumfreien Kunststoffschleifkörper über identische Schleifeigenschaften und -leistungen verfügen wie die bisherigen Varianten“, ergänzt Christian Höhn, Abteilungsleitung Technologiemanagement Gleitschlifftechnik.

Bei der Werkstückbearbeitung mit Kunststoffschleifkörpern erhöht die neue schaumfreie N-Variante die Reproduzierbarkeit des Ergebnisses und verbessert die Wirtschaftlichkeit.

Foto: Rösler

Festgestellt wurde in den Versuchen auch, dass der Gleitschliffprozess mit den weiterentwickelten Schleifkörpern deutlich stabiler läuft und das geforderte Ergebnis homogen in kürzeren Bearbeitungszeiten erreicht wird. Dieser positive Effekt auf die Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit wird durch eine längere Nutzungsdauer der Schleifkörper und des Prozesswassers sowie einen verringerten Compoundverbrauch weiter erhöht.

„Verschiedene Anwender sind aufgrund der störenden Schaumbildung bisher auf einen Keramikschleifkörper ausgewichen. Für diese Unternehmen ist die schaumfreie Variante eine Alternative, um ihre Prozesse zu optimieren“, merkt Christian Höhn an. In der schaumfreien N-Version sind alle Kunststoffschleifkörper aus dem umfangreichen Rösler-Programm erhältlich.

Mit Granulat staubfrei trocknen

Mit der dritten Neuentwicklung des Jahres 2021 lässt sich die Staubentwicklung, die bei der Trocknung mit Naturgranulaten wie Maisschrot prozessbedingt entsteht, signifikant eindämmen. Das flüssige, leicht zu dosierende Additive „Anti-Dust“ bindet bereits in geringen Mengen den entstehenden Staub. Je nach Betriebsdauer und Art der Werkstücke kann das Additiv einfach manuell oder automatisiert nachdosiert werden.

Das Additiv "Anti-Dust" bindet bei der Trocknung mit Naturgranulaten entstehenden Staub effektiv. Resultat sind sauberere Werkstücke und Produktionsumgebungen sowie ein angenehmeres Arbeitsumfeld.

Foto: Rösler

Anti-Dust wird in Kombination mit dem Granulat bei Trocknungsprozessen von Metall- und Kunststoffteilen eingesetzt und gewährleistet ohne Beeinträchtigung der Trocknungsleistung fleckenlos trockene Oberflächen. Gleichzeitig werden Staubrückstände an den Werkstücken, im Trockner und dem Umfeld minimiert. Das Additiv leistet dadurch einen Beitrag zu einer sauberen, staubarmen Arbeitsumgebung. „In punkto Umweltverträglichkeit überzeugt Anti-Dust ebenfalls, es ist rein pflanzlichen Ursprungs und lebensmittelecht“, merkt Rainer Schindhelm, Bereichsleitung Verfahrensmittel-Fertigung bei Rösler, an.

Die Performance der Gleitschlifftechnik weiter zu erhöhen und gleichzeitig die Nachhaltigkeit zu verbessern sowie CO2-Emissionen zu verringern, steht auch im Mittelpunkt der Neuentwicklungen von Rösler für das Jahr 2022. Dafür befinden sich bereits verschiedene Lösungen aus den Bereichen Maschinentechnik sowie Verfahrensmittel in der Felderprobung bei Kunden.

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Von Rösler Oberflächentechnik / Birgit Etmanski